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Challenges in the Large-Scale Deployment of CCUS 被引量:3
1
作者 Zhenhua Rui Lianbo Zeng Birol Dindoruk 《Engineering》 2025年第1期17-20,共4页
1.Introduction Climate change mitigation pathways aimed at limiting global anthropogenic carbon dioxide(CO_(2))emissions while striving to constrain the global temperature increase to below 2℃—as outlined by the Int... 1.Introduction Climate change mitigation pathways aimed at limiting global anthropogenic carbon dioxide(CO_(2))emissions while striving to constrain the global temperature increase to below 2℃—as outlined by the Intergovernmental Panel on Climate Change(IPCC)—consistently predict the widespread implementation of CO_(2)geological storage on a global scale. 展开更多
关键词 Large-Scale deployment ccus CHALLENGES Climate Change Mitigation
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油田企业场地级CCUS动态源汇匹配优化模型构建及应用
2
作者 王苛宇 梁全胜 +7 位作者 李琦 刘瑛 蔡博峰 沈振振 王宏 庞凌云 刘桂臻 王贺谊 《应用化工》 北大核心 2026年第1期236-242,共7页
油田企业规模化部署碳捕集、利用与封存(CCUS)技术面临伴生气/工厂碳源波动、特低渗透油藏动态封存需求及复杂管网多重约束等挑战。该研究突破传统静态优化局限,提出一种场地级动态源汇匹配优化方法。构建了融合“评价分级-网络预优化-... 油田企业规模化部署碳捕集、利用与封存(CCUS)技术面临伴生气/工厂碳源波动、特低渗透油藏动态封存需求及复杂管网多重约束等挑战。该研究突破传统静态优化局限,提出一种场地级动态源汇匹配优化方法。构建了融合“评价分级-网络预优化-动态匹配-路径修正”的多级技术框架,集成碳源端全生命周期技术经济评价体系(10项指标)与封存靶区“地质适宜性-潜力-经济性”三维分级模型,建立高精度动态数据库;创新开发嵌入动态优先级系数的混合整数线性规划(MILP)模型,该优先级融合技术经济性、政策激励与战略适配三重维度,以可动态响应油藏注采周期与管网分阶段建设需求;耦合GIS空间分析、Delaunay三角网预优化及融合地形坡度、生态红线等五类因子的空间异质性成本阻抗面,基于Dijkstra算法求解最小累积成本路径。设置成本最小化、驱油收益最大化及碳汇补贴激励三类情景,实现CO_(2)捕集-运输-封存全链条动态协同优化。在延长石油CCUS示范工程的应用表明,成本最优情景下单位CO_(2)输送成本降至0.21元/(t·km),降幅12.5%;收益驱动情景下,驱油增产与碳汇收益叠加累计达423亿元;优化形成的北、中、南三干线管网布局显著降低了工程风险(综合风险指数降低37%);模型成功动态匹配了7个Ⅰ级封存区块的周期性注采需求。提出的“动态优先级嵌入+MILP+空间阻抗优化”方法链,为油田企业CCUS集群化部署提供了可复用的科学决策框架。 展开更多
关键词 源汇匹配 混合整数线性规划 动态优先级 空间异质性阻抗 场地级ccus部署
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石油与天然气工业CCUS系统安全风险评估研究现状及展望 被引量:3
3
作者 曾德智 陈雪珂 +2 位作者 罗建成 郑春焰 余成秀 《西北大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第5期943-955,共13页
