CCUS培训班的第十四堂课，中国科学院南海海洋研究所李鹏春老师介绍中国海洋CCUS发展。中国科学院南海海洋研究所是国立综合性海洋研究机构，重点研究和发展具有南海特色的热带海洋资源与环境过程理论体系和应用技术。自2005年以来，该所逐步形成了中国海上CCUS研究团队，致力于推动广东省海上CCUS的发展。团队成员参与了IPCC、CSLF报告编写，召集召开了多次广东省海上CCUS研讨会和技术培训会，开展了广东省CCUS可行性研究、广东省CCUS发展路线图、南海北部CO2地质封存潜力和筛选封存场地以及CO2-EOR评价等多个方面的研究，在推动中英（广东）CCUS中心成立、广东省CCUS宏观发展等方面也作出了重要贡献。

CCUS陆上发展很快，虽然海上也是从2010年开始，但是发展相对来说比较缓慢。01

海上CCUS的类型一般来说包括四种类型：从浅海到海底深部依次为CO2养殖海藻、海水封存、海底二氧化碳置换CH4水合物与封存以及深部油藏EOR与封存。

海水封存就是把二氧化碳注入到海里，不管液体还是气体，溶解到海水里。这种方式的稳定性容易受到台风、海流、地震等影响。

二氧化碳和甲烷有相似的特征，注入到海底浅层沉积物中，也可以形成相应的CO2水合物，这个水合物比甲烷水合物形成的条件更容易，而且更稳定。因此可以利用二氧化碳和甲烷水合物的置换，开采甲烷，也是利用与封存的一种方式。

上图中蓝色点六边形是甲烷水合物，CH4水合物分解，二氧化碳进入到水合物，把甲烷置换出来，形成CO2水合物。下图黄色点是甲烷，二氧化碳分子进去之后，慢慢地扩散、渗透，把黄色点的甲烷置换出来。

二氧化碳水合物形成模拟，模拟时间很长，十年、两千年、两万年，二氧化碳置换甲烷，二氧化碳形成水合物速度很慢，一旦CO2水合物形成之后，水合物比较稳定分布。

海上二氧化碳驱油和封存设计的一个典型的流程，一般将陆上的二氧化碳运输到海上平台，然后注入到井里驱油与封存。

海上盆地根据水深一般分为三种，海水深度小于四百米叫浅海海上盆地，四百到一千五百米叫做深水盆地，还有超过一千五百米的为超深水盆地。随着水深的增加，开发的成本、技术要求的难度都增大。目前大部分还在浅海区。图示海上盆地就是紫色的地方。

2005-2009年，随着时间越来越近，技术的提高，海上油气资源发现的占比成分越来越多。随着技术的进步，投入的加大，海上油田发现勘探成果越来越多，存量逐步在增长。海上二氧化碳驱油或者封存的潜力也是很大的。

海底地质封存泄露方式与陆上类似，也是通过井筒、断层等通道上来。但海底和陆上不一样，海底会溶解一部分，有可能保存到海底，或者保存到海底浅层沉积物里。

红色是注入点，注入的二氧化碳向上冒的特征可以明显看到。a)和b)显示随着注入量增多，气体向上泄露运移的形态越来越明显， c)图绿色线是注入34天以后，用海底的监测工具观测到的平面上的影响范围。

据计算85%的二氧化碳溶解并保留在海底浅层沉积物里，只有15%上升泄漏到水里。主要的化学反应就是二氧化碳跟水反应形成碳酸，降低PH值，可以对海底的钙质进行溶解。主要的影响是对海底的钙质生物产生影响，其他的影响比较小。总的来说，二氧化碳跟水反应影响海底酸碱平衡，对海底生态有一定影响，但是影响并不是特别大。

02

相对陆上来说，海上不用征地之类的，没有地下水污染问题，因为远离海岸。还有对人类直接活动的环境影响风险很低。还有海上盆地地质条件比陆上好很多，特别是我们国家，陆上地质条件多为陆相，海上沉积地层多为海相地层，具有很好的储集层物性和均质性，因此海上地质封存条件比陆上好很多。缺点就是海洋工程不管技术还是操作，技术要求和难度都很高，成本也比较高。03

海上油田的挑战，除了像陆上一样，需要有持续的气源，要提高区域效率，另外就是布井，井网设计难度比较大，陆上是一般采用五点井网，注采可以联排，但海上由于平台条件限制，井的数量和布井方式都需要更合理的设计。04

我们也做了广东海上CCUS线路图，大概觉得2030年为分界线，跟科技部比较吻合，2020-2030年阶段以小型研究、示范，最终大规模要到2040年左右。碳源主要是化工厂、电厂等。

免责声明：以上报告所有图文数据仅代表报告人个人观点，不代表报告人所在研究机构观点；如果引用本报告图文数据，敬请注明出处。

整理人：刘惠排   版：叶舒点