互聯(lián)網(wǎng)+創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)計(jì)劃書(shū)“雙碳”目標(biāo)下油氣開(kāi)發(fā)中CO2 的綜合利用研究項(xiàng)目書(shū)

第九屆中國(guó)國(guó)際“互聯(lián)網(wǎng)+”創(chuàng)意創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽項(xiàng)目名項(xiàng)目名稱(chēng)：“雙碳”目標(biāo)下油氣開(kāi)發(fā)中CO2

的綜合利用研究目錄TOC\o"1-3"\h\u一、項(xiàng)目概述 11.1研究?jī)?nèi)容 11.2研究目的 1二、系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) 22.1設(shè)計(jì)內(nèi)容 2國(guó)內(nèi)外發(fā)展前景 3技術(shù)線路18453 3碳利用市場(chǎng)和潛在的CO2需求85 4操作流程 5原理圖 5介紹及工作原理 6技術(shù)14096的選擇 6二氧化碳捕集利用與封存（以下簡(jiǎn)稱(chēng)CCUS） 7三ccus技術(shù)的使用 73.1點(diǎn)源ccus技術(shù) 8co2運(yùn)輸?shù)姆椒ㄟx擇 8co2的利用 9co2的封存 9強(qiáng)化采油技術(shù) 9進(jìn)度安排 10原理圖 13四、市場(chǎng)調(diào)查分析 13市場(chǎng)發(fā)展及現(xiàn)狀 13產(chǎn)業(yè)化前景 13五、已有基礎(chǔ)及政策建議 13

項(xiàng)目概述研究目的當(dāng)前，我國(guó)二氧化碳年排放量居全球首位。2020年，我國(guó)碳排放量達(dá)到99.617億噸，世界占比31.15%，與2019年相比，增長(zhǎng)0.6％。石油與天然氣行業(yè)也是我國(guó)重要的碳排放源，2020年中國(guó)油氣行業(yè)生產(chǎn)加工過(guò)程中直接排放的二氧化碳（Scope1，指企業(yè)控制或擁有的排放源所產(chǎn)生的二氧化碳排放，屬于企業(yè)的直接排放），以及外購(gòu)電、購(gòu)熱所產(chǎn)生的間接二氧化碳排放量（Scope2，指企業(yè)凈購(gòu)入的電力、熱力等隱含的二氧化碳排放，屬于企業(yè)的間接排放）達(dá)到約6億t，約占全國(guó)碳排放總量的6%。這些預(yù)算統(tǒng)計(jì)來(lái)自全球碳項(xiàng)目的2022年全球碳預(yù)算報(bào)告。我國(guó)油氣生產(chǎn)環(huán)節(jié)存在較高的碳排放，“2030年碳達(dá)峰，2060年碳中和”，是我國(guó)首次向世界提出的碳減排目標(biāo)。這彰顯了我們國(guó)家的大國(guó)擔(dān)當(dāng)，對(duì)我國(guó)參與全球氣候治理、引領(lǐng)未來(lái)的可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生了重要影響。但是基于我們國(guó)家“富煤、貧油、少氣”的能源結(jié)構(gòu)，這也是一場(chǎng)硬仗。煤化工行業(yè)是我國(guó)的基礎(chǔ)行業(yè)之一，其產(chǎn)業(yè)規(guī)模大，能源消耗多，二氧化碳（CO2）排放量大。一方面，長(zhǎng)期以來(lái)CO2均是作為廢物排放。其實(shí)，它同樣是一種重要的資源和產(chǎn)品。它可以廣泛應(yīng)用于啤酒、碳酸飲料、惰性氣體保護(hù)焊接工藝。利用其液體、固體的冷量可以對(duì)食品、蔬菜、水果進(jìn)行冷藏、儲(chǔ)運(yùn)、自然降氧、氣調(diào)保鮮；另外還可用于石油開(kāi)采的驅(qū)油劑、煙草膨化劑、超臨界萃取，以及氣體肥料等。綜上所述，如何在雙碳目標(biāo)下，減少二氧化碳排放，同時(shí)變廢為寶，成為煤化工企業(yè)有待解決的問(wèn)題。