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作者及机构
本文的主要作者包括Di Zhou、Pengchun Li、Xi Liang、Muxin Liu和Li Wang,分别来自UK-China (Guangdong) CCUS Centre、South China Sea Institute of Oceanology(中国科学院南海海洋研究所)以及University of Edinburgh(爱丁堡大学商学院)。该研究于2018年发表在《International Journal of Greenhouse Gas Control》期刊上。
学术背景
本研究的主要科学领域是碳捕集、利用与封存(Carbon Capture, Utilization and Storage, CCUS),特别是针对中国广东省的离岸二氧化碳运输与封存进行长期战略规划。研究的背景是全球气候变化的紧迫性,尤其是2015年《巴黎协定》提出的将全球温升控制在2°C以内的目标。中国作为全球最大的二氧化碳排放国之一,承诺在2030年或更早实现碳排放峰值。CCUS技术被认为是实现这一目标的关键技术之一,特别是在化石燃料继续使用的情况下。广东省作为中国经济大省和低碳试点省份,其CCUS发展对全国乃至全球的碳减排具有重要意义。
研究流程
本研究的主要目标是制定广东省在2030年和2050年的离岸二氧化碳运输与封存发展计划。研究分为以下几个步骤:
1. 数据收集与分析:研究团队收集了广东省2010年及2016年的二氧化碳排放数据,特别是来自大型点源(如电力、石化、钢铁等行业)的排放数据。
2. 存储潜力评估:通过地质数据评估了广东省近海沉积盆地的二氧化碳封存潜力,特别是珠江口盆地和北部湾盆地的封存能力。
3. 源汇匹配模型:采用“集群-枢纽”模型,将二氧化碳排放源与封存地进行匹配,优先考虑现有基础设施的再利用。
4. 分阶段规划:研究将CCUS发展分为两个阶段:第一阶段(2030年前)以石化行业的高纯度二氧化碳捕集和二氧化碳驱油(CO2-EOR)为主;第二阶段(2030年至2050年)则扩大CCUS的应用范围,目标是在2040年和2050年分别实现3500万吨和1.1亿吨的二氧化碳封存。
5. 成本与可行性研究:研究提出了降低CCUS成本的措施,如选择靠近现有油田的封存地以利用现有设施和数据。
6. 研究建议:研究建议开展数据库建设、可行性研究、技术研发、成本估算和系统优化设计等支持性研究,以确保CCUS分阶段发展的顺利实施。
主要结果
1. 排放数据:2010年广东省的二氧化碳排放量为5.1亿吨,其中约一半来自大型点源(电力行业2.07亿吨,石化行业3400万吨,钢铁行业1200万吨)。
2. 封存潜力:珠江口盆地的有效二氧化碳封存能力超过3000亿吨,其中浅水区域(水深小于200米)的封存能力为770亿吨。
3. 源汇匹配:研究提出了四个源汇匹配方案,包括珠江口盆地和北部湾盆地的封存集群。
4. 分阶段目标:第一阶段(2030年前)的目标是每年封存300万吨二氧化碳,累计封存1300万吨;第二阶段(2030年至2050年)的目标是到2040年实现3500万吨/年的封存,到2050年实现1.1亿吨/年的封存,累计封存量分别为1.87亿吨和7.3亿吨。
5. 成本节约措施:通过集群-枢纽模型和现有设施的再利用,研究提出了降低CCUS成本的措施。
结论
本研究首次提出了广东省离岸二氧化碳运输与封存的长期战略规划,为广东省实现低碳发展提供了重要参考。研究结果表明,广东省的近海封存潜力巨大,特别是在珠江口盆地和北部湾盆地。通过分阶段实施和成本优化措施,广东省有望在2050年实现大规模的二氧化碳封存,为全国乃至全球的碳减排目标做出重要贡献。
研究亮点
1. 创新性规划:本研究首次提出了广东省离岸CCUS的长期战略规划,填补了该领域的研究空白。
2. 分阶段实施:研究将CCUS发展分为两个阶段,明确了每个阶段的目标和实现路径。
3. 成本优化:通过集群-枢纽模型和现有设施的再利用,研究提出了降低CCUS成本的具体措施。
4. 多学科结合:研究结合了地质学、工程学、经济学等多学科知识,提出了全面且可行的CCUS发展方案。
其他有价值的内容
研究还强调了支持性研究的重要性,包括数据库建设、技术研发和系统优化设计等,以确保CCUS分阶段发展的顺利实施。此外,研究还提出了未来研究的方向,如二氧化碳驱油潜力的评估和现有设施的再利用可行性研究。
以上是对本文档的详细学术报告,涵盖了研究的背景、流程、结果、结论及其科学和应用价值。