□ 长江日报记者杨佳峰 通讯员段金利
“10年了,没有任何异常!”日前,内蒙古鄂尔多斯市60公里外的一处林草地带,鄂尔多斯煤制油分公司碳封存首席专家王永胜站在一处特殊的“地下填埋场”上,向长江日报记者介绍,他的脚下1700米至2495米地层深处,30.26万吨二氧化碳已被安全封存了10年。
鄂尔多斯CCUS项目是我国首个二氧化碳捕集、利用与封存示范项目,由中国科学院武汉岩土力学研究所团队提供全程技术支撑。该项目的成功实践,为我国碳减排提供了有效解决方案。
■ 10年零异常:
30万吨二氧化碳“地下安居”
记者在现场看到,3个银色缓冲罐在“填埋场”上高高支起,一口注入井和两口监测井被2米多高的红色阀门密封,注入井口被100米长的水泥柱加固封住。“封存点建有监测站,设备每天实时传回数据,3万多个日夜从未中断,确保地下封存的二氧化碳始终处于安全状态。”王永胜说。
该项目于2011年5月启动注入,2015年4月完成封存,二氧化碳封存总量达30.26万吨,扩散半径仅有500米左右。“当第一辆槽罐车运来的25吨二氧化碳注入地下时,我手心满是汗水,生怕泄漏。”项目负责人、中国科学院武汉岩土力学研究所研究员魏宁说,二氧化碳刚注入地下时处于超临界状态,随着时间的推移,封存的二氧化碳将逐步溶解并矿化,最终与地质体融为一体,实现永久“封存”。
作为项目实施单位,鄂尔多斯煤制油分公司将生产中产生的二氧化碳灌装后运至封存点,每吨封存成本约240元,若扩大规模可降至每吨150元。
该项目的成功实践,为我国碳减排提供了有效解决方案。目前,陕西、山西、甘肃、宁夏和新疆等地均开展了相关测试和示范工程建设,其中陕西省榆林地区CCUS项目已规划至400万吨级。
■ 10万公里踏勘:
为碳封存觅得“理想藏所”
安全封存的首要任务是找到合适的地质构造。魏宁介绍,团队历时10年行程10万公里,于2009年在离鄂尔多斯煤制油分公司10多公里处终于找到了理想的二氧化碳“填埋场”。
理想的“填埋场”需具备良好的注入性能与持久的密封能力。“我们要避开易泄漏的地质构造,优先选择泥岩、页岩等低渗透性岩石作为盖层,这些地质构造的破裂压力可达数兆帕甚至更高,能牢牢锁住二氧化碳。”魏宁介绍,鄂尔多斯盆地一两千米深处地层稳定,深部多套咸水层形成类似油气藏的储盖体系,是理想的“填埋场”。
团队勘查发现,鄂尔多斯盆地周边电厂、化工厂密集,加之宁夏宁东、甘肃陇东等区域均具备适宜封存条件,预计2030年该区域碳地质封存能力将突破千万吨大关。
■ 全链条管控:
捕集是关键安全是底线
选址确定后,便可开展碳捕集工作。鄂尔多斯CCUS项目采用低温胺洗工艺,在氢气生产过程中将混合气体中的二氧化碳分离出来;捕集到的二氧化碳需经过一系列净化处理,去除水、硫、氮及有机物等杂质,使其纯度达到99.9%;经螺杆泵加压后,将高纯度二氧化碳在-20℃和2.2兆帕的压力下压缩成液态,再通过专用低温槽罐车运输至封存点。
封存期间实时监测同样重要。魏宁介绍,项目早期建立地下、地表、空中立体监测网络,现在还建立了监测3井,能够全天候监测地下水、气体流体以及地下温度和压力的变化,实现风险早发现、早处理。
■ 江汉盆地新机遇:
具备数十亿吨封存潜力
到2030年,我国需减排约2亿吨二氧化碳,强制性碳减排市场潜力巨大。中国科学院武汉岩土力学研究所地质碳储与工程安全研究中心(以下简称碳储中心)主任李琦介绍,东部地区用电需求大,而适合二氧化碳地质封存的场地多在“三北”地区,这种空间错配成为行业发展瓶颈。
2005年以来,碳储中心团队历时20年,在湖北、内蒙古、山西等多地开发了适配不同区域特点的二氧化碳封存与处置技术,并已开展相关测试和示范工程建设。
“系统评估显示,江汉盆地具备优良的二氧化碳地质封存条件,湖北碳封存资源当量可达数十亿吨级。”碳储中心副主任张力为介绍,目前二氧化碳地质封存项目正在全国多地油田推进,湖北凭借江汉盆地丰富的油田资源、荆州荆门等地发达的化工产业、潜江天门仙桃一带丰富的地下空间资源,展现出独特的封存优势。