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碳捕集、利用与封存

碳捕集和封存举措或可捕集和封存 90% 以上来自发电厂和工业设施的二氧化碳,来满足二氧化碳减排需求。

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身穿安全装备的工程师手持通信设备,抬头看着燃气电厂外部的户外图像。

碳捕集、利用与封存 (CCUS) 已被誉为当今至关重要的脱碳技术之一。碳捕集和封存举措或可捕集和封存 90% 以上来自发电厂和工业设施的二氧化碳排放,来满足全球二氧化碳减排需求。仅此一项成果,就有助于减少全球 14% 的温室气体排放。当前,碳捕集被视为唯一能够满足到 2050 年实现工业领域深度脱碳需求的实用方法。

2015 年,联合国制定并采用了 17 项可持续发展目标。碳捕集和封存与世界能否实现这其中的六项目标息息相关。这些目标是:

  • 经济适用的清洁能源。
  • 产业、创新和基础设施。
  • 可持续城市和社区。
  • 负责任消费和生产。
  • 气候行动。
  • 促进目标实现的伙伴关系。

以上每项目标都与二氧化碳的产生过程有某种程度的关联,因此我们将这些目标视为我们碳捕集和封存解决方案的一部分。成功的工业 CCUS 计划将显示出超越行业本身的益处。

捕集和封存二氧化碳的四个阶段

基本的二氧化碳捕集和封存流程可分为四个阶段。

  • 捕集。
  • 调节。
  • 运输。
  • 注入和封存。

虽然捕集和封存号称是一种简单的解决方案,但实际上却涉及更多事项。二氧化碳流压力或温度的微小变化就可能导致其物理性质快速发生重大变化,从而改变流量、密度和可压缩性。因此,在每个阶段,都必须采用恰当的测量工具来了解二氧化碳流何时发生变化。

另一个考虑因素是,有不同类型的 CCUS 系统可供选择。其中一些系统会在捕集二氧化碳后立即进入调节阶段,因为二氧化碳会直接泵入井口并注入靠近捕获场地的封存位置。在这种情况下,整个过程中所需的测量点数量更少。该实例中无需考虑储存交接问题。

为帮助应对碳捕集、利用与封存技术的增长,公共封存中心的开发日益普及。此类中心通常是由公司管理的灌注空间区域,这些公司可以提供专门的碳封存空间,并从封存空间周围的各种排放源处捕集碳。这也意味着碳捕集的调节阶段可以于封存前在捕集场地进行。

Sensia 全面的 CCUS 系统架构

二氧化碳捕集和封存在确定流程各阶段所需工具和仪器方面面临着固有挑战。所需的某些测量基于操作和效率参数,而其他测量则需要满足监管数据采集要求。

同样也必须要有能够在整个过程中几乎实时地向您提示压力和温度细微变化的工具,尤其是在即使微小变化也会导致二氧化碳物理性质快速发生重大变化的情况下。例如,压力变化可能表明存在泄漏。如果无法近乎实时地检测泄漏,可能会导致重大问题。

收购 Swinton Technologies 后,Sensia 专注于提供全面的系统架构,以应对碳捕集、利用与封存挑战并满足相关要求。该系统利用测量监控系统或基于云的应用程序,可为各类仪表提供应对现场不确定因素的能力。

优化流程

部署合适的工具并能够近乎实时地有效监控捕集、调节和封存阶段后,就可以考虑优化流程了。调节阶段尤有优化潜力。

优化这一流程有几种不同方法,例如优化水化过程,从而避免液体滴出。或者优化酸性气流的含水量,同时避免水合物的形成。编制展示注入场地压缩阶段树形图的操作图谱,可指明安全操作点,以避免压缩机内液体滴出和线路中形成水合物。了解酸性气体流的具体相态图和物理特性,以及所有模型,可以避免这些情况。

同样,在监测所封存二氧化碳的压力和温度时,可以确定储层和井口压力、温度监测、注射监测、液体成分的理想参数,并运用这些参数来识别泄漏区域。

我们建议使用 Sensia 的 Avalon 解决方案,一款支持自主化、自动化和互联解决方案的开放式平台。该平台允许 Sensia 和第三方设备、装置和系统连接,集成了多个数据源。这些数据随后将转换为易于阅读和可操作的运营情报。

合适的工具有助于我们努力实现这些联合国目标。

如需了解更多信息,请访问:https://www.sensiaglobal.com/Measurement

注:Avalon 是 Sensia 持有的商标。

发布时间 2024年1月16日

主题: Oil & Gas

Anissa Thomas
Anissa Thomas
Digital Solutions Manager, Sustainability and Energy Transfer
Anissa Thomas is Digital Solutions Manager, Sustainability and Energy Transfer – Sensia. Ms. Thomas holds a B.Sc. Mechanical Engineering from the University of the West Indies, St. Augustine, and an MBA in Sustainable Energy Management from the Arthur Lok Jack Graduate School of Business.
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