研究?jī)?nèi)容我們此次優(yōu)先考慮采用二氧化碳捕集利用與封存（以下簡(jiǎn)稱(chēng)CCUS）技術(shù)是指將二氧化碳從工業(yè)生產(chǎn)或大氣中分離出來(lái)，直接利用或經(jīng)過(guò)加工再利用或注入地層以實(shí)現(xiàn)二氧化碳減排并將排放的二氧化碳達(dá)到綜合利用目標(biāo)的過(guò)程。并利用現(xiàn)有技術(shù)將CCUS所存在的易泄漏，高污染問(wèn)題進(jìn)行有效解決。CCUS是在二氧化碳捕集與封存（CCS）的基礎(chǔ)上增加了“利用”，這一理念是隨著技術(shù)的發(fā)展和認(rèn)識(shí)的不斷深化，在中美兩國(guó)的大力倡導(dǎo)下形成的，目前已經(jīng)獲得了國(guó)際上的普遍認(rèn)同。項(xiàng)目技術(shù)方案：CCUS按流程分為捕集、輸送、利用與封存等環(huán)節(jié)，如圖所示。二氧化碳捕集：是指將二氧化碳從工業(yè)生產(chǎn)、能源利用或大氣中分離出來(lái)的過(guò)程，主要分為燃燒前捕集、燃燒后捕集、富氧燃燒和化學(xué)鏈捕集。二氧化碳輸送：是指將捕集的二氧化碳運(yùn)送到可利用或封存場(chǎng)地的過(guò)程。根據(jù)運(yùn)輸方式的不同，分為公路運(yùn)輸、鐵路運(yùn)輸、船舶運(yùn)輸和管道運(yùn)輸。二氧化碳利用：是指通過(guò)技術(shù)手段將捕集到的二氧化碳實(shí)現(xiàn)資源化利用的過(guò)程。根據(jù)技術(shù)手段不同，可分為地質(zhì)利用、化工利用和生物利用等。其中，二氧化碳地質(zhì)利用是將二氧化碳注入地下，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)強(qiáng)化能源生產(chǎn)、促進(jìn)資源開(kāi)采的過(guò)程，如提高石油、天然氣采收率，開(kāi)采地?zé)?、深部咸（鹵）水等多種類(lèi)型資源；二氧化碳的化工利用是將利用二氧化碳合成制作無(wú)機(jī)化工產(chǎn)品如尿素、晶體碳酸鈣等，合成有機(jī)化工產(chǎn)品如甲醇、乙醇、碳酸脂等；二氧化碳的生物利用主要是富碳農(nóng)業(yè)應(yīng)用和食品應(yīng)用，另外，二氧化碳制成干冰在冷鏈運(yùn)輸方面也有廣泛的應(yīng)用。二氧化碳封存：是指通過(guò)工程技術(shù)手段將捕集的二氧化碳注入地質(zhì)深處進(jìn)行封存，實(shí)現(xiàn)二氧化碳與大氣長(zhǎng)期隔絕的目的。按照封存位置不同，可分為陸地封存和海洋封存；按照地質(zhì)封存體的不同，可分為咸水層封存、枯竭油氣藏封存等。國(guó)、內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展動(dòng)態(tài)從國(guó)外較為成功的CCUS項(xiàng)目來(lái)看，政府的參與可起到一定的積極作用。CCUS項(xiàng)目全產(chǎn)業(yè)鏈涉及多個(gè)企業(yè)部門(mén)，資金需求量大。政府若直接投資、或?qū)嵤┨级悺⑿履茉囱a(bǔ)貼等政策，企業(yè)的資金壓力可有所減輕。以挪威的Mongstad項(xiàng)目為例，政府參與了其融資，并提供了發(fā)電全額收購(gòu)的激勵(lì)政策。此外，政府與企業(yè)良好的合作關(guān)系也對(duì)項(xiàng)目有所助益。以加拿大的BoundaryDam項(xiàng)目為例，其成功主要就因?yàn)楫?dāng)?shù)啬茉垂九c政府緊密合作，因此公眾對(duì)項(xiàng)目的支持度比較高。國(guó)內(nèi)CCUS示范項(xiàng)目整體規(guī)模較小，成本較高。CCUS的成本主要包括經(jīng)濟(jì)成本和環(huán)境成本。經(jīng)濟(jì)成本包括固定成本和運(yùn)行成本，環(huán)境成本包括環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)與能耗排放。經(jīng)濟(jì)成本首要構(gòu)成是運(yùn)行成本，是CCUS技術(shù)在實(shí)際操作的全流程中，各個(gè)環(huán)節(jié)所需要的成本投入。