中國(guó)二氧化碳地質(zhì)封存環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

1　什么是二氧化碳捕集、利用與封存（CCUS）\t001
1．1　CCUS的緣起\t002
1．2　CO2地質(zhì)封存基本原理\t003
1．2．1　CO2相態(tài)\t003
1．2．2　CO2密度\t004
1．2．3　CO2儲(chǔ)層和蓋層\t004
1．2．4　CO2地質(zhì)封存機(jī)理\t006
2　地質(zhì)封存與利用主要技術(shù)\t011
2．1　二氧化碳驅(qū)提高石油采收率（CO2-EOR）\t012
2．2　二氧化碳驅(qū)替煤層氣（CO2-ECBM）\t014
2．3　二氧化碳增強(qiáng)地?zé)嵯到y(tǒng)（CO2-EGS）\t016
2．4　二氧化碳增強(qiáng)頁巖氣開采（CO2-ESGR）\t017
2．5　二氧化碳強(qiáng)化天然氣開采（CO2-EGR）\t018
2．6　二氧化碳強(qiáng)化深部咸水開采（CO2-EWR）\t020
2．7　二氧化碳鈾礦地浸開采（CO2-EUL）\t021
2．8　生物質(zhì)二氧化碳地質(zhì)封存（CO2-BECCS）\t022
3　全球CCUS現(xiàn)狀\t025
3．1　CCUS在全球應(yīng)對(duì)氣候變化中的作用\t026
3．2　CCUS全球項(xiàng)目分布\t034
3．3　全球CCUS行業(yè)類型\t037
3．4　CCUS相關(guān)組織、技術(shù)規(guī)范和政策法規(guī)\t039
3．4．1　技術(shù)規(guī)范\t040
3．4．2　政策法規(guī)\t049
3．5　CCUS國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)\t052
4　中國(guó)CCUS現(xiàn)狀\t055
4．1　中國(guó)CCUS相關(guān)的國(guó)家和地方政策\(yùn)t056
4．2　CCUS在中國(guó)溫室氣體減排中的貢獻(xiàn)\t063
4．3　中國(guó)CCUS國(guó)家路線圖\t064
4．4　中國(guó)CCUS項(xiàng)目分布\t066
5　CCUS的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)和環(huán)境影響\t071
5．1　CCUS的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)\t072
5．2　CCUS的環(huán)境影響\t077
5．3　CCUS環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法\t080
6　案例分析\t083
6．1　國(guó)際案例\t084
6．1．1　加拿大Weyburn項(xiàng)目\t084
6．1．2　澳大利亞Gorgon項(xiàng)目\t085
6．1．3　美國(guó)Decatur項(xiàng)目\t088
6．1．4　德國(guó)CLEAN項(xiàng)目\t089
6．2　中國(guó)案例\t090
6．2．1　中國(guó)神華煤制油深部咸水層二氧化碳地質(zhì)封存示范工程\t090
6．2．2　中國(guó)石油吉林油田二氧化碳驅(qū)提高石油采收率項(xiàng)目\t095
6．2．3　延長(zhǎng)石油二氧化碳驅(qū)提高石油采收率項(xiàng)目\t099
6．2．4　中聯(lián)煤二氧化碳驅(qū)替煤層氣先導(dǎo)性試驗(yàn)\t102
7　中國(guó)CCUS環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)指南解讀\t105
7．1　出臺(tái)背景\t106
7．2　《指南》與現(xiàn)行的法律法規(guī)的關(guān)系\t108
7．3　《指南》內(nèi)容解讀\t111
7．3．1　評(píng)估流程\t111
7．3．2　評(píng)估范圍\t112
7．3．3　風(fēng)險(xiǎn)源識(shí)別及風(fēng)險(xiǎn)受體\t118
7．3．4　地質(zhì)利用與封存風(fēng)險(xiǎn)源強(qiáng)\t122
7．3．5　推薦評(píng)估方法\t127
7．3．6　風(fēng)險(xiǎn)管理\t129
7．4　《指南》應(yīng)用案例\t132
7．4．1　基于FEP的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別\t132
7．4．2　環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)矩陣\t133
7．5　《指南》完善方向\t136
8　中國(guó)CCUS環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估培訓(xùn)第一期（呼和浩特）\t139
8．1　第一期培訓(xùn)基本情況\t140
8．2　第一期培訓(xùn)問卷調(diào)查\t142
8．2．1　調(diào)查樣本\t142
8．2．2　CCUS認(rèn)知程度\t143
8．2．3　CCUS大規(guī)模實(shí)施后對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響\t144
8．2．4　CCUS環(huán)境管理重要性分析\t146
8．2．5　CCUS環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指南程序認(rèn)可度分析\t147
8．2．6　地質(zhì)利用與封存環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估范圍認(rèn)可度分析\t148
8．2．7　CCUS環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)重要性分析\t150
8．2．8　主要結(jié)論\t150
附錄1　主要術(shù)語解釋\t153
附錄2　二氧化碳捕集、利用與封存環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)指南\t155