随着碳捕集、利用与封存(CCUS)工程示范项目和商业化利用数量的迅速增加和规模的不断扩大,亟须夯实CCUS安全发展根基,提升以安全风险识别、评估和防控为主的安全风险管理水平。我国石油与天然气工业CCUS已进入集群化发展新阶段,现有CCU... 随着碳捕集、利用与封存(CCUS)工程示范项目和商业化利用数量的迅速增加和规模的不断扩大,亟须夯实CCUS安全发展根基,提升以安全风险识别、评估和防控为主的安全风险管理水平。我国石油与天然气工业CCUS已进入集群化发展新阶段,现有CCUS单一环节安全风险评估模型不仅难以捕捉复杂环境下的动态变化和非线性关系,且评估目的分散,直接沿用既有模式,不利于新型CCUS系统风险传递行为和事故演化机制分析。为适应该趋势,可综合考虑系统弹性和非技术因素,对新型CCUS系统安全风险评估指标体系进行完善;并基于风险关联分析和动态演化过程进行系统建模,以优化新型CCUS系统安全风险评估方法,从而为石油与天然气工业CCUS集群化部署之下的新型CCUS系统构建更科学、更准确、更有效的安全风险评估体系,为后续加强安全风险评估-监测-预警-防控一体化建设、推动安全关口前移、优化应急管理体制和资源配置提供决策支持,保障石油与天然气工业CCUS可持续发展。 展开更多
关键词 ccus 集群化部署 安全风险评估
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考虑源汇匹配的我国CCUS部署路径研究 被引量:1
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作者 朱磊 吴佳豪 何撼东 《煤炭经济研究》 2025年第1期76-83,共8页
随着全球气候变化问题的加剧,减少二氧化碳排放、实现低碳经济转型已成为各国应对气候危机的共同目标。二氧化碳捕集利用与封存(CCUS)作为目前实现化石能源低碳化利用的唯一技术选择,被视为实现碳减排的重要路径之一。然而,CCUS大规模... 随着全球气候变化问题的加剧,减少二氧化碳排放、实现低碳经济转型已成为各国应对气候危机的共同目标。二氧化碳捕集利用与封存(CCUS)作为目前实现化石能源低碳化利用的唯一技术选择,被视为实现碳减排的重要路径之一。然而,CCUS大规模部署面临诸多挑战,其中跨区域碳运输成本高、捕集源与封存汇的空间匹配不平衡是关键难题。为此,此次研究通过建立源汇匹配模型,结合Delaunay三角剖分算法构建候选管道网络,并通过管道共享策略优化运输路径,力求在多情景捕集规模下,构建出兼顾经济性与可操作性的全国性CCUS部署方案。研究结果显示,在各捕集规模情景下,CCUS部署的重点逐渐由中东部的经济和工业发达省份向资源丰富的内蒙古、新疆等地区转移,在全国范围内形成多个集群。分阶段的区域布局策略为政府提供了差异化的政策支持路径,有助于在全国范围内逐步推广CCUS改造。该研究为未来大规模的CCUS部署提供了科学依据和技术路径,揭示了通过合理的网络构建与共享机制,可以实现较低成本的碳捕集与运输。同时,该方法可为实现全国碳达峰和碳中和目标提供长期的支持。 展开更多
关键词 ccus 源汇匹配 Delaunay三角网络 管道共享 大规模部署
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CCUS项目中CO_(2)泄漏监测点位布设方法案例分析及建议 被引量:1
5
作者 马振鹏 王宴滨 +4 位作者 张涛 刘瑛 梁凯强 沈振振 杨康 《中国矿业》 北大核心 2025年第9期141-148,共8页
CCUS是化石能源大规模低碳利用的关键技术,更是实现碳中和目标所需技术组合的重要构成部分。开展监测可预测和发现CCUS项目中矿场CO_(2)泄漏,而科学有效的监测点位布设不仅直接关系到驱油与封存环节矿场泄漏监测的有效性和经济性,更对... CCUS是化石能源大规模低碳利用的关键技术,更是实现碳中和目标所需技术组合的重要构成部分。开展监测可预测和发现CCUS项目中矿场CO_(2)泄漏,而科学有效的监测点位布设不仅直接关系到驱油与封存环节矿场泄漏监测的有效性和经济性,更对项目的安全评价具有重要意义,监测数据可为CCUS项目后期的碳封存量的核算与核查提供数据支撑。针对国内尚无专用于CCUS项目的泄漏监测点位布设的权威标准的现状,阐述了CCUS项目泄漏监测相比常规泄漏监测的特殊性,重点列举了加拿大Weyburn油田与AquistoreCCS项目、美国怀俄明州Teapot Dome油田、中国神华、胜利油田、大庆油田、延长石油等国内外CCUS项目及CCS项目泄漏监测点位布设方法案例,并进行深入分析。研究结果表明:①由于地质、井工程和时间跨度等方面的原因使得泄漏路径呈现“点多面广、纵向立体”的特点,加之目前尚无指导监测开展的权威标准,导致CO_(2)泄漏监测点位布设成为CCUS项目监测实施中的难题之一;②国内外CCUS项目CO_(2)泄漏监测点位布设方法的核心策略主要有两种,即风险导向分级点位布设法和特征分区分类法,两种方法各有优势。基于当前现状,对CCUS项目泄漏监测点位布设提出建议,即基于风险等级差异化和多维度立体化的泄漏监测点位布设策略,旨在为国内CCUS项目构建高效、精准、低成本的监测网络提供案例支撑和实践指导。 展开更多
