CCUS培訓班的第十四堂課，中國科學院南海海洋研究所李鵬春老師介紹中國海洋CCUS發展。中國科學院南海海洋研究所是國立綜合性海洋研究機構，重點研究和發展具有南海特色的熱帶海洋資源與環境過程理論體系和應用技術。自2005年以來，該所逐步形成了中國海上CCUS研究團隊，致力于推動廣東省海上CCUS的發展。團隊成員參與了IPCC、CSLF報告編寫，召集召開了多次廣東省海上CCUS研討會和技術培訓會，開展了廣東省CCUS可行性研究、廣東省CCUS發展路線圖、南海北部CO2地質封存潛力和篩選封存場地以及CO2-EOR評價等多個方面的研究，在推動中英（廣東）CCUS中心成立、廣東省CCUS宏觀發展等方面也作出了重要貢獻。

CCUS陸上發展很快，雖然海上也是從2010年開始，但是發展相對來說比較緩慢。01

海上CCUS的類型一般來說包括四種類型：從淺海到海底深部依次為CO2養殖海藻、海水封存、海底二氧化碳置換CH4水合物與封存以及深部油藏EOR與封存。

海水封存就是把二氧化碳注入到海里，不管液體還是氣體，溶解到海水里。這種方式的穩定性容易受到臺風、海流、地震等影響。

二氧化碳和甲烷有相似的特征，注入到海底淺層沉積物中，也可以形成相應的CO2水合物，這個水合物比甲烷水合物形成的條件更容易，而且更穩定。因此可以利用二氧化碳和甲烷水合物的置換，開采甲烷，也是利用與封存的一種方式。

上圖中藍色點六邊形是甲烷水合物，CH4水合物分解，二氧化碳進入到水合物，把甲烷置換出來，形成CO2水合物。下圖黃色點是甲烷，二氧化碳分子進去之后，慢慢地擴散、滲透，把黃色點的甲烷置換出來。

二氧化碳水合物形成模擬，模擬時間很長，十年、兩千年、兩萬年，二氧化碳置換甲烷，二氧化碳形成水合物速度很慢，一旦CO2水合物形成之后，水合物比較穩定分布。

海上二氧化碳驅油和封存設計的一個典型的流程，一般將陸上的二氧化碳運輸到海上平臺，然后注入到井里驅油與封存。

海上盆地根據水深一般分為三種，海水深度小于四百米叫淺海海上盆地，四百到一千五百米叫做深水盆地，還有超過一千五百米的為超深水盆地。隨著水深的增加，開發的成本、技術要求的難度都增大。目前大部分還在淺海區。圖示海上盆地就是紫色的地方。

2005-2009年，隨著時間越來越近，技術的提高，海上油氣資源發現的占比成分越來越多。隨著技術的進步，投入的加大，海上油田發現勘探成果越來越多，存量逐步在增長。海上二氧化碳驅油或者封存的潛力也是很大的。

海底地質封存泄露方式與陸上類似，也是通過井筒、斷層等通道上來。但海底和陸上不一樣，海底會溶解一部分，有可能保存到海底，或者保存到海底淺層沉積物里。

紅色是注入點，注入的二氧化碳向上冒的特征可以明顯看到。a)和b)顯示隨著注入量增多，氣體向上泄露運移的形態越來越明顯， c)圖綠色線是注入34天以后，用海底的監測工具觀測到的平面上的影響范圍。

據計算85%的二氧化碳溶解并保留在海底淺層沉積物里，只有15%上升泄漏到水里。主要的化學反應就是二氧化碳跟水反應形成碳酸，降低PH值，可以對海底的鈣質進行溶解。主要的影響是對海底的鈣質生物產生影響，其他的影響比較小?？偟膩碚f，二氧化碳跟水反應影響海底酸堿平衡，對海底生態有一定影響，但是影響并不是特別大。

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相對陸上來說，海上不用征地之類的，沒有地下水污染問題，因為遠離海岸。還有對人類直接活動的環境影響風險很低。還有海上盆地地質條件比陸上好很多，特別是我們國家，陸上地質條件多為陸相，海上沉積地層多為海相地層，具有很好的儲集層物性和均質性，因此海上地質封存條件比陸上好很多。缺點就是海洋工程不管技術還是操作，技術要求和難度都很高，成本也比較高。03

海上油田的挑戰，除了像陸上一樣，需要有持續的氣源，要提高區域效率，另外就是布井，井網設計難度比較大，陸上是一般采用五點井網，注采可以聯排，但海上由于平臺條件限制，井的數量和布井方式都需要更合理的設計。04

我們也做了廣東海上CCUS線路圖，大概覺得2030年為分界線，跟科技部比較吻合，2020-2030年階段以小型研究、示范，最終大規模要到2040年左右。碳源主要是化工廠、電廠等。

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整理人：劉惠排   版：葉舒點