參考文獻(xiàn)\t171

表目錄
表3-1　CCUS國(guó)際組織\t039
表3-2　全球CCUS相關(guān)主要技術(shù)規(guī)范\t041
表3-3　CCUS相關(guān)法規(guī)\t050
表4-1　中國(guó)出臺(tái)的CCUS相關(guān)政策\(yùn)t057
表4-2　地方政府出臺(tái)CCUS的相關(guān)政策\(yùn)t060
表4-3　中國(guó)主要CCUS示范工程基本情況一覽表\t067
表5-1　不同二氧化碳濃度對(duì)生態(tài)系統(tǒng)和生物的影響\t078
表5-2　國(guó)際上典型的CCUS環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法\t081
表7-1　現(xiàn)行環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則對(duì)二氧化碳地質(zhì)封存與利用項(xiàng)目的適用性分析\t108
表7-2　中國(guó)CCUS相關(guān)的法律法規(guī)\t109
表7-3　捕集環(huán)節(jié)風(fēng)險(xiǎn)源識(shí)別\t118
表7-4　捕集環(huán)節(jié)風(fēng)險(xiǎn)受體\t119
表7-5　地質(zhì)封存與利用環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)因素識(shí)別\t120
表7-6　地質(zhì)封存影響受體的識(shí)別\t122
表7-7　封存項(xiàng)目的風(fēng)險(xiǎn)源強(qiáng)關(guān)鍵影響因子指標(biāo)體系\t123
表7-8　全球?qū)O2泄漏源強(qiáng)的統(tǒng)計(jì)一覽表\t124
表7-9　地質(zhì)封存影響概率\t128
表7-10　對(duì)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)受體影響的界定\t128
表7-11　環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)防范措施\t129
表7-12　環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)事件的應(yīng)急措施\t130
表7-13　環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估矩陣\t133
表8-1　調(diào)查樣本基本情況及構(gòu)成\t142
表1　可能性界定\t166
表2　對(duì)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)受體影響的界定\t167
表3　環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估矩陣\t168
表4　環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)防范措施\t168
表5　環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)事件的應(yīng)急措施\t169

圖目錄
圖1-1　二氧化碳捕集、利用與封存概念圖\t002
圖1-2　二氧化碳相態(tài)圖（1bar=0．1MPa）\t003
圖1-3　單位體積CO2隨注入深度變化趨勢(shì)圖\t005
圖1-4　CO2地質(zhì)封存的蓋層和儲(chǔ)層（以中國(guó)神華煤制油深部咸水層CO2地質(zhì)封存示范工程主力儲(chǔ)層之一劉家溝組砂巖為例）\t005
圖1-5　CO2地質(zhì)封存三種典型的構(gòu)造地層圈閉樣式\t007
圖1-6　二氧化碳四種主要地質(zhì)封存機(jī)理示意圖\t008
圖1-7　CO2各種封存機(jī)理對(duì)封存安全性的貢獻(xiàn)\t010
圖2-1　CO2-EOR示意圖\t013
圖2-2　勝利油田CO2驅(qū)提高石油采收率工程流程圖\t014
圖2-3　CO2-ECBM技術(shù)示意圖\t015
圖2-4　CO2增強(qiáng)地?zé)嵯到y(tǒng)原理示意圖\t016
圖2-5　CO2-ESGR技術(shù)原理圖\t018
圖2-6　天然氣田CO2-EGR技術(shù)原理示意圖\t019
圖2-7　鹵水中高附加值液體礦產(chǎn)資源的分級(jí)提取示意圖\t020
圖2-8　CO2鈾礦地浸開采技術(shù)原理示意圖\t022
圖2-9　生物質(zhì)結(jié)合CCUS技術(shù)原理示意圖\t023
圖3-1　實(shí)現(xiàn)450情景下不同模型模擬的排放水平\t027
圖3-2　2100年有CCUS和沒有CCUS的減排成本情景\t028
圖3-3　相對(duì)基準(zhǔn)情景實(shí)現(xiàn)450情景各種減排技術(shù)的貢獻(xiàn)度\t029
圖3-4　全球450情景下2040年電力行業(yè)的減排\t030
圖3-5　2050年不同450情景下電力行業(yè)各種能源占比\t030
圖3-6　全球450情景下2040年工業(yè)行業(yè)（不包括電力行業(yè)）的減排情景\t031
圖3-7　全球450情景下2050年的工業(yè)部門（不包括電力行業(yè)）減排情景\t032
圖3-8　全球不同時(shí)期針對(duì)CCUS的態(tài)度和政策\(yùn)t033
圖3-9　全球不同進(jìn)展的CCUS項(xiàng)目分布情況\t035
圖3-10　全球已運(yùn)行CCUS項(xiàng)目及2022年前預(yù)期投運(yùn)CCUS項(xiàng)目\t036
圖3-11　全球已運(yùn)行CCUS項(xiàng)目及2022年前預(yù)期投運(yùn)CCUS項(xiàng)目行業(yè)類型\t038
圖3-12　全球CCUS政策法規(guī)和技術(shù)規(guī)范分類\t040
圖3-13　ISO/TC 265工作組結(jié)構(gòu)\t053
圖3-14　CCUS項(xiàng)目量化工作路線圖\t054
圖4-1　中國(guó)針對(duì)CCUS出臺(tái)的主要政策統(tǒng)計(jì)\t056
圖4-2　CCUS未來對(duì)中國(guó)CO2減排的貢獻(xiàn)\t063
