做強“能源”文章
——江蘇省地調院積極探索服務“雙碳”戰略新路徑
◎ 陳 娟
江蘇省地質調查研究院(以下簡稱“江蘇地調院”)的科研人員日前正在試驗田里忙碌著……他們運用增強風化技術,在試驗田中添加玄武巖粉末代替復合肥(鉀肥和鈣肥)的使用,通過提高玄武巖風化速率,改良酸性土壤,提高農作物產量和提升土壤碳匯能力,并實現了試驗田小麥增產。
礦地融合 尋增產固碳新機
硅酸鹽風化是地質時間尺度上調節全球碳循環的一個重要機制,全球含鎂/鈣硅酸鹽巖石和礦物的自然風化每年可封存3億~5億噸二氧化碳。增強風化是將鎂/鈣硅酸鹽巖石和礦物粉末撒入耕地、林地,通過提高巖石/礦物的自然風化速率實現二氧化碳封存。IPCC(聯合國政府間氣候變化專門委員會)已經將增強風化列為碳去除方法之一。
江蘇地調院承擔的“盱眙地區玄武巖礦產增產固碳與生態效益研究試點”項目是江蘇省自然資源廳、財政廳下達的2021年省級礦地融合試點項目。該項目對利用玄武巖加速風化改良土壤、提高農作物產量,提升土壤碳匯能力的可行性、資源潛力和生態效益進行評價。
研究表明,盱眙地區玄武巖不只富含鈣、鎂元素,更含有至少6種植物必需營養素,將其粉碎后應用于微酸性農業耕地中,通過增強風化使其礦物組分發生溶解釋放更多的堿性陽離子和堿度,可以吸收封存空氣中的二氧化碳,有助于提升生態效益,可以改良酸性土壤,有助于保障耕地安全,可以有效代替復合肥(鉀肥和鈣肥)的使用,實現玉米和小麥的增產。
通過對盱眙地區玄武巖資源的綜合利用,他們積極推進玄武巖資源、土地資源、生態效益“三位一體”一體化管理,積極探索礦產資源、土地資源協同發展的新模式,有效支撐服務糧食安全健康體系。
協同利用 探索新領域
江蘇省是經濟大省,實現“碳中和”時間緊任務重。江蘇省二氧化碳地質封存條件較為有利,地質碳匯潛力大,源匯匹配度高。
“泰州典型油氣藏二氧化碳地質儲存關鍵技術研究與示范”項目是江蘇地調院承擔的落實部省協議、江蘇省自然資源廳行動方案任務的重點項目,也是江蘇省首個自然資源領域服務“雙碳”目標的礦地融合試點項目。項目重點開展了泰州典型油氣藏“咸水層+油層”復合型二氧化碳地質封存關鍵技術攻關,探索了人工壓力控制下二氧化碳羽流在儲層中運移路徑,采用國內先進的同心分注技術,實現了低成本、高效益、低風險的“咸水層+油層”二氧化碳協同封存,是為構建集二氧化碳捕集、運輸、利用與封存全產業鏈生態體系而儲備的關鍵技術。經評價,泰州深部咸水層二氧化碳地質儲存潛力超過15億噸。目前,典型油氣藏“咸水層+油層”復合型二氧化碳地質儲存示范工程已建設完成。
另外,江蘇省二氧化碳地質封存潛力調查與多種資源協同利用試點項目已經啟動。該項目擬開展江蘇省沉積盆地深部咸水層、油氣藏、煤層二氧化碳地質封存潛力調查評價、源匯匹配,以及蛇紋巖二氧化碳礦物封存及資源化利用,地質封存與新能源、礦產資源、土地資源等多資源協同利用路徑研究等工作,旨在摸清江蘇省二氧化碳地質封存潛力,建立基于江蘇省礦產資源稟賦特色的二氧化碳資源化利用方法與工業路徑。
與此同時,江蘇地調院實施了利用句容石碭山銅礦地下采礦空間建設抽水蓄能電站等探索性礦地融合項目,提出淮安市鹽穴儲氣庫建設建議,為全球首個非補燃壓縮空氣儲能電站金壇鹽礦壓縮空氣儲能電站建設提供了地質依據,并開展了相關礦政管理政策研究。
精確選址 服務儲備庫建設
為全力推動綠色低碳發展,實現生態環境保護和礦產資源勘查良性互動,江蘇地調院相繼開展了系列創新性服務能源資源安全和“雙碳”目標的前瞻性項目。
為解決江蘇沿海開發面臨的資源保障和環境約束問題,江蘇地調院主動承擔為能源戰略儲備地下空間預選址工作,建立了一套野外地質測繪、地球物理勘查、工程地質鉆探、井內原位試驗多種方法,協同構建深部地下空間資源調查的技術方法體系。他們精確選出位于連云港市贛榆區的東平山庫址、柘汪鎮庫址和徐圩新區的東陬山庫址、西陬山庫址等4處優良的地下水封洞庫庫址,并提出了地下洞室布置建議,設計庫容達4800萬立方米。
精確選址成果獲得了國家能源局、江蘇省發改委、國家糧食和物資儲備局江蘇局等多部門的認可,且“規劃建設連云港石油儲備庫”被寫入《江蘇沿海地區發展規劃(2021-2025年)》及《江蘇沿海地區國土空間規劃》,而且徐圩新區地下水封洞庫項目、贛榆區地下水封液態烴洞庫項目快速啟動,已正式進入勘察設計階段,建成投產后必將為連云港石化產業發展及江蘇地區能源安全提供有力保障。
近年來,該院還首次證實了蘇北盆地蘊藏豐富的干熱巖資源,江蘇省成為全國第四個發現干熱巖的省份。為加快推進干熱巖清潔能源開發利用,他們在“蘇熱1井”儲層改造的基礎上,繼續施工蘇熱2井和3井,將構建多井組注-采換熱系統。
科技賦能 地熱勘查獲突破
地質工作高質量發展,離不開科技賦能。
江蘇地調院創新地熱勘查理念與方法,實現江蘇省非地熱異常區尋找優質地熱資源的重大突破。105口地熱井成功出水,成功率逾95%。寶應地熱井水溫達93℃,如東小洋口地熱井水溫92℃,出水量2480立方米/日,創造了江蘇地熱井水溫之最,也刷新了目前我國東部沿海地區出水溫度之最的紀錄。
江蘇地調院探索地熱開發利用新模式,參與了全國首個企業類地熱“院士工作站”建設;發現小洋口大型地熱田,利用其42℃~92℃的中低溫地熱資源,打造以地熱能為核心、多能(太陽能、風能、生物質能)互補的“分布式獨立能源系統”,建設集地熱發電、地熱供暖、地熱制冷、地熱干燥、康復醫療、種植養殖、生活熱水等于一體的地熱梯級開發、綜合利用示范工程;綜合考慮地熱資源稟賦和當地發展需求,選擇徐州市沛縣開展地熱資源勘查,創建了江蘇省首個“地熱清潔能源供暖示范區”,努力為群眾創造高品質生活。