深圳国际研究生院殷振元团队在水合物法二氧化碳海底封存方向取得新进展
2024/12/23
清华新闻网12月23日电 水合物法二氧化碳(CO2)封存作为一种潜力巨大的新型储碳方法,旨在将液态CO2从近岸运输到海上平台,通过注入到海底沉积物中,利用低温高压原位条件生成水合物,实现长期、稳定CO2封存。据初步估算,全球海底沉积物中约可以通过水合物的形式封存100万亿吨CO2,我国南海北部海域可封存约1800亿吨CO2。因该方法具有封存储量大、封存范围广和稳定性强的特点,逐步成为研究热点并受到全球关注。既往研究通过理论分析与室内实验验证了水合物法CO2封存的可行性。但是,如何厘清封存过程中热-流-化多场耦合影响机制并验证实际储层尺度下CO2水合物百年甚至千年的安全性与稳定性,亟需开展深入研究。

图1.水合物法二氧化碳(CO2)海底封存示意图
近日,清华大学深圳国际研究生院海洋工程研究院殷振元副教授团队基于国际主流水合物藏数值模拟TOUGH代码,增加了液态CO2(密度、黏度、溶解度等)与CO2水合物(相平衡模型、动力学模型、相变焓等)热物性相关模块,通过改进主变量转换法,成功开发出一套模拟海底沉积物内液态CO2注入-水合物封存过程的热-流-化多场耦合数值模拟器。此套代码能够精确描述海底多孔介质内多相(液态CO2相、水相、水合物相)、多组分(CO2、H2O、NaCl、CO2水合物)运移-扩散耦合相变-传热的强非线性过程,并进行了验证。

图2.水合物法二氧化碳(CO2)海底封存热-流-化多场耦合机制示意图
团队利用该代码首次建立了基于我国南海北部实际储层的液态CO2注入-封存数值模型,解析了沉积物内液态CO2注入与水合物封存的百年时空演化特性,厘清了CO2三种不同相态随时间演化关系,验证了水合物法CO2封存于南海沉积物长达100年的稳定性。通过设计敏感性分析,进一步揭示了储层关键地质因素(渗透率、热导率、盐度)对长期封存的影响机制。结果表明,在100年的封存期内,水合物作为CO2的主要封存介质,以水合物盖层的形式在注入点位上层逐步生成,有效限制了下部液态CO2向上运移和溶解态CO2的大规模扩散。100年内水合物封存量逐步增长,最终占总注入量46%。开发的数值模拟器和研究结果可为水合物法CO2封存靶区选取与注入-封存方案优化提供基础理论支撑。

图3.二氧化碳(CO2)封存100年后储层压力、温度、盐度及多相饱和度空间分布
相关研究成果以“海洋固碳:解析沉积物内液态二氧化碳注入与水合物封存的百年时空演化特性”(Feasibility analysis of liquid CO2 injection and sequestration as hydrates in South China Sea marine sediments over 100 years)为题,于12月15日发表于最新一期《应用能源》(Applied Energy)。
殷振元为论文通讯作者,深圳国际研究生院2023级博士生顾宇航为论文第一作者。论文合作者还包括广州海洋地质调查局教授级高级工程师陆红锋、高级工程师许辰璐、高级工程师任金峰、中国石油大学(北京)教授陈光进、新加坡国立大学教授普拉文·林加(Praveen Linga)和太原理工大学副教授赵建忠。研究得到国家自然科学基金、广东省科技厅、广东省自然资源厅等单位和项目基金的支持。
文章来源清华大学新闻网,分享只为学术交流,如涉及侵权问题请联系我们,我们将及时修改或删除。
-
2026年第十六届电力与能源系统国际 110
-
2026年10月优质国际学术会议推荐 448
-
2026年智能科学与信息物理技术国际 157
-
第五届传感、测量、通信与物联网技术国 548
-
2026年第三届计算机网络与云计算国 3097
-
2026资源、化学化工与应用材料国际 4170
-
2026年图像处理与数字创意设计国际 3855
-
2026年机械工程,新能源与电气技术 8936
-
2026年材料科学、低碳技术与动力工 4359
-
2026智能驾驶、智能传感与无人系统 09-28
-
2026生命健康、精准营养与食品安全 09-28
-
第二届信息学、生物医学与系统生物学国 09-28
-
2026环境资源、清洁能源与可持续发 09-28
-
第三届纺织科学、材料工程与智能制造国 09-28
-
第二届林业工程、环境科学与可持续发展 09-28
-
2026 JCR影响因子正式发布2049
-
中国科协发布2025年《重要学术2146
-
2026年新锐分区(原中科院期刊10945
-
2025年两院院士增选有效候选人6679
-
好学术:科研网址导航|学术头条分9207
-
2025年国际期刊预警名单发布!9157
-
2025年中科院期刊分区表重磅发30335
-
吉林大学校长张希:学术会议中的提10134
-
清华大学2026年CCF计算经济09-28
-
北京清华长庚医院黄天荫团队合作构09-28
-
中国农业大学资环学院刘学军教授团09-28
-
中国科大实现液晶向列比特的可重构09-28
-
研究提出丽江云杉复合体分类界定新09-28
-
新型多孔压电陶瓷研制取得进展09-28
-
研究揭示二倍半萜衍生物治疗溃疡性09-28
-
武汉企泰艾会科技有限公司 3156

-
西南石油大学 23783

-
武汉蒙顺会晤文化有限公司 8800

-
武汉博森学术交流有限公司 9091

-
国际工学技术出版协会 8782

-
HKSME 23880

-
的萨达是大事我 18743

-
AME2017组委会 21877

-
二十一世纪公益基金会 24789

-
機械開發有限 2756

-
IETP 8917

-
哈尔滨市大学 21836

-
上海冠通展览策划有限公司 18843

-
WQWREW 8963

-
上海麦峰医学科技有限公司 2681

-
中山大学附属第一医院 21834

-
第三届材料工程与应用国际会议 2883

-
上海第二工业大学 2630

-
北京京郊太美旅业服务公司 18729

-
北京艾尚国际展览有限公司 8827





















657







