关键词 ccus 泄漏监测 点位布设 碳封存 低碳利用
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“双碳”背景下中国CCUS技术发展现状与建议 被引量:4
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作者 熊文杰 涂远东 +2 位作者 张婧欣 曹圆媛 赖力 《石油学报(石油加工)》 北大核心 2025年第5期1202-1210,共9页
在“双碳”目标下,碳捕集、利用与封存(CCUS)技术已成为推动CO_(2)减排、保障能源安全的关键路径。随着全球应对气候变化进程的不断深入,主要国家和经济体纷纷加快CCUS技术应用和规模化产业研究。现阶段,中国CCUS技术产业体系尚处于示... 在“双碳”目标下,碳捕集、利用与封存(CCUS)技术已成为推动CO_(2)减排、保障能源安全的关键路径。随着全球应对气候变化进程的不断深入,主要国家和经济体纷纷加快CCUS技术应用和规模化产业研究。现阶段,中国CCUS技术产业体系尚处于示范阶段,部分CCUS技术应用场景正处于商业化发展的起步阶段,具有较强的发展潜力,亟需依托技术创新加速构建CCUS技术链、产业链,以驱动传统高碳排放行业向低碳化、绿色化转型。通过对中国CCUS技术典型案例进行分析,CCUS技术主要面临产业规模化发展成本较高、产业技术突破面临瓶颈、商业模式与产业推广受限等问题,建议在加强顶层设计、构建CCUS技术引导产业发展体系、深化政策落实和技术统筹、加强创新体系建设、加快前沿技术突破、重点关注CO_(2)与氢能耦合新路径等方面助力中国CCUS技术布局和产业化发展。 展开更多
关键词 “双碳”目标 碳捕集、利用与封存(ccus)技术 低碳转型 碳利用 CO_(2)排放 技术布局
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面向碳中和的CCUS集群布局和发展策略研究进展
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作者 苏小宁 邱纪翔 梅应丹 《洁净煤技术》 北大核心 2025年第S2期1-12,共12页
CCUS是中国守牢能源安全底线、积极稳妥推进碳中和不可或缺的技术选择。然而,当前国内CCUS全流程技术的规模应用和集成程度仍处于滞后和无序规划状态,其减排贡献尚不足以支撑碳中和目标下的CCUS减排需求。为有效解决该问题,需对CCUS集... CCUS是中国守牢能源安全底线、积极稳妥推进碳中和不可或缺的技术选择。然而,当前国内CCUS全流程技术的规模应用和集成程度仍处于滞后和无序规划状态,其减排贡献尚不足以支撑碳中和目标下的CCUS减排需求。为有效解决该问题,需对CCUS集群布局的关键问题和产业化发展策略进行全面深入的研究。基于此,通过“认识问题—分析问题—应对问题”的思路对CCUS技术发展现状、集群布局优化和产业化发展策略设计3个方面的国内外文献进行梳理归纳,结果发现:CCUS技术在发展水平、应用模式和技术成本等方面存在显著的异质性,经济成本是制约其发展的关键因素。源汇匹配模型缺乏高精度数据支撑和更全面的现实约束条件,也未考虑除CO_(2)强化石油开采以外的碳利用方式,导致现有部署方案的可行性难以支撑CCUS集群布局的未来发展需要。同时,缺乏有效且可持续的激励政策和商业模式,进一步削弱了CCUS技术的经济可行性。建议未来研究应加强二氧化碳封存与利用能力的多维度评估研究,为CCUS集群布局提供更为科学和全面的数据支持。优化源汇匹配模型,明确与碳中和目标相一致的CCUS整体布局方案及多阶段发展任务。综合考虑CCUS的经济属性、激励政策的社会成本及其对环境-能源-经济造成的系统性影响,深化CCUS产业化和商业模式的设计与效果评估。 展开更多
关键词 碳中和 ccus 集群部署 发展策略 研究进展
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中国重点工业行业面向CCUS地质封存资源约束的设施转型优化路径
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作者 郭亚琴 严禧哲 同丹 《能源与气候变化》 2025年第6期806-821,共16页
