碳中和背景下植被覆盖区地下封存CO2微泄漏遥感监测研究.pdf

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1、碳中和背景下植被覆盖区地下封存CO2微泄漏点遥感监测研究中国矿业大学（北京）中国矿业大学（北京）地球科学与测绘工程学院地球科学与测绘工程学院 蒋金豹教授蒋金豹教授汇报提纲一、研究背景与意义一、研究背景与意义二、总体技术思路二、总体技术思路三、国内外实验设计三、国内外实验设计四、相关研究成果四、相关研究成果一、研究背景与意义全球气候变暖的原因全球气候变暖的原因 一、研究背景与意义全球大气全球大气CO2浓度变化浓度变化一、研究背景与意义全球气候变暖，致使自然灾害频发。全球气候变暖，致使自然灾害频发。南方雪灾南方雪灾云南干旱云南干旱洪涝灾害洪涝灾害一、研究背景与意义2020年全球碳排放最多的国家和地

2、区包括：年全球碳排放最多的国家和地区包括：中国（中国（30.6%），），美国美国（13.5%）,欧盟（欧盟（7.5%）和印度（）和印度（7%）。020004000600080001000012000140001600018000200420152030Mtoe Coal Oil Gas Nuclear Hydro Biomass and waste Other renewables 一、研究背景与意义CCUS技术流程技术流程一、研究背景与意义CCUS地下封存示意图地下封存示意图一、研究背景与意义随着国家双碳战略的实施，碳储工程蓬勃发展。我国首个百万吨级CCUS项目,齐鲁石化-胜利油田CCUS项

3、目于2021年7月启动建设,该项目由齐鲁石化捕集二氧化碳运送至胜利油田进行驱油封存；2022年延长石油杏子川油田CO2驱油与封存示范工程项目；中石油、中海油相继开展相关研究工作。一、研究背景与意义 存在主要问题存在主要问题CCUSCCUS注入井、采油井、封存的废弃井口、地质断层，地下封存注入井、采油井、封存的废弃井口、地质断层，地下封存COCO2 2气体具有泄漏气体具有泄漏风险。但是目前在风险。但是目前在CCUSCCUS工程区上空直接监测工程区上空直接监测CO2CO2微小微小泄漏点泄漏点尚是一个难题。尚是一个难题。一、研究背景与意义泄漏风险泄漏风险：把把CO2掩埋地下，会出现泄漏的风险，如何及

4、时有掩埋地下，会出现泄漏的风险，如何及时有效监测效监测CO2泄漏点？是一个难题；泄漏点？是一个难题；生态风险生态风险：CO2泄漏进入土壤，会对生态环境造成什么样的影泄漏进入土壤，会对生态环境造成什么样的影响，也需要进行研究；响，也需要进行研究；安全风险：安全风险：CO2泄漏长时间积聚地表，影响人们生命财产安全；泄漏长时间积聚地表，影响人们生命财产安全；泄漏量评估：以后碳交易的计量问题；泄漏量评估：以后碳交易的计量问题；研究目的研究目的：能否利用遥感技术监测陆地上能否利用遥感技术监测陆地上CO2泄漏点？泄漏点？一、研究背景与意义现有现有COCO2 2封存监测方法封存监测方法方法方法数据源数据源平

5、台平台优点优点缺点缺点直接直接探测探测气相色谱法气相色谱仪地面灵敏度高；可监测多种气体；应用广可与其他方法联合检测。需要大量先验知识；需人工采样，操作需人工采样，操作难、范围小、速度慢、花费高。难、范围小、速度慢、花费高。差分吸收光谱法差分吸收光谱分析仪地面响应快；可实时检测多种气体的质量浓度；监测范围较广，结果稳定。需要泄漏气体在空气中达到一定阈值，需要泄漏气体在空气中达到一定阈值，对于微泄漏点不适用。对于微泄漏点不适用。示踪法同位素示踪剂地面对小泄漏敏感；能够跟踪羽流信息并定量估计CO2储量。需人工采样，操作难、范围小、速度慢、需人工采样，操作难、范围小、速度慢、花费高。花费高。主动/被动

6、遥感差分吸收激光雷达（DIAL）机载成像光谱仪碳观测卫星地面无人机卫星可以直接监测CO2羽流；可同时监测多种气体含量；监测范围广。难以识别微泄漏；难以识别微泄漏；很难从大气中分离泄漏的CO2和其他来源的CO2；易受温度、湿度等气象条件干扰。间接间接探测探测地表形变监测InSARLiDAR无人机摄影测量卫星地面无人机不受天气或者一天中的测量时间影响；能够穿透植被探测地表；可以跟踪CO2羽流的方向。采油也会引起地表沉降形变。采油也会引起地表沉降形变。地表植被监测高光谱Sentinel-2北京3号，等卫星无人机地面可监测微泄漏点；植被的胁迫响应变化可以指示出泄漏点位置和泄漏速度。植物响应时间有滞后性