地質地球所研究提出中國新的潛在碳減排產業

　　為應對氣候變化對全球的影響，目前世界各國政府達成一致共識，認為CO2的地質封存(簡稱CCS)是一種主要的碳減排技術手段。中國煤炭的產量與消耗量均位于世界前列，產量僅次于美國、俄羅斯居世界第三位，消耗量僅次于美國居世界第二位。在今后相當長時間內，煤炭仍然是中國的主要能源，占一次能源生產和消費總量的60%以上。由于煤炭直接用于發電及其他產業，排放出大量的CO2，從煙道氣捕集高濃度CO2的成本太高，至今還沒有實現工業化規模;而在燃燒前的捕集技術也還處于研究階段。因此，大規模捕集高濃度CO2的成本太高，這是開展CCS的瓶頸。

　　中科院地質與地球物理研究所工程地質與水資源研究室曾榮樹研究員和英國地質調查局Vincent博士等人注意到，由于近年來日益趨緊的石油供應，中國北部煤炭資源豐富的新疆、內蒙古、陜西、寧夏和山西等地成為煤化工投資的熱點地區。由于靠近煤礦的煤價便宜，為煤制氣、煤制油與煤制烯烴產業的發展提供了可能，煤基化學工業展現了很強的競爭力。目前，國家主管部門正式核準的已建、在建的煤制天然氣、煤制油與煤制烯烴項目共有8個(不包括地方政府自建的項目)，每年排放的高濃度CO2超過4200萬噸。中國北方主要大型沉積盆地，如渤海灣盆地、二連盆地、鄂爾多斯盆地(含河套盆地)以及準噶爾盆地等，由于緊靠煤化工企業，發育良好封存CO2的儲蓋組合，是封存CO2的理想場所(圖1)。曾榮樹研究員等人分析了世界利用CO2提高石油采收率以及在深部咸水層封存CO2的經驗，并以遼河油田為例初步計算了封存CO2的潛力(圖2)。

　　曾榮樹研究員等人認為，利用煤制氣、制油、制烯烴過程排放的高濃度CO2來提高石油采收率、或者直接封存在深部咸水層，這是目前實現CCS的有效途徑。它可以克服當前獲得高濃度CO2的瓶頸，率先完成CO2地下封存的全過程。中國北部地區沉積盆地的油氣田具有埋存CO2的巨大潛力，應該著手開展埋存CO2的系統研究。現在煤化工企業排放的高濃度CO2已達4200多萬噸，如果8個企業都實現每年100萬噸的商業尺度減排示范，把CO2封存在沉積盆地，在國際碳減排的角力中將具有相當的顯示度。因此，煤化工產業有可能率先實現中國CO2地下封存的完整產業鏈。如果以煤為化工原料的成果在中國取得廣泛應用，對世界其他富煤的國家和地區，如美國、印度、德國、波蘭等國家將可發揮示范帶頭作用。

　　該研究成果近期發表在英國出版的期刊Greenhouse Gases Science and Technology(Zeng et al. New potential carbon emission reduction enterprises in China: deep geological storage of CO2 emitted through industrial usage of coal in China. Greenhouse Gases Science and Technology, 2013, 3: 106-115)。

圖1 中國北方大型沉積盆地與煤化工產業的CO2源匯匹配　　



圖2 遼河油田大民屯、曙光、歡喜嶺與高升油田封存CO2潛力