在能源结构低碳转型背景下,以火电、钢铁和水泥为代表的重点工业行业为实现未来深度脱碳,需大规模部署碳捕集、利用与封存(Carbon Capture,Utilization,and Storage,CCUS)技术。本文基于中国近5000个重点工业行业设施的关键技术指标,耦... 在能源结构低碳转型背景下,以火电、钢铁和水泥为代表的重点工业行业为实现未来深度脱碳,需大规模部署碳捕集、利用与封存(Carbon Capture,Utilization,and Storage,CCUS)技术。本文基于中国近5000个重点工业行业设施的关键技术指标,耦合基于经纬度信息和中国土地地貌信息获取的能源基础设施的空间分布特征,依托团队已构建的全球尺度的CCUS设施转型优化路径模型和本地化设施级排放清单,构建了一个体现技术演进的源–汇匹配路径优化模型。该模型系统覆盖了CCUS全链条过程的成本效益评估,包括捕集、运输和封存等环节,致力于探索地质封存资源约束下的CCUS规模化部署的设施级转型优化路径。结果表明,重点工业行业设施的技术属性与其所处区域的CCUS地质封存资源可达性之间存在明显的空间不匹配问题。在以技术属性为主导的部署策略中,运行年限短、规模较大且碳排放强度较高的能源基础设施通常会被优先保留并进行CCUS部署改造,导致部分具备CO_(2)封存潜力但在技术属性上不占优势的设施可能被过早淘汰,从而错失低成本减排的关键机遇。成本靶向策略能在中短期通过更低的系统累计部署成本完成目标部署任务,这一优势能够为CCUS技术从示范阶段过渡到商业化运营奠定基础。成本靶向策略还能够在多行业共享管网模式下有效协调不同行业的CO_(2)捕集布局,系统性优化CCUS资源配置,从而促进CCUS脱碳技术在重点工业行业中的均衡部署。本文所构建的分析方法体系对风电、光伏、氢能等未来高度依赖空间优化布局的低碳技术的推广具有可移植性与参考价值。 展开更多
关键词 能源基础设施碳排放 ccus管网部署 转型路径优化 成本效益分析
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宁夏回族自治区碳捕集、利用与封存源汇匹配与集群部署 被引量:16
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作者 刘世奇 莫航 +1 位作者 桑树勋 刘统 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期1583-1596,共14页
“双碳”(碳达峰、碳中和)战略背景下,碳捕集、利用与封存技术(CCUS)是实现化石能源大规模低碳化利用的关键技术之一。近年,CCUS技术呈现出规模化和集群化发展趋势,而科学、合理的源汇匹配是CCUS集群部署工程选址的重要依据,能够建立高... “双碳”(碳达峰、碳中和)战略背景下,碳捕集、利用与封存技术(CCUS)是实现化石能源大规模低碳化利用的关键技术之一。近年,CCUS技术呈现出规模化和集群化发展趋势,而科学、合理的源汇匹配是CCUS集群部署工程选址的重要依据,能够建立高效CO_(2)输运管网、降低减排成本。宁夏是国家能源安全战略布局的重要保障基地,能源结构偏煤、工业结构偏重特征明显,面临着巨大的碳减排压力。针对宁夏CCUS集群部署的源汇匹配问题,调研评估了宁夏工业碳排放源特征和地质碳汇潜力,构建了CCUS源汇匹配模型,在充分考虑源汇性质、捕集-输运-封存成本、CO_(2)运输距离、区域地理条件、土地利用类型、人口密度等因素基础上,应用改进的节约里程法和基于地理信息系统(GIS)的最低成本路径优化法,结合ArcGIS平台和优化求解软件,获得了宁夏CCUS源汇匹配优化和应用方案,并提出宁夏CCUS集群部署建议。结果表明,截止2021年,宁夏工业碳排放源107个,碳排放总量2.26亿t/a,以化工(含自备电厂)和电力行业碳排放为主。宁夏主要封存地质体包括深部咸水层、深部不可开采煤层和油气藏,CO_(2)理论地质封存容量151.55亿t,以深部咸水层封存潜力最大。宁夏CCUS源汇匹配效果较好,在源汇直接相连的情况下,区内年排放量10万t以上的大型工业排放源CCUS集群部署(30 a规划期)总成本约2.45万亿元,并以捕集成本为主,占比83.65%,单位减排成本402.32元/t,共需建设CO_(2)运输管道2 459 km;改进的节约里程法和基于GIS的最低成本路径优化法可大幅降低CCUS集群部署成本,优化后CCUS单位减排成本降至381.76元/t,节约管道建设里程938 km。宁夏应聚焦电力、化工等“两高”(高耗能、高排放)行业,在以宁东能源化工基地为重点的北部、东部地区超前应用CCUS技术,打造宁东能源化工基地、银川—吴忠、石嘴山、中卫和固原5个CCUS特色集群,构建宁夏特色的工程化CCUS全流程技术模式。 展开更多
关键词 碳捕集、利用与封存 源汇匹配 管网优化 ccus集群部署 宁夏
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