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China’s policy framework for carbon capture, utilization and storage: Review, analysis, and outlook
《能源前沿(英文)》 2023年 第17卷 第3期 页码 400-411 doi: 10.1007/s11708-023-0862-z
关键词: carbon capture utilization and storage (CCUS) policy content analysis China
《能源前沿(英文)》 2023年 第17卷 第3期 页码 412-427 doi: 10.1007/s11708-023-0879-3
关键词: coal-to-liquid carbon capture utilization and storage (CCUS) carbon footprint levelized cost of liquid lifecycle assessment
张贤,李阳,马乔,刘玲娜
《中国工程科学》 2021年 第23卷 第6期 页码 70-80 doi: 10.15302/J-SSCAE-2021.06.004
碳捕集利用与封存( CCUS)是实现碳中和目标不可或缺的重要技术选择。为了系统梳理技术发展现状、明确未来发展方向,本文对我国 CCUS 技术水平、示范进展、成本效益、潜力需求等进行了全面评估。我国 CCUS 技术发展迅速,与国际整体发展水平相当,目前处于工业化示范阶段,但部分关键技术落后于国际先进水平。在成本效益方面,尽管当前 CCUS 技术成本较高,但未来可有效降低实现碳中和目标的整体减排成本。为此建议,加快构建 CCUS 技术体系,推进全链条集成示范,加快管网布局和基础设施建设,完善财税激励政策和法律法规体系。
二氧化碳捕集、利用与封存技术 Perspectives
林青阳, 张霄, 王涛, 郑成航, 高翔
《工程(英文)》 2022年 第14卷 第7期 页码 27-32 doi: 10.1016/j.eng.2021.12.013
叶云云, 廖海燕, 王鹏, 王军伟, 李全生
《中国工程科学》 2018年 第20卷 第3期 页码 80-89 doi: 10.15302/J-SSCAE-2018.03.012
金涌,朱兵,胡山鹰,洪丽云
《中国工程科学》 2010年 第12卷 第8期 页码 49-55
二氧化碳捕集—封存、生产生活中的节能减排和可再生能源的开发是实施低碳经济的三个核心举措。近年来提出的碳捕集—利用—封存和碳捕集—再利用—封存是更为积极的CO2减排应对策略。人类在未来必须要把宝贵的碳元素同时作为资源和能源载体循环利用,进行全程管理。
关键词: 低碳经济 碳捕集—封存 碳捕集—利用—封存 碳捕集—再利用—封存 碳的全程管理
李姜辉,李鹏春,李彦尊,童峰
《中国工程科学》 2023年 第25卷 第2期 页码 173-186 doi: 10.15302/J-SSCAE-2023.07.015
离岸碳捕集、利用与封存(CCUS)技术是沿海国家或地区通过工程方式为实现CO2减排而发展起来的解决方案与技术体系;相对于陆上CCUS技术,具有潜在封存空间广阔、封存安全等诸多优势。离岸CCUS技术指从沿海大型或近海碳排放源捕集CO2,加压并运输至离岸封存平台后注入海底地质储层中,实现CO2与大气永久隔离或利用其生产价值产品的过程。本文概要回顾了全球及我国离岸CCUS技术的发展需求与产业现状,分析了发展离岸CCUS的技术性和社会性价值;梳理总结了代表性的离岸CCUS技术发展路线及其态势,如CO2工厂捕集、CO着眼不同技术创新方向面临的共性问题,提出我国离岸CCUS领域未来发展建议:注重陆海统筹战略规划和布局,培养高水平研究团队,加强各发展阶段的基础研究、核心技术研发、成本控制、规模增扩和政策激励等。
Synergistic utilization of coal and other energy – Key to low carbon economy
Weidou NI, Zhen CHEN
《能源前沿(英文)》 2011年 第5卷 第1期 页码 1-19 doi: 10.1007/s11708-010-0136-4
关键词: synergy clean and efficient utilization of coal coal-based polygenration CO2 mitigation energy storage
沈平平,江怀友
《中国工程科学》 2009年 第11卷 第5期 页码 54-59
全球气候变化是人类迄今面临的既重大又复杂的环境问题,由于温室气体大量排放而引起的全球气候变暖问题日趋严峻,正在严重地威胁着人类赖以生存的环境,国际社会必须采取积极有效措施。2006年中国国家科技部批准国家“九七三”项目——温室气体提高石油采收率的资源化利用及地下埋存研究。建立适合中国国情的CO2高效利用和埋存体系;实现CO2减排的社会效益和CO2高效利用的经济效益;发展适合中国国情的CO2埋存地下理论、多相多组分相态理论、多相多组分非线性渗流理论和CO2捕集与储运理论。通过上述基础研究,形成具有自主知识产权的CO2地质埋存和高效利用的综合技术,使中国CO2安全埋存—高效利用研究处于国际水平。必将为全球资源和环境的高水平、高效益开发和可持续发展提供理论及实践依据。
Xueying Lu, Kirk E. Jordan, Mary F. Wheeler, Edward O. Pyzer-Knapp, Matthew Benatan
《工程(英文)》 2022年 第18卷 第11期 页码 96-104 doi: 10.1016/j.eng.2022.06.011
We present a framework that couples a high-fidelity compositional reservoir simulator with Bayesian optimization (BO) for injection well scheduling optimization in geological carbon sequestration. This work represents one of the first at tempts to apply BO and high-fidelity physics models to geological carbon storage. The implicit parallel accurate reservoir simulator (IPARS) is utilized to accurately capture the underlying physical processes during CO2 sequestration. IPARS provides a framework for several flow and mechanics models and thus supports both stand-alone and coupled simulations. In this work, we use the compositional flow module to simulate the geological carbon storage process. The compositional flow model, which includes a hysteretic three-phase relative permeability model, accounts for three major CO2 trapping mechanisms: structural trapping, residual gas trapping, and solubility trapping. Furthermore, IPARS is coupled to the International Business Machines (IBM) Corporation Bayesian Optimization Accelerator (BOA) for parallel optimizations of CO2 injection strategies during field-scale CO2 sequestration. BO builds a probabilistic surrogate for the objective function using a Bayesian machine learning algorithm—the Gaussian process regression, and then uses an acquisition function that leverages the uncertainty in the surrogate to decide where to sample. The IBM BOA addresses the three weaknesses of standard BO that limits its scalability in that IBM BOA supports parallel (batch) executions, scales better for high-dimensional problems, and is more robust to initializations. We demonstrate these merits by applying the algorithm in the optimization of the CO2 injection schedule in the Cranfield site in Mississippi, USA, using field data. The optimized injection schedule achieves 16% more gas storage volume and 56% less water/surfactant usage compared with the baseline. The performance of BO is compared with that of a genetic algorithm (GA) and a covariance matrix adaptation (CMA)-evolution strategy (ES). The results demonstrate the superior performance of BO, in that it achieves a competitive objective function value with over 60% fewer forward model evaluations.