運(yùn)行成本主要涉及捕集、運(yùn)輸、封存、利用這四個(gè)主要環(huán)節(jié)。預(yù)計(jì)至2030年，CO2捕集成本為90-390元/噸，2060年為20-130元/噸；CO2管道運(yùn)輸是未來(lái)大規(guī)模示范項(xiàng)目的主要輸送方式，預(yù)計(jì)2030和2060年管道運(yùn)輸成本分別為0.7和0.4元/(噸·km)。2030年CO2封存成本為40-50元/噸，2060年封存成本為20-25元/噸。自2006年起，我國(guó)陸續(xù)發(fā)布了20多項(xiàng)涉及CCUS的國(guó)家政策，確定了CCUS在應(yīng)對(duì)氣候變化領(lǐng)域的重要地位，并積極推動(dòng)CCUS技術(shù)的推廣和示范項(xiàng)目的建設(shè)，但尚未建立CCUS的專(zhuān)項(xiàng)法律法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)體系。法律法規(guī)的不完善對(duì)企業(yè)意味著多重風(fēng)險(xiǎn)，直接阻礙了企業(yè)參與CCUS項(xiàng)目的積極性，如CCUS大規(guī)模實(shí)施所涉及的利益者眾多，需要建立一個(gè)能表達(dá)和協(xié)調(diào)相關(guān)利益者訴求的法律和政策框架體系以及該體系下的有效運(yùn)行機(jī)制；缺少有效的政策激勵(lì)，沒(méi)有具體的財(cái)稅支持，是目前企業(yè)開(kāi)展CCUS研究和示范項(xiàng)目的主要障礙；示范項(xiàng)目的選址、建設(shè)、運(yùn)營(yíng)和地質(zhì)利用與封存場(chǎng)地關(guān)閉及關(guān)閉后的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、監(jiān)控等方面同樣缺乏相關(guān)的法律法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)。因此盡快出臺(tái)明確的政府政策與建立專(zhuān)項(xiàng)法律法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于CCUS項(xiàng)目的大規(guī)模實(shí)施非常重要。根據(jù)國(guó)內(nèi)外的研究結(jié)果，碳中和目標(biāo)下中國(guó)CCUS減排需求為：2030年0.2-4.08億噸，2050年6-14.5億噸，2060年10-18.2億噸。各機(jī)構(gòu)情景設(shè)置中主要考慮了中國(guó)實(shí)現(xiàn)1.5℃目標(biāo)、2℃目標(biāo)、可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)、碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)，各行業(yè)CO2排放路徑，CCUS技術(shù)發(fā)展，以及CCUS可以使用或可能使用的情景。火電行業(yè)是當(dāng)前中國(guó)CCUS示范的重點(diǎn)，預(yù)計(jì)到2025年，煤電CCUS減排量將達(dá)到600萬(wàn)噸/年，2040年達(dá)到峰值，為2~5億噸/年，隨后保持不變。鋼鐵行業(yè)CCUS2030年減排需求為0.02~0.05億噸/年，2060年減排需求為0.9~1.1億噸/年。水泥行業(yè)CCUS2030年CO2減排需求為0.1~1.52億噸/年，2060年減排需求為1.9~2.1億噸/年。石化和化工行業(yè)是CO2

