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進展5:海洋能-天然氣水合物-氫能-碳封存協同增效減碳技術

      海洋能、天然氣水合物、氫能的開發利用和CO2的大規模地質封存是實現碳中和及經濟社會低碳發展必須做好的幾件大事。但各自單獨發展均存在難以逾越的瓶頸問題。海洋能發電麵臨海上電力遠距離輸送困難的瓶頸;天然氣水合物的開采目前以降壓開采模式為主,能效和規模難以滿足商業化需求,需要創新開發模式。氫能獲取的途徑雖然很多,但無論哪條途徑都改變不了它是二次乃至三次能源的特征。尋找低成本製氫原料,研發高能效、大規模的製氫工藝技術是時下和未來之需。 CO2大規模深海海底地質封存是碳封存的重要備選方案之一,但陸上CO2運輸到遠海,僅運輸成本就遠高於從碳交易市場獲取的收益,缺乏現實可行性。針對這些瓶頸問題,本實驗室原創性提出了如下圖所示的新理念,以期實現海洋能、天然氣水合物、氫能開發利用和碳封存一體化發展,達到綠色氫能的大規模製取和原位海底碳封存的目標。

      圍繞該理念,開展了注CO2+H2混合氣開采天然氣水合物的實驗模擬研究,結果表明在顯著提高天然氣采收率的同時,還可以固態水合物的形式永久封存了CO2。此外還對天然氣水蒸氣重整製氫耦合注CO2+H2開采甲烷水合物全過程進行了數值模擬研究,證明了該耦合製氫過程具有很高的能源效率。相關研究成果在國際能源領域的旗艦期刊Applied Energy 等發表了係列原創性論文,受到了同行的認同。