圖4-3　CCUS技術(shù)發(fā)展總體路線圖（2018版）\t065
圖4-4　中國(guó)CCUS項(xiàng)目類型、規(guī)模和年表\t069
圖5-1　封存環(huán)節(jié)各階段風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生概率和主要責(zé)任主體\t072
圖5-2　二氧化碳泄漏源、泄漏通道和可能的受體\t073
圖5-3　二氧化碳通過廢棄井的泄漏途徑\t074
圖5-4　二氧化碳泄壓導(dǎo)致設(shè)備結(jié)冰\t075
圖5-5　二氧化碳泄漏故障樹分析\t076
圖5-6　環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)造成的環(huán)境影響\t077
圖6-1　Weyburn二氧化碳驅(qū)提高石油采收率項(xiàng)目\t085
圖6-2　Gorgon項(xiàng)目場(chǎng)址\t086
圖6-3　Gorgon項(xiàng)目概況圖\t087
圖6-4　Decatur項(xiàng)目設(shè)施分布圖\t088
圖6-5　CLEAN研究開發(fā)項(xiàng)目\t090
圖6-6　中國(guó)神華CCS示范工程捕集區(qū)全貌（2012年）\t091
圖6-7　中國(guó)神華CCS示范工程封存區(qū)全貌（2012年）\t091
圖6-8　中國(guó)神華CCS示范工程全流程示意圖\t092
圖6-9　中國(guó)神華CCS示范工程立體監(jiān)測(cè)技術(shù)體系\t093
圖6-10　神華示范工程全流程技術(shù)體系\t095
圖6-11　液態(tài)CO2注入泵\t096
圖6-12　伴生氣CO2變壓吸附裝置\t097
圖6-13　超臨界CO2注入裝置
圖6-14　伴生氣CO2變溫回收裝置\t097
圖6-15　吉林油田CO2-EOR工程場(chǎng)地CO2通量監(jiān)測(cè)點(diǎn)位布置示意圖\t098
圖6-16　延長(zhǎng)石油榆林煤化公司5萬噸/年的CO2捕集裝置\t100
圖6-17　延長(zhǎng)石油靖邊油田CO2-EOR工程現(xiàn)場(chǎng)\t100
圖6-18　延長(zhǎng)石油吳起油田CO2-EOR工程現(xiàn)場(chǎng)\t100
圖6-19　延長(zhǎng)石油100萬噸/年CCUS項(xiàng)目規(guī)劃示意圖\t101
圖6-20　延長(zhǎng)石油地表和土壤二氧化碳監(jiān)測(cè)裝置\t102
圖6-21　沁水盆地首期（2003年）CO2-ECBM先導(dǎo)性試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)圖\t103
圖6-22　AAP CO2-ECBM項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)注氣與壓力監(jiān)控裝置\t104
圖7-1　中國(guó)CCUS環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指南的出臺(tái)背景\t107
圖7-2　中國(guó)CCUS環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指南發(fā)布的意義\t107
圖7-3　二氧化碳捕集、利用與封存環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估流程\t112
圖7-4　二氧化碳捕集、利用與封存環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估范圍\t113
圖7-5　二氧化碳地質(zhì)封存環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估范圍概念圖\t114
圖7-6　項(xiàng)目整體評(píng)估范圍確定\t115
圖7-7　數(shù)值模擬法案例\t116
圖7-8　二氧化碳地質(zhì)封存環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估空間范圍確定方法推薦順序\t117
圖7-9　下套管和固井作業(yè)過程中導(dǎo)致封隔失敗示意圖\t125
圖7-10　環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估矩陣\t127
圖7-11　FEPs后果×可能性的上限值、下限值與項(xiàng)目的最佳猜測(cè)值\t134
圖7-12　風(fēng)險(xiǎn)矩陣評(píng)價(jià)結(jié)果圖\t135
圖7-13　CCUS環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)指南的完善方向\t137
圖7-14　CCUS環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)指南下一步研究方向\t137
圖8-1　中國(guó)CCUS環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估培訓(xùn)第一期（呼和浩特）\t141
圖8-2　CCUS技術(shù)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的負(fù)面影響評(píng)估對(duì)比分析\t144
圖8-3　CCUS技術(shù)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的負(fù)面影響評(píng)估分工作年限對(duì)比分析\t145
圖8-4　場(chǎng)地泄漏對(duì)風(fēng)險(xiǎn)受體影響程度分析\t146
圖8-5　CCUS環(huán)境管理政策的重要性\t147
圖8-6　最小評(píng)估范圍對(duì)比分析\t149
圖8-7　CCUS環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)重要性排序\t151
圖1　 二氧化碳捕集、利用與封存環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估流程\t162