的主要利用領(lǐng)域，通過(guò)化學(xué)反應(yīng)將CO2轉(zhuǎn)變成其他物質(zhì)，然后進(jìn)行資源再利用。2030年石化和化工行業(yè)的CCUS減排需求約為5000萬(wàn)噸，到2040年逐漸降低至0。創(chuàng)新點(diǎn)與項(xiàng)目特色在CUSS技術(shù)中的二氧化碳封存前的二氧化碳提純步驟中采用綜合選擇的方法，根據(jù)情況的不同選擇提純方法，CO2提純精制的工藝有很多種，主要包括溶劑物理吸收法、溶劑化學(xué)吸收法、變壓吸附法、膜分離法、精餾法、催化燃燒法等。CO2經(jīng)原料氣濃度較高，相對(duì)雜質(zhì)較少，如果需要的高純度CO2，經(jīng)比較，采用任何一種單一方法無(wú)法實(shí)現(xiàn)工藝目標(biāo)，經(jīng)綜合對(duì)比，本項(xiàng)目采用吸附法與精餾法的組合技術(shù)。流程設(shè)置為干燥—吸附—精餾。首先用分子篩干燥法將水分除去，由吸附劑將極性雜質(zhì)吸附除去，氮?dú)?、氧氣可以用閃蒸或精餾方法除去，最后剩下純度達(dá)到99.9%的CO2產(chǎn)品。所以根據(jù)考察研究具體情況我們可以采用多種提純方式混合的技術(shù)提高二氧化碳純度，減少環(huán)境污染。技術(shù)路線、擬解決的問(wèn)題及預(yù)期成果現(xiàn)階段中國(guó)應(yīng)對(duì)氣候變化行動(dòng)將從弱減排逐步向強(qiáng)減排過(guò)渡，CCUS技術(shù)的總體定位應(yīng)是“利用帶動(dòng)封存，政策驅(qū)動(dòng)商業(yè)；技術(shù)研發(fā)做儲(chǔ)備，運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)是基礎(chǔ)”。短期內(nèi)（至2030年）CCUS的商業(yè)化主要以市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)為主，通過(guò)CO2資源化利用的經(jīng)濟(jì)收益抵消部分增量成本，通過(guò)技術(shù)研發(fā)提高效益，降低成本。2030年前，CCUS技術(shù)處于研發(fā)示范階段，是中國(guó)減少CO2排放的重要戰(zhàn)略?xún)?chǔ)備技術(shù)，目前碳減排主要依靠大力發(fā)展節(jié)能增效和可再生能源技術(shù)。隨著技術(shù)逐漸成熟和成本的不斷下降，CCUS有望在2030年后成為中國(guó)向低碳能源系統(tǒng)平穩(wěn)轉(zhuǎn)型的重要戰(zhàn)略?xún)?chǔ)備技術(shù)，為構(gòu)建化石能源與可再生能源協(xié)同互補(bǔ)的多元供能體系發(fā)揮重要作用。預(yù)計(jì)至2050年，構(gòu)建低成本、低能耗、安全可靠的CCUS技術(shù)體系和產(chǎn)業(yè)集群，實(shí)現(xiàn)CCUS的廣泛部署和區(qū)域新業(yè)態(tài)。CCUS技術(shù)能耗和成本問(wèn)題得到根本改善，在涉及化石能源使用的各行業(yè)得到大規(guī)模應(yīng)用，并與生物質(zhì)能源結(jié)合實(shí)現(xiàn)負(fù)排放，成為中國(guó)建設(shè)綠色低碳多元能源體系的關(guān)鍵技術(shù)。預(yù)計(jì)至2060年，BECCS等負(fù)減排技術(shù)將突破“能源不可能三角”制約，助力碳中和目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。BECCS（生物能與碳捕集和封存）和DACCS（直接空氣捕集）等負(fù)減排技術(shù)將會(huì)實(shí)現(xiàn)有效應(yīng)對(duì)氣候變化（環(huán)保性）、保障能源安全穩(wěn)定供應(yīng)（安全性）和低廉的經(jīng)濟(jì)成本（經(jīng)濟(jì)性）的三重目標(biāo)，并為鋼鐵、水泥等難以達(dá)到凈零排放的行業(yè)提供負(fù)排放支撐，最終達(dá)到全社會(huì)CO2的凈零排放。項(xiàng)目研究進(jìn)度安排第一期點(diǎn)源CCUS技術(shù)：在點(diǎn)源CCS技術(shù)中，水泥和鋼鐵生產(chǎn)、化石燃料制氫、垃圾焚燒和發(fā)電等行業(yè)產(chǎn)生的CO2在排放到大氣之前就能夠被捕獲；然后，被壓縮到超過(guò)100個(gè)大氣壓，注入到地下一千米以下的多孔巖石層中，在不透水的巖石下，保存數(shù)萬(wàn)年到數(shù)百萬(wàn)年。