二氧化碳地质封存监测技术指南编制说明.docx
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1、二氧化碳地质封存监测技术指南(征求意见稿)编制说明中国地质调查局水文地质环境地质调查中心2024年7月2日二氧化碳地质封存监测技术指南(征求意见稿)编制说明计划下达:自然资源部计划编号:202312005起草单位:中国地质调查局水文地质环境地质调查中心起草负责:刁玉杰标准类型:口制定口修订提交时间:2024年7月2日一工作简况1)任务来源1-)主要工作过程4(三)标准主要起草人及其所做的工作5(四)项目取得的主要成果5二、标准编制原则和确定主要内容的论据7(一)标准编制原则7-)确定标准主要内容8(三)确定主要内容的论据12三试验蛉证的分析、综述报告,技术经济论证,预期的经济效益,社会效益和生
2、态效益19(一)主要试验的分析19(二)技术经济论证及预期的经济效果21四、与国际、国外同类标准技术内容的对比情况,或者与测试的国外样品、样机的有关数据对比情况19五、以国际标准为基础的起草情况,以及是否合规引用或者采用国际国外标准,并说明未采用国际标准的原因23六与有关法律行政法规及相关标准的关系23七、市大分歧意见的处理经过和依据24八涉及专利的有关说明24九实施标准的要求,以及组织措施、技术措施、过渡期和实施日期的建议等措施建议24十、其他应予说明的事项24附件1:标准亘节内容提要表36二氧化碳地质封存监测技术指南(征求意见稿)编制说明一、工作简况(一)任务来源2020年9月22日,习近
3、F主席第七十五届联合国大会一般性辩论会上发表重要讲话,提出“中国将提高国家自主贡献力度,采取更加有力的政策和措施,二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和“,并在联合国生物多样性峰会、第三届巴黎和平论坛的致辞、气候雄心峰会等重要国际会议上多次重申。2020年12月,中央经济工作会议明确将做好碳达峰、碳中和工作列为2021年八项重点任务之一。2021年3月15日召开的中央财经九次会议再次强调力争实现“3060”双碳目标的重要性。2022年10月,市场监管总局、国家发展改革委、工业和信息化部、自然资源部等九部门联合发布建立健全碳达峰碳中和标准计量体系实施方案:2023
4、年4月,国家标准委联合国家发展改革委、国家能源局、工业和信息化部、H然资源部等H部门联合发布碳达峰碳中和标准体系建设指南。我国陆域沉积盆地二氧化碳地质封存理论潜力巨大,达万亿吨级,是未来碳封存技术的主力封存地质资源,根据科技部、中国科学院等预测,二氧化碳地质封存(CCUS)技术是我国实现碳中和目标不可或缺的重要支撑技术之一,将在我国实现碳中和目标、保障国家能源安全的过程中发挥重要作用,尤其是年百万吨级规模化陆域二氧化碳地质封存,预计在2060年贡献二氧化碳减排数亿十余亿吨以上。由于大规模二氧化碳注入、深部煤炭或油气资源开发、废弃井筒封闭不良,以及极端概率下的天然地震等人为或天然地质活动,可能导
5、致盖层破裂,注入封存的二氧化碳存在泄漏的风险,而二氧化碳一旦泄漏进入至地卜淡水的补给层会导致地卜水污染,泄漏至地表后,nJ能会危害土壤环境与生态系统,以及人类健康和安全。基于此,在经济社会和产业发展现状卜.,制定符合我国地质背景与国情的陆域二氧化碳地质封存监测指南愈发迫切亟需。目前,我国还没有正式发布碳封存监测技术标准,在我国碳达峰碳中和目标背景卜.,现有封存商业或示范工程虽对二氧化碳地质封存泄漏风险及监测高度重视,尤其是国家能源投资集团、中国石化、华能集团等央企陆续探索开展了碳捕集与封存(CCS)重大示范,在二氧化碳地质封存监测方面积累了较为丰富的经验,基本架构出较为完整的监测技术方法,但苦
