碳封存 山西在行动

　　“双碳”目标之下，除了转变能源获取方式，减少对石油、煤炭、天然气等化石能源的依赖，以及植树造林、提高固碳能力等常规手段之外，还有一项被称为“碳中和的最后一公里解决方案”的技术——二氧化碳地质封存。
　　那么，什么是二氧化碳地质封存？什么地质条件的岩层可以进行二氧化碳封存？我省具备怎样的地质封存条件？山西煤炭地质一四八勘察院有限公司的专家王娇霞给大家解答。
什么是二氧化碳地质封存？
　　二氧化碳地质封存是通过工程技术手段将捕集的二氧化碳直接注入至地下一定深度范围内的地质体中，从而实现其与大气长期隔绝的一个过程。通俗来讲，就是把工业生产环节中产生的二氧化碳收集起来并进行液态化处理，然后将它们注入地质岩层中长期封存，不让它逃回大气层。
　　二氧化碳地质封存其实就是模仿自然界储存化石燃料的机制，把二氧化碳封存在地层中。将二氧化碳转化为液态，可经由输送管线或车船运输至适当地点后，注入特定地质条件及特定深度的地层中。封存深度一般要在800m以下，该深度的温压条件可使二氧化碳处于高密度的液态或超临界状态。二氧化碳埋藏其间的时间跨度可达数千年甚至上万年。
我省具备怎样的地质封存条件？
　　从我省的地质实际来看，深部是由含盐水层、不可开采煤层、废弃矿井等特色地质体构成的，这些地质体正是封存二氧化碳的潜在地质路径。
　　首先，在我省沉积盆地内广泛分布着不可利用的含盐水层，可用来封存二氧化碳。
　　其次，我省作为煤炭大省，在含煤盆地深部普遍存在着因技术原因或经济原因而弃采的煤层，也是封存二氧化碳的地质场所。
　　同时，长久以来伴随着煤炭的开采，我省产生了大量废弃矿井。
　　另外，我省在以往地质勘查工作中，发现有厚度较大的岩盐矿层，进行工业化开采后形成的盐腔，也可进行二氧化碳地质封存。
　　当前，二氧化碳地质封存作为碳中和技术中不可或缺的组成部分，是实现“30·60”双碳目标的关键技术手段和托底技术保障。为此，经山西省科学技术厅批准，筹建了首个碳封存领域创新平台——山西省二氧化碳地质封存技术创新中心，对山西特色不同地质体的二氧化碳封存技术进行研究，将为我省实现碳达峰，碳中和的目标提供技术支撑，助力山西达成双碳目标。 记者 乔静涛
封存二氧化碳的岩层有哪些？
　　为防止二氧化碳在压力作用下返回地表或向其他地方迁移，地质构造必须满足盖层、储集层和圈闭构造等特性，方可实现安全有效埋藏。
●常规地质
　　主要是油田、气田和不含烃的储气层（主要是深部含盐水层）三种。前两种，由于对已开采油气田的构造和地质条件熟悉，因此利用它们来储存二氧化碳相对容易。
　　利用含盐水层储存，注入其中的二氧化碳，会被含盐水层上覆的泥质盖层封隔、孔隙束缚，进一步溶解于咸水中或与水、岩石矿物反应而固定下来。其优点是，圈闭构造比油田和气田更普遍，其中可能有一些适于储存二氧化碳的巨大储气构造。二氧化碳注入后，经过流体力学的反应，可稳定上万年。如果矿物地层和富含二氧化碳的含水层之间发生化学反应，使二氧化碳转化为无害的碳酸盐沉淀下来，可以保存上百万年。
●非常规地质
　　非常规地质包括海上与陆地两部分。可能的地质构造或结构包括玄武岩、盐穴、废弃矿井以及深海海底，都是潜在的封存二氧化碳地点的选择对象。废弃矿井的地下空间为二氧化碳地质封存提供了理想的容器。通过废弃矿井密闭性改造或二氧化碳矿化后填充也可达到二氧化碳封存的目的。
　　在沿岸和沿海的沉积盆地中也可能存在合适的封存构造。
　　有充分渗透性且以后不可能开采的煤炭，也可能用于封存二氧化碳。当二氧化碳注入煤层后，在煤层的孔隙、裂隙中渗流扩散、吸附，最终以吸附态、游离态赋存于煤层中。