CO2也可以被納入建筑材料等產(chǎn)品中，只要它們能夠長(zhǎng)期儲(chǔ)存。通過(guò)不同的工程方法，可以有效地從點(diǎn)源捕獲CO2，捕獲水平超過(guò)90%。成本大約10~100美元/噸CO2。盡管成本高于綠地項(xiàng)目，但碳捕捉設(shè)備可以改造自現(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)施，以避免資產(chǎn)陷入困境，同時(shí)實(shí)現(xiàn)凈零策略。1.技術(shù)要求（1）地質(zhì)方面：確認(rèn)、設(shè)計(jì)和管理安全的地下儲(chǔ)存。（2）工程方面：建造設(shè)備，從各種來(lái)源捕獲CO2。（3）基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃：適用于無(wú)法通過(guò)增量開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)的大型轉(zhuǎn)型性項(xiàng)目。2.固碳潛力（1）年度：至2050年，每年碳捕獲和封存10-30GtCO2，受到CO2運(yùn)輸和儲(chǔ)存基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展的限制。（2）總體潛力：本質(zhì)上是無(wú)限的。CCS的存儲(chǔ)容量潛力超過(guò)了化石燃料的存儲(chǔ)容量。3.政策建議（1）CCUS技術(shù)助力實(shí)現(xiàn)凈零的潛力是巨大的，政府需要建立允許CCUS技術(shù)大規(guī)模部署的監(jiān)管環(huán)境，并盡早建立相應(yīng)的行業(yè)部門(mén)。（2）大規(guī)模建設(shè)CO2運(yùn)輸和封存的基礎(chǔ)設(shè)施，以降低成本，鼓勵(lì)工業(yè)行業(yè)采用CCUS技術(shù)。（3）制定通用的CO2儲(chǔ)存的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和準(zhǔn)則。CO2運(yùn)輸和封存基礎(chǔ)設(shè)施需要像電力、天然氣和石油供應(yīng)一樣國(guó)際化。第二期二氧化碳運(yùn)輸：運(yùn)輸指將捕集的CO2運(yùn)送到可利用或封存場(chǎng)地的過(guò)程，主要包括罐車(chē)、船舶、管道運(yùn)輸?shù)确绞?。通常小?guī)模和短距離運(yùn)輸考慮選用罐車(chē)，長(zhǎng)距離規(guī)?；\(yùn)輸或CCUS產(chǎn)業(yè)集群優(yōu)先考慮管道運(yùn)輸。在我國(guó)，罐車(chē)和船舶運(yùn)輸技術(shù)都已開(kāi)展商業(yè)應(yīng)用，與國(guó)際先進(jìn)水平同步，而輸送潛力最大的管道運(yùn)輸技術(shù)剛開(kāi)展相關(guān)示范，相比處于商業(yè)應(yīng)用階段的國(guó)際水平差距顯著。1罐車(chē)運(yùn)輸：目前主要的陸上運(yùn)輸方式，將CO2壓縮成液態(tài)后進(jìn)行運(yùn)輸，每車(chē)可裝載10噸左右，基于距離和重量計(jì)費(fèi)（近1元/km/噸），但長(zhǎng)距離運(yùn)輸不具備經(jīng)濟(jì)性。2船舶運(yùn)輸：以液態(tài)二氧化碳的形式進(jìn)行運(yùn)輸，可使用現(xiàn)有的液化天然氣載運(yùn)船，每船可運(yùn)載上萬(wàn)噸CO2，成本僅需0.1—0.5元/km/噸，讓CO2的越洋運(yùn)輸和異地離岸存儲(chǔ)成為可能。3管道運(yùn)輸：以氣態(tài)或液態(tài)的方式通過(guò)管道網(wǎng)絡(luò)運(yùn)輸CO2，預(yù)估成本為0.3元/km/噸，但目前國(guó)內(nèi)由于嚴(yán)格的管道建設(shè)審批政策，還沒(méi)有投入商業(yè)使用的案例，實(shí)際運(yùn)營(yíng)成本仍需進(jìn)一步評(píng)估。