Công Nghệ Lưu Trữ và Sử Dụng Carbon Dioxide

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

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.

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