《英NOC提出二氧化碳海底封存监测新方法》

  • 来源专题:中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
  • 编译者: liguiju
  • 发布时间:2022-07-01
  • 碳捕集与储存(CCS)被认为是应对气候变化更有效的方式之一。该过程包括捕获在发电、制氢和合成氨以及钢铁制造等工业过程中产生的二氧化碳(CO2),然后通过管道、油轮、公路或船舶运输,最后将CO2直接注入岩层或枯竭的油气藏。CCS是将全球气温升高控制在1.5℃以下的关键缓解策略,海上封存可以提供高达13%的全球CO2减排目标。
    英国国家海洋学中心(NOC)在苏格兰海岸开展和主导的一项研究表明:CCS过程中将CO2储存在海底既可行又安全,且目前可以通过新技术检测和量化微小的CO2排放量。相关研究成果发表在《可再生能源与可持续能源评论》(Renewable and Sustainable Energy Reviews)上。
    研究人员在Aberdeen东北130公里处的北海进行了一项实验,他们在海床以下120米和3米的深度模拟了为期12天的CO2排放,以测试新技术是否能够检测到非常小的CO2排放。这种方法可以监测到CO2释放了多少以及从何处释放。这项开创性的试点研究为长期监测海上CO2储存库的技术发展指明方向。
    研究人员能够使用声学、化学和物理方法监测海洋环境任何CO2排放,并确定泄漏的位置,这是以前无法实现的。研究证明使用被动和主动声学技术(包括安装在自主水下航行器上的系统)可以检测和量化非常少量的CO2。研究人员将现有技术与NOC的新传感器和最先进的建模工作相结合,在确保海上CO2储存安全方面向前迈出了重要一步。(李亚清  编译)

  • 原文来源:https://noc.ac.uk/news/new-paper-shows-potential-safe-storage-co2-offshore
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  • 《研究人员开发出用于海底二氧化碳泄漏监测的模型》

    • 来源专题:中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
    • 编译者:liguiju
    • 发布时间:2019-09-20
    • 据专家观点,向海底深处注入二氧化碳可能是缓解气候变化的一种重要方法。因此,需要一种可靠手段来监测这些封存地点的气体泄漏情况。日前,一篇发表在美国化学学会的《环境科学与技术》(Environmental Science & Technology)期刊上的研究,通过分析意大利海岸二氧化碳气体释放的自然来源,开发出可应用于未来封存地点的模型。 研究单位跨国能源公司Equinor运营着一个二氧化碳捕集和封存设施,每年向挪威水域深处的离岸砂岩储水层注入约100万吨的二氧化碳。与陆地封存相比,海底封存的气体在意外泄漏的情况下对人类产生的风险较小,原因在于广阔的海洋起到了缓冲作用。但是,泄漏的气体会溶解在海水中,改变海水酸碱度,可能对当地海洋生态系统造成危害。目前仍缺乏一种监测和量化扩散到海底某个区域的多种二氧化碳泄漏的方法。因此,Jonas Gros和他的同事们研究了西西里岛北部沿海小岛Panarea天然二氧化碳渗漏点附近的PH变化。 研究人员利用潜水器和舰载仪器从海底二氧化碳羽流中收集气体和水样,然后利用这些数据验证了之前开发的计算机模型,该模型可以预测由于气体泄漏导致的海水酸碱度变化。模拟结果表明,超过79%的二氧化碳在海底4米范围内发生溶解。结果发现,该模型可以预测泄漏点周围水域的酸碱度变化模式,这与水下拖曳传感器收集的实际数据类似。新模型可用于指导封存地点日常监测过程中的采样方法,并估计二氧化碳排放对当地海洋环境的影响。 (刘雪雁 编译) 图片源自网络
  • 《洛斯阿拉莫斯国家实验室提出改善碳封存监测新方法》

    • 来源专题:岩土力学与工程信息资源网
    • 编译者:李娜娜
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    • 目前,对二氧化碳地质封存的地震监测方法效果不佳,并且没有适当考虑CO2与岩石相互作用的若干特征。洛斯阿拉莫斯国家实验室研究人员提出了一种新的岩石物理模型来模拟岩石物理性质,该模型将提供更全面和可操作的数据,可以更准确地揭示CO2与储层岩石的相互作用,使碳地质封存的监测工作更加可靠。 (1)新的岩石物理模型能准确模拟CO2对压缩波和剪切波的影响 目前公认的地下CO2计算方法是基于Biot-Gassmann方程的模型,该方法能够描述岩石被CO2饱和时的弹性性质。在实验基础上,Biot-Gassmann方程使用得相当普遍(尤其是用于碳地质封存),然而,这种方法没有考虑非线性应力应变关系和弱化岩石骨架的化学反应。 长期暴露于CO2会影响CO2饱和岩石的剪切模量和体积模量,导致无法用Biot-Gassmann方程完全描述CO2的行为,从而导致岩石物理建模不准确。 与使用Biot-Gassmann方程建模的结果相比,新的岩石物理模型表现出更大的弹性特性,特别是剪切波速度的变化。研究结果与室内试验结果一致,提高了使用地震监测进行CO2核算的可靠性。 (2)改进的岩石物理模型使碳地质封存的监测结果更加可靠 碳捕集和封存是减少温室气体排放的重要手段,但封存系统的泄漏可能会对环境和人类造成重大风险。 由于岩石物理模型控制着碳地质封存,改进的模型将使科学家更好地了解CO2在地下储层中的移动方式。反过来又使科学家能够了解何时何地发生泄漏。因此,改进的岩石物理模型可以让科学家解释CO2的封存问题,并发现和解决泄漏问题。 这种新的CO2岩石物理模型对于可靠的地震监测和地质封存的CO2量化至关重要。相关研究成果发表于《Nature,Communications Earth & Environment》[1]。 [1] CO2 Rock Physics Modeling for Reliable Monitoring of Geologic Carbon Storage