在現(xiàn)有CO2輸送技術(shù)中，罐車(chē)運(yùn)輸和船舶運(yùn)輸技術(shù)已達(dá)到商業(yè)應(yīng)用階段，主要應(yīng)用于規(guī)模10萬(wàn)噸/年以下的CO2輸送。中國(guó)已有的CCUS示范項(xiàng)目規(guī)模較小，大多采用罐車(chē)輸送。華東油氣田和麗水氣田的部分CO2通過(guò)船舶運(yùn)輸。管道輸送尚處于中試階段，吉林油田和齊魯石化采用路上管道輸送CO2。海底管道運(yùn)輸?shù)某杀颈汝懮瞎艿栏?0%~70%，目前海底管道輸送CO2的技術(shù)缺乏經(jīng)驗(yàn)，在國(guó)內(nèi)尚處于研究階段。第三期二氧化碳利用：碳利用就是利用CO2來(lái)創(chuàng)造具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的產(chǎn)品。在一些歐洲經(jīng)委會(huì)國(guó)家中廣泛應(yīng)用的是強(qiáng)化采油技術(shù)。碳利用可細(xì)分為以下3個(gè)主要領(lǐng)域（礦化、生物和化學(xué)）。但是，某些碳應(yīng)用方案，如在某些化工過(guò)程中使用CO2、滅火產(chǎn)品等，并不等同于混凝土或碳酸鹽等永久封存解決方案。需要與直接空氣碳捕獲與封存技術(shù)結(jié)合，以解決CO2的再釋放問(wèn)題，達(dá)到碳中和。碳利用技術(shù)應(yīng)用方向:鑒于其目前的市場(chǎng)規(guī)模，將CO2轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品對(duì)應(yīng)對(duì)氣候變化的溫室氣體目標(biāo)做出了雖小但重要的貢獻(xiàn)。在未來(lái)的氫經(jīng)濟(jì)中，CO2中的碳可以用來(lái)制造許多目前使用化石燃料制造的化學(xué)品和塑料。1.利用潛力（1）礦化：將CO2融入混凝土最有潛力在短期內(nèi)成為一個(gè)巨大的CO2市場(chǎng)。（2）化學(xué)：CO2目前被少量用于制造尿素肥料和一些特殊聚合物。在未來(lái)的氫經(jīng)濟(jì)中，CO2可以與氫氣結(jié)合，制造合成燃料、合成氣和甲醇。合成氣和甲醇是基本的化學(xué)原料，許多化學(xué)品和聚合物都可以用它們來(lái)生產(chǎn)。（3）生物：CO2被用來(lái)促進(jìn)植物生長(zhǎng)，并可以通過(guò)使用生物炭捕獲，提高土壤質(zhì)量。2.政策建議（1）建立工業(yè)CCUS的總體政策戰(zhàn)略和路徑，包括必要的研發(fā)重點(diǎn)、商業(yè)化潛力、激勵(lì)政策機(jī)制和法律框架。（2）推動(dòng)能夠釋放CO2利用經(jīng)濟(jì)潛力的研發(fā)項(xiàng)目和計(jì)劃。在國(guó)家和區(qū)域項(xiàng)目中進(jìn)行大規(guī)模的工業(yè)CCUS示范。（3）制定標(biāo)準(zhǔn)，幫助行業(yè)開(kāi)發(fā)含有CO2的產(chǎn)品，并促進(jìn)使用吸收CO2的產(chǎn)品（例如混凝土行業(yè)）。（4）引入財(cái)政機(jī)制，例如稅收抵免、碳定價(jià)和碳稅、授權(quán)和標(biāo)準(zhǔn)、發(fā)展中國(guó)家碳融資。3.碳利用市場(chǎng)和潛在的CO2需求注釋?zhuān)?對(duì)于化工產(chǎn)品，CO2的利用只有在它取代石油化工產(chǎn)品時(shí)才會(huì)帶來(lái)凈效益。并且，化學(xué)產(chǎn)品的壽命太短，不能被認(rèn)為是碳匯。為了更好的環(huán)境影響，CO2必須來(lái)自生物質(zhì)能碳捕獲與封存技術(shù)、直接空氣碳捕獲與封存技術(shù)或廢物流。利用CO2生產(chǎn)骨料和混凝土最具吸收CO2的潛力，每年的市場(chǎng)規(guī)?？傆?jì)約為2.5萬(wàn)億美元。然而，現(xiàn)有產(chǎn)品價(jià)格低廉，使得這類(lèi)產(chǎn)品的市場(chǎng)滲透具有挑戰(zhàn)性。