M. Mercedes Maroto-Valer: Công Nghệ Lưu Trữ và Sử Dụng Carbon Dioxide (Tập 2)

• Tác giả: M. Mercedes Maroto-Valer
• Trường học: University of Nottingham
• Chuyên ngành: Carbon Dioxide Capture and Storage Technology
• Đề tài: Công Nghệ Lưu Trữ và Sử Dụng Carbon Dioxide - Tập 2
• Loại tài liệu: book
• Năm xuất bản: 2010
• Địa điểm: Cambridge

Mục lục chi tiết

• Contributor contact details
• 1. Chapter 1 Chapter 3
• 2. Chapter 2
• 3. Chapter 5 Chapter 7
• 4. Chapter 6
• 5. Chapter 10 Chapter 13
• 6. Chapter 11
• 7. Chapter 12
• 8. Chapter 15 Chapter 17
• Woodhead Publishing Series in Energy
• Foreword
• 1. Overview of carbon dioxide (CO2) capture and storage technology
• 1.2. Greenhouse gas emissions and global climate change
• 1.3. Carbon management and stabilisation routes
• 1.4. Development and innovation in carbon dioxide (CO2) capture and transport technology
• 1.5. Development and innovation in carbon dioxide (CO2) storage and utilisation technology
• 1.7. Sources of further information and advice
• 1.9. References
• 2. Screening and selection criteria, and characterisation techniques for the geological sequestration of carbon dioxide (CO2)
• 2.2. Screening for storage suitability and site selection
• 2.3. Site characterisation
• 2.4. Estimation of carbon dioxide (CO2) storage capacity
• 2.6. Sources of further information and advice
• 2.7. References
• 3. Carbon dioxide (CO2) sequestration in deep saline aquifers and formations
• 3.4. Modeling of carbon dioxide (CO2) sequestration
• 3.5. Carbon dioxide (CO2) sequestration pilot sites
• 3.9. References
• 4. Carbon dioxide (CO2) sequestration in oil and gas reservoirs and use for enhanced oil recovery (EOR)
• 4.2. Carbon dioxide (CO2) enhanced recovery mechanisms
• 4.3. Co-optimization of enhanced oil recovery (EOR) and carbon storage
• 4.4. Future trends: geologic storage in tight rocks
• 4.5. Summary and conclusions
• 4.6. Sources of further information and advice
• 4.7. References
• 5. Carbon dioxide (CO2) sequestration in unmineable coal seams and use for enhanced coalbed methane recovery (ECBM)
• 5.2. Storage in unmineable coal seams
• 5.3. Enhanced coalbed methane recovery
• 5.5. Swelling and permeability
• 5.6. Mass transfer and enhanced coalbed methane (ECBM) modeling
• 5.9. Sources of further information and advice
• 5.10. References
• 6. Carbon dioxide (CO2) injection design to maximise underground reservoir storage and enhanced oil recovery (EOR)
• 6.1. Carbon storage in geological formations
• 6.2. Experiments of capillary trapping
• 6.3. Field-scale design of storage in aquifers
• 6.4. Storage in oilfields
• 6.5. Discussion and conclusions
• 6.7. Sources of further information and advice
• 6.9. References
• 7. Capillary seals for trapping carbon dioxide (CO2) in underground reservoirs
• 7.2. Calculations of anticipated capillary pressures and seal capacities
• 7.3. Monte Carlo predictions of capillary pressure within a reservoir seal
• 7.7. Sources of further information and advice
• 7.9. References
• 8. Measurement and monitoring technologies for verification of carbon dioxide (CO2) storage in underground reservoirs
• 8.1. Introduction
• 8.2. Background to storage site monitoring
• 8.3. Detection and measurement of carbon dioxide (CO2) in the subsurface
• 8.4. Detection and measurement of carbon dioxide (CO2) leakage to surface
