有机碳埋藏是评价北冰洋碳封存能力的关键因素,但其在轨道时间尺度上的埋藏特征目前还存在很大的争论.通过分析楚克奇陆架边缘M04孔和周边表层沉积物中总有机碳、稳定碳同位素和生物标记物等指标,进一步探讨了晚更新世楚克奇陆架边缘有机碳的组成、来源、埋藏速率及其与周边冰盖的协同演化.结果表明,陆源有机碳是楚克奇陆架边缘有机碳埋藏的主体,且在冰期-间冰期旋回中表现出了显著的差异性,间冰期(MIS1和MIS3)埋藏速率低,冰期(MIS4和MIS2)埋藏速率急骤升高.结合楚克奇陆架边缘的地貌特征和沉积环境,东西伯利亚冰盖(ESIS)的扩张和冰下排水系统的输运可能是陆架有机碳二次搬运、并在陆架边缘高速埋藏的主要控制因素.M04孔的沉积记录为梳理北冰洋有机碳的埋藏特征提供了新的视角,进一步揭示了高速沉积区有机碳埋藏的驱动机制,有助于客观评价北冰洋碳埋藏对全球碳封存的推动作用,但仍需要更多、特别是来自北极加拿大一侧的数据才能有效刻画北冰洋碳埋藏与气候转型之间的耦合关系.
有机碳埋藏是评价北冰洋碳封存能力的关键因素,但其在轨道时间尺度上的埋藏特征目前还存在很大的争论.通过分析楚克奇陆架边缘M04孔和周边表层沉积物中总有机碳、稳定碳同位素和生物标记物等指标,进一步探讨了晚更新世楚克奇陆架边缘有机碳的组成、来源、埋藏速率及其与周边冰盖的协同演化.结果表明,陆源有机碳是楚克奇陆架边缘有机碳埋藏的主体,且在冰期-间冰期旋回中表现出了显著的差异性,间冰期(MIS1和MIS3)埋藏速率低,冰期(MIS4和MIS2)埋藏速率急骤升高.结合楚克奇陆架边缘的地貌特征和沉积环境,东西伯利亚冰盖(ESIS)的扩张和冰下排水系统的输运可能是陆架有机碳二次搬运、并在陆架边缘高速埋藏的主要控制因素.M04孔的沉积记录为梳理北冰洋有机碳的埋藏特征提供了新的视角,进一步揭示了高速沉积区有机碳埋藏的驱动机制,有助于客观评价北冰洋碳埋藏对全球碳封存的推动作用,但仍需要更多、特别是来自北极加拿大一侧的数据才能有效刻画北冰洋碳埋藏与气候转型之间的耦合关系.
有机碳埋藏是评价北冰洋碳封存能力的关键因素,但其在轨道时间尺度上的埋藏特征目前还存在很大的争论.通过分析楚克奇陆架边缘M04孔和周边表层沉积物中总有机碳、稳定碳同位素和生物标记物等指标,进一步探讨了晚更新世楚克奇陆架边缘有机碳的组成、来源、埋藏速率及其与周边冰盖的协同演化.结果表明,陆源有机碳是楚克奇陆架边缘有机碳埋藏的主体,且在冰期-间冰期旋回中表现出了显著的差异性,间冰期(MIS1和MIS3)埋藏速率低,冰期(MIS4和MIS2)埋藏速率急骤升高.结合楚克奇陆架边缘的地貌特征和沉积环境,东西伯利亚冰盖(ESIS)的扩张和冰下排水系统的输运可能是陆架有机碳二次搬运、并在陆架边缘高速埋藏的主要控制因素.M04孔的沉积记录为梳理北冰洋有机碳的埋藏特征提供了新的视角,进一步揭示了高速沉积区有机碳埋藏的驱动机制,有助于客观评价北冰洋碳埋藏对全球碳封存的推动作用,但仍需要更多、特别是来自北极加拿大一侧的数据才能有效刻画北冰洋碳埋藏与气候转型之间的耦合关系.