甲醇和乙醇的生產(chǎn)也為在產(chǎn)品中吸收CO2創(chuàng)造了機(jī)會(huì)，但由于液體燃料最終會(huì)燃燒，它們不被視為長(zhǎng)期的CO2吸收解決方案，除非與直接空氣碳捕獲與封存技術(shù)、生物質(zhì)能碳捕獲與封存技術(shù)和綠色氫結(jié)合，以創(chuàng)造替代化石燃料的燃料。其余的產(chǎn)品作為CO2解決方案的潛力有限，因?yàn)榕c化石燃料市場(chǎng)相比，這些產(chǎn)品的市場(chǎng)規(guī)模較小，且加工成本較高。第四期二氧化碳封存二氧化碳的封存我們采用兩種技術(shù)方案（一）利用含水層封存CO2含水層是在多孔巖石中含有鹽水的地質(zhì)構(gòu)造。合適的含水層位于不透水的蓋層下面的沉積巖中。它們?cè)谑澜绺鞯厣疃瘸^(guò)1千米的地方都有發(fā)現(xiàn)。CO2可以被泵入巖石中進(jìn)行封存。在這樣的深度，CO2被壓至200-800千克/立方米的密度。在含水層中，CO2從注入點(diǎn)形成一股傾向于移動(dòng)到含水層頂部的羽流。在CO2/鹽水界面，CO2會(huì)溶解在鹽水中(約1-2%的溶解度)，一些水會(huì)溶解在CO2羽流中。這導(dǎo)致酸性增加，影響含水層中的正?；瘜W(xué)反應(yīng)和生物群落。經(jīng)過(guò)數(shù)萬(wàn)年或數(shù)百萬(wàn)年，CO2可以礦化成巖石。在進(jìn)行任何封存之前，都需要進(jìn)行全面的儲(chǔ)層工程來(lái)表征巖石性質(zhì)，因?yàn)槿绻畬記](méi)有存儲(chǔ)能力，那么昂貴的上層基礎(chǔ)設(shè)施將是多余的。注入CO2的速率和含水層的總?cè)萘渴怯珊畬拥牡刭|(zhì)情況和壓力極限決定的。含水層的壓力必須受到限制，以確保羽流或鹽水中的CO2不會(huì)泄漏。它的壓力取決于CO2注入的速度以及鹽水滲透巖石的速度。一旦停止注射，隨著CO2繼續(xù)溶解和礦化，壓力會(huì)在幾個(gè)世紀(jì)內(nèi)下降。由于酸性的影響，蓋層也會(huì)發(fā)生溶解，這取決于巖石的性質(zhì)。這樣可能會(huì)影響儲(chǔ)層中儲(chǔ)存和封存的完整性。如果CO2或鹽水泄漏到飲用水或土壤中，將會(huì)產(chǎn)生負(fù)面影響。這種泄漏可能來(lái)源于地質(zhì)斷層、廢棄的油井或氣井(通常位于同一地點(diǎn))、鹽水進(jìn)入相鄰的地質(zhì)地層等。因此在注入期間和之后，需要進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以識(shí)別是否可能發(fā)生泄漏并加以預(yù)防。1.技術(shù)要求石油和天然氣行業(yè)：目前，該技術(shù)的使用規(guī)模為每年數(shù)百萬(wàn)噸，因?yàn)檫\(yùn)營(yíng)產(chǎn)生的CO2排放會(huì)帶來(lái)高額的罰款。2.固碳潛力估計(jì)超過(guò)一萬(wàn)億噸CO2。3.政策建議（1）協(xié)調(diào)管理地下資源的國(guó)家和國(guó)際框架。確保法律不限制含水層的使用，并保護(hù)其他用戶(hù)免受諸如飲用水含水層污染等不利影響?？紤]發(fā)生泄漏情況下的財(cái)務(wù)和法律條件。（2）發(fā)展基礎(chǔ)設(shè)施以克服地理位置問(wèn)題。CO2源和含水層并不都在同一地點(diǎn)，將需要配置性基礎(chǔ)設(shè)施和直接空氣碳捕獲與封存技術(shù)。各國(guó)在使用未使用的容量方面需要合作。（3）資金支持。必須建立一種籌資機(jī)制來(lái)支付封存、收集、清理和運(yùn)輸CO2的費(fèi)用。（4）提高意識(shí)以獲得公眾認(rèn)可。需要資金來(lái)完成地質(zhì)調(diào)查，規(guī)模可達(dá)1億噸/年，并確保技術(shù)的安全性。（二）強(qiáng)化采油技術(shù)（EOR）強(qiáng)化采油技術(shù)是一系列提高油氣采收率的技術(shù)，其中一種是在加壓情況下向井中注入CO2。在700米以上的深度，CO2變成超臨界狀態(tài)，并作為一種很好的溶劑，從巖層中釋放石油和天然氣，將它們沖到井口。