工业生产中的常见气体二氧化碳是如何被捕获、压缩并安全封存的？封存过程涉及复杂的工程技术，地质选址则是其中最关键的一环。
鄂尔多斯国内首个二氧化碳捕集与封存点。
埋在哪最重要
“从流程看，CCUS技术似乎并不复杂，但实际操作却大有讲究。”魏宁介绍，要实现二氧化碳安全封存，首要任务是找到合适的地质构造。这就好比油气藏能长期稳定封存油气一样，经过科学筛选的优质场地同样能够实现二氧化碳的长期稳定封存。
他进一步解释：那些具备良好封闭性能的地质体是理想选择，比如由泥岩、页岩等低渗透性岩石构成的盖层。这些地质构造能够有效隔离二氧化碳，并将其封存在地下孔隙空间中，形成稳定的气藏。
鄂尔多斯国内首个二氧化碳捕集与封存点。
选址是一项极具挑战的任务。CCUS团队踏遍千山万水，10年行程10万公里，只为找到合适的封存地点。
“我们需要避开那些容易发生泄漏的地质构造，选择那些具有超低渗透特性的泥岩或蒸发岩作为盖层。”魏宁表示，理想的封存地点必须具备两个关键特征：一是具有良好的注入性能；二是具备持久的密封能力。“这些地质构造的破裂压力通常能达到数兆帕甚至更高，从而确保封存的二氧化碳不会渗漏到上层地壳。”
经过多年勘查，CCUS团队发现涵盖宁东、陇东、榆林等地的鄂尔多斯盆地拥有适宜的封存条件，周边电厂、化工厂等排放源密集分布，是实施大规模二氧化碳封存、实现区域减排目标的理想区域。预计到2030年，该地区的二氧化碳地质封存能力有望突破千万吨大关。
2025年，中国科学院武汉岩土所CCUS团队参与华能陇东二氧化碳封存示范项目。
逮住CO₂是技术关键
选址确定后，捕集二氧化碳工作便可展开。以鄂尔多斯煤制油分公司碳封存示范项目为例。该项目采用低温胺洗工艺，即在氢气生产过程中将混合气体中的二氧化碳分离出来，再通过螺杆泵加压，将这些高纯度二氧化碳在零下20摄氏度和2.2兆帕的压力条件下压缩成液态，通过专用低温槽罐车运送到封存地点。
在运输和封存环节，二氧化碳需要经过严格的净化处理。“捕集到的二氧化碳需经过一系列净化处理，去除水、硫、氮及有机物等杂质，使其纯度达到99.9%。”魏宁介绍，在封存过程中，实时监测至关重要。
“早期封存点配置了地下、地表、空中立体监测网络，确保安全。”王永胜表示，现在他们已经建立了监测3井，能够全天候监测地下水、气体流体以及地下温度和压力的变化。“这些自动化监测设备能够及时发现潜在风险，为封存安全提供了有力保障。”
魏宁接受长江日报记者采访。
“30多万吨二氧化碳深埋地下至今依然安全稳定，能够实现永久封存。”魏宁强调，封存二氧化碳的安全性取决于“前期优选与后期管控”。具体而言，就是前期通过详尽的地质勘察、特征分析与风险评估，筛选出具备优良封盖条件的场地；后期则运用多尺度监测技术进行持续跟踪，即便出现微量泄漏也能做到早发现早处理，将风险控制在最低水平。
魏宁说，我国原油对外依存度较高，年进口量约5亿吨，自产量约2亿吨，煤制油技术可以助力摆脱这一不利局面。然而，煤化工过程中会产生大量CO₂，鄂尔多斯项目的碳封存技术恰如其分地解决了这一难题：作为我国首个咸水层碳封存示范工程，它不仅为煤化工行业指明了一条减排新路，更为其他高碳行业低碳转型奠定了坚实技术基础。
江汉盆地可封数十亿吨
11月16日，地下储气与能源储备国际青年科学家峰会在武汉举行，聚焦重点便是二氧化碳封存技术。中国科学院武汉岩土力学研究所地质碳储与工程安全研究中心（简称碳储中心）主任李琦研究员介绍，到2030年，我国需减排约2亿吨CO₂，强制性碳减排市场潜力巨大。然而，东部地区用电需求大，而适合CO₂地质封存的场地多位于“三北”地区，这种空间错配成为行业发展瓶颈。
2005年以来，这个碳储中心团队历时20年，先后在湖北、内蒙古、山西、甘肃、宁夏、新疆等地，根据不同区域特点开发了多种二氧化碳封存与处置技术，并已开展相关测试和示范工程建设。
“系统评估显示，江汉盆地具备优良的二氧化碳地质封存条件，湖北碳封存资源当量可达数十亿吨级。”碳储中心副主任张力为研究员介绍，目前二氧化碳地质封存项目正在全国多地油田推进，湖北凭借江汉盆地丰富的油田资源、荆州荆门等地发达的化工产业、以及潜江天门仙桃一带丰富的地下空间资源，展现出独特的封存优势。
魏宁（右）查看为向地下注入二氧化碳而钻取的岩芯。
魏宁表示，无论前期场地勘察、表征与评估技术，还是后期实时监控、风险预警及应急管理机制，在二氧化碳地质封存长长的技术链条上，他们研究团队已掌握大部分关键技术，包括油气田地质利用与封存技术。对于枯竭油气田，他们通过改造老井注入CO₂的方法，既实现封存又提高原油采收率。
近年来，国内外涌现出一些新型封存技术，如矿井封存、玄武岩封存等技术，但这些技术尚处于理论研究阶段，未形成工业化应用。
魏宁透露，我国碳排放源主要集中在东部和南部沿海地区，未来部分碳排放物需通过国家管网输送至“三北”地区封存。这些管网很可能经过江汉—洞庭盆地区域，这为湖北提供了打造中转枢纽的机遇。武汉地区科研院所密集，可形成产学研协同创新体系，加之武汉的碳资产与交易市场优势，湖北有望在全国CCUS产业链中占据重要席位。
相关阅读
（长江日报记者杨佳峰 通讯员段金利）
【罗田甜】
请输入验证码