6、于无权威的技术标准支撑,缺乏政策指导性文件指导,难以根据不同监测阶段不同监测内容,匹配合适的监测技术,进一步提高二氧化碳地质监测数据的有效性和准确性,这为后续量化、核查二氧化碳封存量和二氧化碳泄漏风险预警带来一定影响。2022年4月,中国地质调查局下达“大型能源化工基地二氧化碳地质封存综合地质调查(DD20221818)”地质调查项目审批意见书,I1.1.中国地质调查局水文地质环境地质调查中心承担,研制二氧化碳地质封存监测技术相关技术标准作为2024年工作内容之一。同时,该文件的研制也依托2021年度国家F1.然科学基金专项“面向国家碳中和的重大基础科学问题与对策设置项目咸水层CO,封存盖层的
7、力学-化学长期作用机制与安全风险评价方法研究”开展相关研究。2023年7月,二氧化碳地质封存监测技术指南列入2023年度自然资源标准制修订工作计划,编号202312005。主编单位:中国地质调杳局水文地质环境地质调查中心参编单位:中国科学院武汉岩土力学研究所、中国神华煤制油化工有限公司鄂尔多斯煤制油分公司、吉林大学、中国石油大学(北京)、中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司、国能榆林化工有限公司。文件编制依托项目或研究历程如下:1.二氧化碳地质封存工程监测探索实践(2010-2015)依托中国地质调查局“全国二氧化碳地质封存潜力评价与示范工程”计划项目,探讨了二氧化碳地质封存工程监测方案和监
8、测制度,总结了二氧化碳地质封存监测技术方法,初步建立了立体监测技术体系和环境影响与安全风险评价方法。2011年起,标准编制团队与神华煤制油化工有限公司合作共建国内第一个咸水层二氧化碳地质封存示范工程神华CCS示范工程,对监测技术和监测方法进行了探索性尝试,开展了不同阶段、不同位置的二氧化碳定性或定量监测,但监测指标选取不够系统不够科学,环境影响机理认识不够深入,其智能安全监测和预警关键技术鲜有涉及。此外,编写团队开展了二氧化碳地质封存环境影响问题原位试验场设计建设、阶段性研究与科研监测,主导建立我国首个青海平安天然co,野外科研观测基地和陕西西安人工控制Ca泄漏环境影响试验场,进一步开展了二氧
9、化碳泄漏对地卜水环境、地表水环境、十.壤环境、大气环境、生态系统机理研究和智能安全监测设备的研发与应用。2.二氧化碳地质封存风险评估与环境影响监实践(2016-2020)依托国家重点研发计划下设专题“多井组Co-EoR与储层系统动态监测技术研究”、“煤层顶板含水层8,泄漏原位监测技术研窕”、中国地质调查局“二氧化碳地质储存环境影响与监测技术”项目以及多个成果转化项目,通过开展合作交流与十余年研窕积累,获取了相对可拳具体的二氧化碳地质储存工程监测数据,如储存场地的环境影响和安全性评价的多手段监测数据、安全性和环境危险性评价参数等。对评价因子、评价标准、评价方法有了较为系统的监测实践和深入研究,进
10、一步完善了立体监测技术体系和环境影响与安全风险评价方法。同时,综合神华CCS示范工程场地储层中二氧化碳运移十年监测成果,进一步对工程/场地尺度监测技术和监测方法进行了验证评价研究。3.”空-天-地-井”立体监测技术方法体系(2021至今)随着二氧化碳地质封存技术对我国碳中和战略目标贡献的重要性认识不断提高,依托中国地质调查局“大型能源化工基地二氧化碳地质封存综合地质调查”项目、国家自然基金委“面向国家碳中和的重大基础科学问题与对策”重点专项项目,形成了本文件的多尺度多级别的.氧化碳地质封存“空-天-地-井”立体监测技术方法体系。(二)主要工作过程(1)2021年12月31日,中国煤炭学会下达二