• 8.5. Conclusions and future trends
• 8.6. Sources of further information and advice
• 8.7. References
• 9. Mathematical modeling of the long-term safety of carbon dioxide (CO2) storage in underground reservoirs
• 9.2. Coupled processes: a challenge for mathematical models
• 9.3. Ilustrative modeling applications
• 9.6. References
• 10. Terrestrial sequestration of carbon dioxide (CO2)
• 10.2. The terrestrial pool and its role in the global carbon cycle
• 10.3. Emissions from agricultural versus other activities
• 10.4. Basic principles of carbon sequestration in terrestrial ecosystems
• 10.5. Potential of terrestrial sequestration
• 10.6. Challenges of terrestrial sequestration
• 10.8. Soil and terrestrial carbon as indicators of climate change
• 10.10. References
• 11. Ocean sequestration of carbon dioxide (CO2)
• 11.2. History of carbon dioxide (CO2) deep ocean storage proposals
• 11.3. Legal constraints of deep ocean storage of carbon dioxide (CO2)
• 11.4. Sources of anthropogenic carbon dioxide (CO2) for ocean storage
• 11.6. Properties of carbon dioxide (CO2)
• 11.7. Modeling of carbon dioxide (CO2) release
• 11.8. Injection of carbon dioxide, water and pulverized limestone (CO2/H2O/CaCO3) emulsion
• 11.11. Sources of further information and advice
• 11.12. References
• 12. Environmental risks and impacts of carbon dioxide (CO2) leakage in terrestrial ecosystems
• 12.3. Impacts of terrestrial leakage
• 12.4. Atmospheric enrichment of carbon dioxide (CO2)
• 12.5. Leak monitoring techniques
• 12.6. Conclusions and future trends
• 12.7. Sources of further information and advice
• 12.8. References
• 13. Environmental risks and performance assessment of carbon dioxide (CO2) leakage in marine ecosystems
• 13.2. The physical and chemical behaviour of carbon dioxide (CO2) in the marine system
• 13.3. Marine ecosystem impacts of carbon dioxide (CO2) leakage
• 13.4. Leak monitoring options
• 13.5. Mitigation of leaks
• 13.7. Sources of further information and advice
• 13.8. References
• 14. Industrial utilization of carbon dioxide (CO2)
• 14.2. The conditions for using carbon dioxide (CO2)
• 14.3. The carbon dioxide (CO2) sources and its value
• 14.4. Technological uses of carbon dioxide (CO2)
• 14.5. Biological enhanced utilization
• 14.6. Carbon dioxide (CO2) conversion as ‘storage’ of excess electric energy or intermittent energies
• 14.7. Production of chemicals
• 14.8. Conclusions and future trends
• 14.9. Sources of further information and advice
• 14.10. References
• 15. Biofixation of carbon dioxide (CO2) by microorganisms
• 15.2. Basic principles and methods
• 15.3. Carbon dioxide (CO2) fixation microorganisms: chemoautotrophs and photoautotrophs
• 15.4. Carbon dioxide (CO2) fixation by microalgae
• 15.5. Advantages and limitations
• 15.7. References
• 16. Mineralisation of carbon dioxide (CO2)
• 16.2. Basic principles and methods
• 16.3. Technologies and potential applications
• 16.6. Sources of further information and advice
• 16.7. References
• 17. Photocatalytic reduction of carbon dioxide (CO2)
• 17.2. Fundamentals of photocatalysis
• 17.3. Renewable energy from photocatalytic reduction of carbon dioxide (CO2)
• 17.4. Advantages and limitations of photocatalytic processes
• 17.6. Sources of further information and advice
• 17.7. References
• Appendix: Energy efficiency of mineral carbonation processes
• Index

