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  • ISSN:0253-9993
  • CN: 11-2190/TD

《煤炭学报》

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“双碳”目标下煤炭开采扰动空间CO2地下封存途径与技术难题探索

作者(Author):

  • 王双明
  • 申艳军
  • 孙强
  • 刘浪
  • 师庆民
  • 朱梦博
  • 张波
  • 崔世东

作者单位:

  • 西安科技大学煤炭绿色开采地质研究院
  • 陕西省煤炭绿色开发地质保障重点实验室
  • 西安科技大学地质与环境学院
  • 西安科技大学能源学院

关键词:

  • “双碳”目标
  • 煤炭开采扰动空间
  • CO2地下封存
  • 地质盖层
  • 扰动空间
  • 封存途径
  • 摘要
  • 论文图表
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  • 引用格式

煤炭作为我国主体能源地位短期内难以改变,但煤炭工业发展面临着“碳达峰,碳中和”目标的新挑战,积极推动煤炭资源绿色开采与低碳利用,充分发挥煤炭安全供给的兜底作用,是保障国家能源安全的重大现实需求。而CO2排放是煤炭工业可持续发展面临的最大制约,探索大规模、低成本CO2封存技术是煤炭资源低碳化利用必须面对及破解的难题。在对煤层自然封存CO2和CO2气藏赋存地质条件研究基础上,探讨和展望利用煤炭开采、地下气化及原位热解等形成的扰动空间进行CO2地下封存的技术途径,并明确了实现CO2地下高效封存的必备条件:① 煤层上部存在不受开采扰动影响的地质密闭层是实现煤矿扰动空间CO2封存的先决要求;② 构建功能性充填空间是实现CO2地下封存的核心工作;③ 由功能性充填体围限的碎裂岩体、气化煤灰及热解半焦等封存载体物性特征是影响CO2封存量及封存效果的重要因素。据此,剖析了进行CO2地下封存亟待解决的技术难题:① 实现CO2地下封存的地质条件及评价方法;② 构建CO2封存空间的材料与工程技术;③ 煤炭开采、气化及热解扰动范围探测与CO2封存潜力评价;④ CO2充注与封存效果监测及评估。在此基础上,针对煤炭开采、地下气化及原位热解过程中形成的扰动空间特点,分别提出了煤层采空区碎裂岩体、煤地下气化灰渣及碎裂岩体、煤原位热解半焦进行CO2地下封存的实现途径。

王双明:论煤炭绿色开采的地质保障王双明:富油煤的油气资源属性与绿色低碳开发王双明:黄河流域陕北煤矿区采动地裂缝对土壤可蚀性的影响

王双明,申艳军,孙强,等. “双碳”目标下煤炭开采扰动空间CO2地下封存途径与技术难题探索[J]. 煤炭学报,2022,47(1):45-60. WANG Shuangming,SHEN Yanjun,SUN Qiang,et al. Underground CO2 storage and technical problems in coal mining area under the “dual carbon”target[J]. Journal of China Coal Society,2022,47(1):45-60.
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