11、氧化碳地质封存监测技术标准技术标准研制计划,编号tccs2021092,主要编写单位为中国科学院武汉岩土力学研究所、中国地质调查局水文地质环境地质调查中心等,为本行业标准研制奠定了基础。(2) 2023年1月4月,牵头单位与主要编写单位中科院武汉研讨力学研究所多次组织召开专家讨论会,邀请业内专家讨论标准草案,根据专家意见对讨论稿作了多次修改。(3) 2023年7月,布团体标准编制基础上,自然资源部正式下达:氧化碳地质封存监测技术指南技术标准编写计划。(4) 2024年5月,邀请业内领域专家为文件编写出谋划策,来自中国地质大学(北京)、中国地质调查局、中国地质调查局天津地质调查中心、中国地震灾害
12、防御中心、中国科学院地质与地球物理研究所、中国地质科学院地质力学所、中国地震环境监测院、武汉科技大学等科研机构的8名专家为本文件的研制提出了宝贵建议。根据专家意见,修改完善形成本征求意见稿。(=)标准主要起草人及其所做的工作主要起草人刁玉杰,国家标准委碳捕集利用与封存(CCUS)标准化工作组成员,第二届全国碳排放管理标准化技术委员会(SACfC548)委员,中国地质调查局“大型能源化工基地二氧化碳地质封存综合地质调查”二级项目负责人。主要负责牵头汇编、通稿本文件,主要编写了第一章范围、第二章规范性引用文件、第三章缩略语、第六章监测阶段及目的、笫七章监测方案设计、第章数据处理与分析、第卜一章报告
13、编制与归档等内容,组织召开1次标准研讨会,2次邀请业内专家咨询函评及标准编写研讨工作。编写成员中,李琦等主要负责编写了第四章术语与定义、第九章综合评价:文冬光、许天福等主要负贡编写第五章总则;张成龙、郝文杰等主要编写了第八章设备安装与运行维护、第九章数据采集与实时预警:王永胜、彭勃等协助编写了第七章监测方案设计、第卜章数据处理与分析。其中,李小春、彭勃作为国际标准委1SO/TC265碳捕集利用与封存标准化工作组主席,负责标准编制过程的总体指导,解决标准编制难点问题。编制过程中,国家碳达峰碳中和标准化总体组成员、国家CCUS标准化工作组成员及业内知名专家,参与或指导了本文件的编写。(四)项目取得
14、的主要成果1 .本文件提出r:氧化碳地质封存监测技术方案设计、设备安装与运行维护、数据采集与实时预警、数据处理与分析、报告编制与归档等工作流程;按照二氧化碳地质封存监测流程和工艺性质,将监测阶段划分为注入前、注入中、闭场和闭场后四个阶段。二氧化碳地质封存监测的总则、监测阶段及目的,提供了监测方案设计、设备安装与运行维护、数据采集与实时预警、数据处理与分析、报告编制等方面的建议,可作为二氧化碳地质封存工程监测参考。2 .作为我国第一部碳封存监测领域行业标准,填补了国内苦于碳封存监测领域无权威的文件支撑,缺乏政策指导性文件指导空白。该文件基本架构出较为完整的监测技术方法,可指导工程根据不同监测阶段
15、不同监测内容,匹配合适的监测技术,提高二氧化碳地质监测数据的有效性和准确性,并为后续量化、核查二氧化碳封存量和二氧化碳泄漏风险预警提供了标准依据,对科学推动我国碳封存工程的环境影响监测、服务地质碳汇管理具有重要意义。3 .标准转化应用集成r国内外氧化碳地质封存监测技术体系和环境影响与安全风险评价方法,融合前期我国首个青海平安天然CO,野外科研观测基地、陕西西安人工控制JCo.泄漏环境影响试验场和国内第一个咸水层示范工程机理研究、工程监测和风险评价等实践经验和不足,获取了持续、相对可竟具体的二氧化碳地质储存工程监测数据,如储存场地的环境影响和安全性评价的多手段监测数据、安全性和环境危险性评价参数
16、等。从理论认识到工程实践对碳封存监测领域评价因子、评价标准、评价方法有系统深入研究,具有一定的先进性。4 .初步培养了碳封存标准制修订研究团队1个,并已拓展申报*双碳”领域国家标准1项。二、标准编制原则和确定主要内容的论据(一)标准编制原则二氧化碳地质封存监测技术指南给出了二氧化碳地质封存监测的总则、监测阶段及目的,提供了监测方案设计、设备安装与运行维护、数据采集与实时预警、数据处理与分析、报告编制等方面的建议,是科学推动碳封存技术支撑我国“双碳”目标的指导性文件,也是涵盖.氧化碳地质封存监测评价全过程的操作技术指南。编制原则:(1)系统性、完整性原则。内容全面、翔实,涵盅二氧化碳地质封存监测