目的 水合物法封存CO2稳定性良好、储气密度高,是一种极具潜力的碳封存方式,利用冻土区的地层条件更具独特优势,将CO2气体注入冻土区地层中,在一定的温度和压力条件下,形成固态CO2水合物实现封存。方法 依据国内冻土地区地层深度对应的温度和压力条件,选取不同地层深度(150 m和200 m)对应温度(1.27℃和2.72℃)和有效孔隙含水率(40%),研究不同注气压力(3.5 MPa、4.5 MPa和5.5 MPa)下的封存特征。分析封存过程的温度和压力变化、封存速率、最终水转化率和最终封存率等动力学规律。结果 封存压力越高,水合物法封存所需的诱导时间越短,压力降幅越大。较高的封存压力导致初期封存速率较慢,缓慢封存期的持续时间减少,且封存压力越高,封存率、最终水转化率和水合物相饱和度越高。封存温度越高,压力对封存率的影响效果越明显。结论 在地层深度150 m(对应地层平均温度1.27℃)、5.5 MPa及有效孔隙含水率(40%)的条件下,CO2封存效果最佳。
目的 水合物法封存CO2稳定性良好、储气密度高,是一种极具潜力的碳封存方式,利用冻土区的地层条件更具独特优势,将CO2气体注入冻土区地层中,在一定的温度和压力条件下,形成固态CO2水合物实现封存。方法 依据国内冻土地区地层深度对应的温度和压力条件,选取不同地层深度(150 m和200 m)对应温度(1.27℃和2.72℃)和有效孔隙含水率(40%),研究不同注气压力(3.5 MPa、4.5 MPa和5.5 MPa)下的封存特征。分析封存过程的温度和压力变化、封存速率、最终水转化率和最终封存率等动力学规律。结果 封存压力越高,水合物法封存所需的诱导时间越短,压力降幅越大。较高的封存压力导致初期封存速率较慢,缓慢封存期的持续时间减少,且封存压力越高,封存率、最终水转化率和水合物相饱和度越高。封存温度越高,压力对封存率的影响效果越明显。结论 在地层深度150 m(对应地层平均温度1.27℃)、5.5 MPa及有效孔隙含水率(40%)的条件下,CO2封存效果最佳。
目的 水合物法封存CO2稳定性良好、储气密度高,是一种极具潜力的碳封存方式,利用冻土区的地层条件更具独特优势,将CO2气体注入冻土区地层中,在一定的温度和压力条件下,形成固态CO2水合物实现封存。方法 依据国内冻土地区地层深度对应的温度和压力条件,选取不同地层深度(150 m和200 m)对应温度(1.27℃和2.72℃)和有效孔隙含水率(40%),研究不同注气压力(3.5 MPa、4.5 MPa和5.5 MPa)下的封存特征。分析封存过程的温度和压力变化、封存速率、最终水转化率和最终封存率等动力学规律。结果 封存压力越高,水合物法封存所需的诱导时间越短,压力降幅越大。较高的封存压力导致初期封存速率较慢,缓慢封存期的持续时间减少,且封存压力越高,封存率、最终水转化率和水合物相饱和度越高。封存温度越高,压力对封存率的影响效果越明显。结论 在地层深度150 m(对应地层平均温度1.27℃)、5.5 MPa及有效孔隙含水率(40%)的条件下,CO2封存效果最佳。
水合物法二氧化碳封存是目前具有潜力的碳封存方式之一,将一定压力的CO2气体注入冻土带的沉积层中,在特定的地层温度条件下CO2气体可形成CO2水合物从而达到长期稳定封存的目的。依据我国多年冻土地区地层的温压条件,选取冻土地区不同地层深度(110,150,200,250,300,350 m)对应的温度(0,1.27,2.72,4.53,6.38,8.70℃)进行了CO2水合物封存实验。实验结果表明:在快速合成阶段实验温度为1.27℃下反应釜内温度上升幅度最大,生成速度最快,最终储气率最高,缓慢合成期持续时间随温度的升高而减少。在较低温度下(0和1.27℃)水合物的各相饱和度基本保持在约18%(水合物相)、15%(水相)和67%(气相)。在地层深度为150 m时(平均温度1.27℃)封存CO2效果优于其他深度的地层。
水合物法二氧化碳封存是目前具有潜力的碳封存方式之一,将一定压力的CO2气体注入冻土带的沉积层中,在特定的地层温度条件下CO2气体可形成CO2水合物从而达到长期稳定封存的目的。依据我国多年冻土地区地层的温压条件,选取冻土地区不同地层深度(110,150,200,250,300,350 m)对应的温度(0,1.27,2.72,4.53,6.38,8.70℃)进行了CO2水合物封存实验。实验结果表明:在快速合成阶段实验温度为1.27℃下反应釜内温度上升幅度最大,生成速度最快,最终储气率最高,缓慢合成期持续时间随温度的升高而减少。在较低温度下(0和1.27℃)水合物的各相饱和度基本保持在约18%(水合物相)、15%(水相)和67%(气相)。在地层深度为150 m时(平均温度1.27℃)封存CO2效果优于其他深度的地层。
水合物法二氧化碳封存是目前具有潜力的碳封存方式之一,将一定压力的CO2气体注入冻土带的沉积层中,在特定的地层温度条件下CO2气体可形成CO2水合物从而达到长期稳定封存的目的。依据我国多年冻土地区地层的温压条件,选取冻土地区不同地层深度(110,150,200,250,300,350 m)对应的温度(0,1.27,2.72,4.53,6.38,8.70℃)进行了CO2水合物封存实验。实验结果表明:在快速合成阶段实验温度为1.27℃下反应釜内温度上升幅度最大,生成速度最快,最终储气率最高,缓慢合成期持续时间随温度的升高而减少。在较低温度下(0和1.27℃)水合物的各相饱和度基本保持在约18%(水合物相)、15%(水相)和67%(气相)。在地层深度为150 m时(平均温度1.27℃)封存CO2效果优于其他深度的地层。
概述了可燃冰的基本概况,简述了国内外可燃冰和地热能的勘探开发方式现状,提出了CO2置换联合地热开采陆域可燃冰-地质封存一体化技术,并分析了该技术的优势,概括了其在技术、投资及环境层面存在的不足和挑战,并对其发展前景进行了展望。