CO2也可以與水一起注入。強(qiáng)化采油技術(shù)首次嘗試于1972年，是成熟油氣井的常用技術(shù)。注入CO2可以作為二次驅(qū)油機(jī)制，將油氣儲(chǔ)層中的剩余油氣驅(qū)出。注入CO2是目前最受歡迎的一種強(qiáng)化采油方法，所使用的CO2來(lái)源是基于當(dāng)?shù)刈畹偷目捎贸杀镜?，其中大部分?lái)自自然資源。人們對(duì)二氧化碳強(qiáng)化采油技術(shù)的興趣在于，一旦油田枯竭，一些CO2會(huì)留在儲(chǔ)層中，封存數(shù)百年或數(shù)千年。因?yàn)橛泻芏喾椒▉?lái)生產(chǎn)石油和天然氣,二氧化碳強(qiáng)化采油技術(shù)必須同其他技術(shù)經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)，比如開(kāi)發(fā)新井和其他強(qiáng)化采油技術(shù)。二氧化碳強(qiáng)化采油技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)力取決于油藏的適宜性、由于相對(duì)較高的資本成本而需要的回收期、當(dāng)?shù)氐腃O2成本以及可獲得的技術(shù)資源。1.技術(shù)要求石油和天然氣行業(yè)：將現(xiàn)有技術(shù)融入石油的經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)。其他行業(yè)：對(duì)CO2進(jìn)行濃縮處理，以便運(yùn)輸并用于強(qiáng)化采油。2.碳封存潛力總量：50~350Gt（國(guó)際能源署2015年預(yù)測(cè)）在全球范圍內(nèi)，陸上油田的二氧化碳強(qiáng)化采油技術(shù)潛力最大，但也有一些不錯(cuò)的海上油田可供選擇。根據(jù)RystadEnergy能源公司的數(shù)據(jù)，在全球所有具有CO2儲(chǔ)存潛力的生產(chǎn)油田中，80%以上是陸上油田。3.政策建議（1）提高二氧化碳強(qiáng)化采油技術(shù)在油氣行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。與其他采油方法相比，降低二氧化碳強(qiáng)化采油技術(shù)的相對(duì)成本。（2）鼓勵(lì)油氣行業(yè)采用二氧化碳強(qiáng)化采油技術(shù)。鼓勵(lì)封存比石油開(kāi)采所需的更多的CO2。（3）鼓勵(lì)從人為來(lái)源捕獲CO2。鼓勵(lì)CO2工業(yè)來(lái)源和強(qiáng)化采油技術(shù)用戶(hù)之間的合作。（4）增加CO2的儲(chǔ)存量。促進(jìn)和推廣關(guān)于提高強(qiáng)化采油技術(shù)所需CO2封存量的技術(shù)研究。根據(jù)強(qiáng)化采油后的凈碳排放對(duì)烴源進(jìn)行分類(lèi)。已有基礎(chǔ)與本項(xiàng)目有關(guān)的研究積累和已取得的成績(jī)對(duì)碳捕集已經(jīng)開(kāi)展大量的研究，Lee等通過(guò)固體吸收劑捕獲二氧化碳(CO2)，以減少來(lái)自不同燃燒過(guò)程源的CO2排放，所用的吸附劑通過(guò)加熱或減壓的方式回收利用，作為捕獲CO2成熟的技術(shù)，分離效率可達(dá)到90%。Dutcher等通過(guò)胺基技術(shù)捕集CO2，由于反應(yīng)的高度可逆性，可有效應(yīng)用于工程項(xiàng)目。我們也完成了富氧燃燒技術(shù)的突破，通過(guò)分離空氣制取純氧，以純氧作為氧化劑進(jìn)入燃燒系統(tǒng)，同時(shí)輔以煙氣循環(huán)的燃燒技術(shù)，可視為燃燒中捕獲技術(shù)。該技術(shù)捕獲的CO2濃度可達(dá)90%以上，只需簡(jiǎn)單冷凝便可實(shí)現(xiàn)CO2的完全分離，因此CO2捕獲能耗和成本相對(duì)較低，但額外增加制氧系統(tǒng)的能耗，提高了系統(tǒng)的總投資。燃燒后捕獲是指直接從燃燒后煙氣中分離CO2，雖然投資較少，但煙氣中CO2分壓較低，使得CO2捕獲能耗和成本較高。