17、技术方案设计、设备安装与运行维护、数据采集与实时预法、数据处理与分析、报告编制与归档全流程。(2)符合法规、标准要求,吸收、采纳碳封存领域现有标准成果。(3)先进性原则。吸收国内外二氧化碳地质封存监测领域相关的新技术、新方法、新成果,体现先进性。(4)实用性、可操作性原则。吸收国内外技术知名专家、科研院校、地勘单位的意见和建议,充分体现标准的代表性和广泛基础,使标准更具可操作性。为使本文件内容全面、翔实、合理实用,达到先进性、权威性,项目组成员在充分调研、论证的基础上,采用资料收集与分析、国内研究团队调研、专家咨询等方式,为本文件编写提供基础。引用参考了GB3838地表水环境质量标准、GBf1
18、4848地下水质量标准、GB/T33583陆上石油地废勘探资料采集技术规程GGBrr33684地震勘探资料解释技术规程、GB33685陆上地震勘探数据处理技术规程、DZT0295土地质量地球化学评价规范、(DZ/T0460地质灾害自动化仪器监测预警规范、HJ2.3环境影响评价技术导则地表水环境、HJ75固定污染源烟气(So2、NOX、颗粒物)排放连续监测技术规范、CHJfr91地表水和污水监测技术规范HJ91.2地表水环境质量监测技术规范、HJ164地下水环境监测技术规范、WJ/T166土壤环境监测技术规范三A193环境空气质量自动监测技术规范、HJ610环境影响评价技术导则地下水环境、UIJ
19、964环境影响评价技术导则土壤环境(试行)等规范性文件、有关文件和国内外权威报告及论文。召开专家咨询会或函评,聘请国内本行业知名专家、学者,就二氧化碳地质封存监测技术指南编写框架和基本内容等进行讨论确定。标准在文字表达上力求准确简明、通俗易懂、逻辑严谨。按国家GB,1T1.1-2020标准化工作导则第I部分:标准化文件的结构和起草规则的规定作为本文件的编写制式和印制格式。(二)确定标准主要内容二氧化碳地质封存监测技术指南除前言、引言、范围、规范性引用文件、缩略语、术语与定义外,主体技术内容包括:第五章总则、第六章监测阶段及目的、第七章监测方案设计、第八章设备安装与运行维护、第九章数据采集与实时
20、预警、十章数据处理与分析、第十一章报告编制与归档,以及附录内容。本标准正文共计11章,全文近1.6万字。标准的技术内容力求全面、合理、实用,二氧化碳地质封存监测技术指南各章节内容提要见附件。1 .第五章总则提出r:氧化碳地质封存监测技术的目标,即是在.氧化碳地质封存工程全生命周期内,聚焦封存场地,分阶段实施监测活动。针对各阶段监测目的及内容,匹配合适的监测技术,为评估封存工程运行状况和制定应对措施提供准确数据信息,为量化、核查二氧化碳封存量提供依据,为防控二氧化碳泄漏等环境风险提供预警。提出r:氧化碳地质封存监测技术应遵循的系统性、连续性和适用性三个原则。提出了包括方案设计、设备安装与运行维护
21、、数据采集与实时预警、数据处理与分析、报告编制与归档的工作流程。2 .第六章监测阶段及目的二氧化碳地质封存监测工作应贯穿封存工程全生命周期,监测阶段划分为注入前、注入中、闭场和闭场后4个阶段。裹I不同监潴阶段及其持续时间监测阶段持续时间注入前不少于1年注入中与二氧化碳实际注入时间一致闭场一般不少于10年I闭场后视场地具体情况而定提出r.氧化碳地质封存监测工作的注入前、注入中、闭场和闭场后四个监测阶段要求和目的。3 .第七章监测方案设计监测方案需针对不同监测阶段专门设计,可单独或合并编制,并给出了建议方案设计提纲。依据监测方案要求,提出了气体注入流量与成分、储层流体、二氧化碳泄漏、地表形变、诱发
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