海底环境二氧化碳储存的生产方法与选址评估

《C》：Assessment of Production Methods and Locations for CO2 Storage in Seafloor Environment

　　

摘要

将二氧化碳（CO₂）以水合物形式储存在海底环境中，是一种能够大量储存CO₂的有效方法。这一过程要求现场条件处于水合物形成压力之上、水合物形成温度之下，同时为了保证重力稳定性，所形成的CO₂水合物的密度需大于海水密度。本研究的目标为：（1）找到一种能生成稳定CO₂水合物的有效方法；（2）确定高效生产CO₂水合物所需的设备；（3）确定在不同海水环境下进行CO₂注入所需的水深。为实现第一个目标，研究团队使用了带观察窗的反应器，用以观察所生成的CO₂水合物的漂浮与沉降行为，并在不同的压力和温度条件下研究了向低温水相中注入CO₂以及向低温CO₂相中注入水这两种方式。结果发现，向低温水相中注入CO₂时，由于大量CO₂被困在水合物中，所形成的水合物密度会低于水；而向低温CO₂相中注入水时，由于大量水被困在水合物中，所形成的水合物密度则会高于水。为实现第二个目标，研究团队设计了一套完整的设备，可安装在船上，船上还配有开放式底部反应器装置。至于第三个目标，研究团队通过将七大海域及北冰洋的水合物形成压力曲线与海水静水压力曲线进行对比分析，得出所需最小水深在北冰洋为120米，而在地中海环境则为650米。