Tóm tắt

I. Tổng quan về công nghệ lưu trữ và sử dụng carbon dioxide

Công nghệ lưu trữ và sử dụng carbon dioxide (CO2) đang trở thành một phần quan trọng trong nỗ lực giảm thiểu khí nhà kính và biến đổi khí hậu. Việc phát triển các công nghệ này không chỉ giúp giảm lượng CO2 thải ra mà còn tạo ra cơ hội mới cho việc sử dụng nguồn năng lượng tái tạo. Các nghiên cứu gần đây đã chỉ ra rằng việc áp dụng công nghệ này có thể giúp giảm thiểu tác động của khí thải carbon lên môi trường.

1.1. Lịch sử phát triển công nghệ lưu trữ carbon dioxide

Công nghệ lưu trữ carbon dioxide đã trải qua nhiều giai đoạn phát triển. Từ những năm 1970, các nghiên cứu đầu tiên về việc lưu trữ CO2 trong các tầng địa chất đã được thực hiện. Ngày nay, công nghệ này đã được cải tiến đáng kể với nhiều phương pháp mới.

1.2. Tầm quan trọng của công nghệ carbon dioxide trong bảo vệ môi trường

Công nghệ lưu trữ và sử dụng carbon dioxide đóng vai trò quan trọng trong việc giảm thiểu khí nhà kính. Nó không chỉ giúp giảm lượng CO2 trong khí quyển mà còn tạo ra các sản phẩm có giá trị từ CO2, góp phần vào nền kinh tế xanh.

II. Thách thức trong việc áp dụng công nghệ lưu trữ carbon dioxide

Mặc dù công nghệ lưu trữ carbon dioxide mang lại nhiều lợi ích, nhưng vẫn tồn tại nhiều thách thức cần phải vượt qua. Các vấn đề như chi phí cao, thiếu cơ sở hạ tầng và sự chấp nhận của cộng đồng là những yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến việc triển khai công nghệ này.

2.1. Chi phí và đầu tư cho công nghệ lưu trữ carbon

Chi phí đầu tư cho các dự án lưu trữ carbon dioxide thường rất cao. Điều này đòi hỏi sự hỗ trợ từ chính phủ và các tổ chức quốc tế để thúc đẩy nghiên cứu và phát triển công nghệ.

2.2. Sự chấp nhận của cộng đồng đối với công nghệ carbon

Sự chấp nhận của cộng đồng là một yếu tố quan trọng trong việc triển khai công nghệ lưu trữ carbon dioxide. Các chiến dịch truyền thông và giáo dục cần được thực hiện để nâng cao nhận thức về lợi ích của công nghệ này.

III. Phương pháp chính trong công nghệ lưu trữ carbon dioxide

Có nhiều phương pháp khác nhau để lưu trữ carbon dioxide, bao gồm lưu trữ địa chất, lưu trữ trong các sản phẩm hữu cơ và sử dụng CO2 trong các quy trình công nghiệp. Mỗi phương pháp đều có ưu điểm và nhược điểm riêng.

3.1. Lưu trữ địa chất carbon dioxide

Lưu trữ địa chất là phương pháp phổ biến nhất, trong đó CO2 được bơm vào các tầng địa chất sâu. Phương pháp này đã được áp dụng thành công tại nhiều địa điểm trên thế giới.

3.2. Sử dụng carbon dioxide trong sản xuất

Sử dụng carbon dioxide trong sản xuất hóa chất và nhiên liệu là một phương pháp tiềm năng. Nó không chỉ giúp giảm lượng CO2 trong khí quyển mà còn tạo ra các sản phẩm có giá trị.

IV. Ứng dụng thực tiễn của công nghệ lưu trữ carbon dioxide

Công nghệ lưu trữ và sử dụng carbon dioxide đã được áp dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau, từ sản xuất năng lượng đến nông nghiệp. Những ứng dụng này không chỉ giúp giảm thiểu khí thải mà còn tạo ra giá trị kinh tế.

4.1. Ứng dụng trong ngành năng lượng

Trong ngành năng lượng, công nghệ lưu trữ carbon dioxide giúp giảm lượng khí thải từ các nhà máy điện. Nhiều nhà máy đã áp dụng công nghệ này để cải thiện hiệu suất và giảm tác động môi trường.

4.2. Ứng dụng trong nông nghiệp

Công nghệ lưu trữ carbon dioxide cũng có thể được áp dụng trong nông nghiệp, giúp tăng cường sự phát triển của cây trồng và cải thiện năng suất.

V. Kết luận và tương lai của công nghệ lưu trữ carbon dioxide

Công nghệ lưu trữ và sử dụng carbon dioxide có tiềm năng lớn trong việc giảm thiểu khí nhà kính và bảo vệ môi trường. Tuy nhiên, để đạt được hiệu quả tối ưu, cần có sự hợp tác giữa các bên liên quan và đầu tư vào nghiên cứu và phát triển.

5.1. Tương lai của công nghệ carbon dioxide

Tương lai của công nghệ lưu trữ carbon dioxide phụ thuộc vào sự phát triển của các công nghệ mới và sự chấp nhận của cộng đồng. Các nghiên cứu tiếp theo sẽ giúp cải thiện hiệu suất và giảm chi phí.

5.2. Vai trò của chính phủ trong việc thúc đẩy công nghệ

Chính phủ cần đóng vai trò quan trọng trong việc hỗ trợ nghiên cứu và phát triển công nghệ lưu trữ carbon dioxide thông qua các chính sách và chương trình khuyến khích.