向勇 ,原玉 ,周佩 ,刘广胜 ,吕伟 ,李明星 ,张春霞 ,周庆军 ,赵雪会 ,闫伟
《中国工程科学》 2023年 第25卷 第3期 页码 197-208 doi: 10.15302/J-SSCAE-2023.07.026
深入研究碳捕集、利用与封存(CCUS)技术中的金属腐蚀问题产生的机理和影响,对有效应对和解决捕集、运输、利用与封存系统中存在的材料腐蚀失效问题至关重要,为此,本文对CCUS技术存在的金属腐蚀问题研究进展及挑战进行了综述。本文基于CCUS技术各系统腐蚀环境新颖、腐蚀行为特殊、认知程度有限、防护手段相对匮乏等情况,结合CCUS各系统中的腐蚀环境特点,分析了可能存在的金属腐蚀类型及其主要影响因素,并对其带来的挑战进行了梳理,最后,本文对未来需迫切开展的研究方向进行了展望,包括不同碳源杂质对各子系统的腐蚀影响研究、长期封存条件下井筒区域材料降解规律研究以及CCUS系统腐蚀防护技术研究等。
地热能储存与CO2封存和利用的一体化框架 Article
刘月亮, 胡婷, 芮振华, 张政, 都凯, 杨涛, Birol Dindoruk, Erling Halfdan Stenby, Farshid Torabi, Andrey Afanasyevc
《工程(英文)》 2023年 第30卷 第11期 页码 121-130 doi: 10.1016/j.eng.2022.12.010
地下地热能储存在封存容量和封存周期上比其他储能策略更具有潜力。二氧化碳(CO2)由于其优越的热力学属性而被视是一种极具潜力的储能介质。此外,利用CO2羽流进行地热储能可通过将CO2储存于地质体中来缓解温室效应。本文提出了一个协同地热能储能和二氧化碳封存利用的一体化框架:CO2首先被注入到地热层以进行能量积累。然后,将产生的高能CO2引入到目标油藏中,用于CO2利用和地热能储存。最后,将CO2有效地封存在地质油藏体中。结果表明,随着高能CO2的注入,整个目标油藏的平均温度大幅度提高。在地热能的协助下,CO2的地质利用率更高,从而使驱油效率提高了10.1%。根据对模拟CO2场地的封存潜力的评估,CO2注入110年后,地质体的利用率将高达91.2%,场地内CO2的最终注入量将高达9.529 × 108 t。经过1000年封存,超临界相在CO2封存中占主导地位,其次是液相,然后是矿化相。此外,由于残余油的存在,用于溶解捕获的CO2封存量显著增加。更重要的是,CO2在大规模储存地热能方面表现出优异的性能;例如,在所研究的地质体中储存的总能量每年可为超过3.5 × 107户正常家庭提供能源供应。采用这种一体化方法对大规模地热能储存以及到2050年实现碳中和目标具有十分重要的意义。
Energy storage resources management: Planning, operation, and business model
《工程管理前沿(英文)》 页码 373-391 doi: 10.1007/s42524-022-0194-4
关键词: energy storage system energy storage resources management planning configuration operational management business model
Production of hydrogen from fossil fuel: A review
《能源前沿(英文)》 2023年 第17卷 第5期 页码 585-610 doi: 10.1007/s11708-023-0886-4
关键词: methane catalytic conversion natural gas hydrogen production CCUS
标题 作者 时间 类型 操作
China’s policy framework for carbon capture, utilization and storage: Review, analysis, and outlook
期刊论文
Lifecycle carbon footprint and cost assessment for coal-to-liquid coupled with carbon capture, storage, and utilization technology in China
期刊论文
Synergistic utilization of coal and other energy – Key to low carbon economy
Weidou NI, Zhen CHEN
期刊论文
基于样地调查的地质碳储量的贝叶斯优化
Xueying Lu, Kirk E. Jordan, Mary F. Wheeler, Edward O. Pyzer-Knapp, Matthew Benatan
期刊论文
地热能储存与CO2封存和利用的一体化框架
刘月亮, 胡婷, 芮振华, 张政, 都凯, 杨涛, Birol Dindoruk, Erling Halfdan Stenby, Farshid Torabi, Andrey Afanasyevc
期刊论文
钱春香:微生物固碳矿化与建材封存利用(2021年5月21日)
2021年11月26日
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