研究方向

Research Direction

研究方向

二氧化碳捕集利用与封存方向
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二氧化碳捕集利用与封存方向
Direction of carbon dioxide capture, utilization and storage

研究方向

Research direction

通过材料开发、流程模拟、工艺设计、小试验证、中试工艺放大等手段，研发新型低成本、低能耗CO₂捕集技术，构建CO₂矿物利用及矿化封存技术和实现路径，开发CO₂地质利用与封存及高性能数值模拟平台，形成全过程CO₂地质封存安全监测体系，最终完成百万吨CCUS示范工程所需的技术研发及相关技术储备。

新型电能驱动CO₂捕集技术

化学吸收法CO₂捕集技术因其捕集效率高、工艺成熟、适用性广等优点，被认为是最具大规模CO₂捕集潜力的技术路线之一，但高能耗和高成本阻碍了此技术的产业化进程。本项目针对常规CO₂捕集系统中低品位反应热、潜热和显热无法利用的技术问题，通过材料开发、流程模拟、工艺设计、小试验证、中试工艺放大等手段，开展冷热一体化热力学系统耦合的新型低能耗CO₂捕集技术研究，实现CO₂捕集化学过程和热过程的耦合联用，目标是设计开发出行业领先的新一代电能驱动CO₂捕集技术。

CO₂矿物利用、矿化封存技术及其实现路径

煤炭生产使用过程中产生的碱性固废具有极大的CO₂矿化潜力，矿化过程还能够固定重金属等有害物质，降低固废的环境风险和处理成本。本项目拟通过协同优化生物-地球化学-物理条件，实现、维持更高的矿化速率，从而增加固废CO₂矿化和环境效益。同时，通过优化工业反应器及工艺，加速粉煤灰等固废的CO₂矿化效率，并生产高附加值的产品（如高纯纳米CaCO₃）。

高性能CO₂地质封存数值模拟平台

研发油气藏注CO₂地质封存数值模拟平台，模拟储-盖层全地层渗流-力学-温度-化学反应多场耦合过程，精确计算不同区域类型CO₂地质封存储量，综合评价分析地质封存技术经济性，指导矿场CO₂地质封存经济、安全实施。

全过程CO₂地质封存安全监测体系

CO₂地质封存过程中存在盖层压裂、CO₂泄漏、诱发地震等一系列安全隐患，目前仍然缺乏健全的CO₂封存安全监控体系。本项目以鄂尔多斯CO₂地质封存为实际应用场景，结合地质勘探/地球物理数据反演分析、人工智能和高性能数值计算，发展储层-盖层-裂缝三维成像分析方法、CO₂浓度实时监测方法以及断层激活/盖层压裂预警技术，形成全过程CO₂地质封存安全监测体系，为CO₂地质封存项目的安全稳定性评估、优化设计和风险管控提供科学依据。

研究团队

Research Team

李根生

中国工程院院士

北京大学鄂尔多斯能源研究院副院长、首席科学家、二氧化碳捕集利用与封存研究方向负责人

北京大学博雅讲席教授

中国石油大学(北京)教授

章凯强

北京大学能源研究院研究员

北京大学碳中和研究院双聘研究员

国家高层次海外人才引进项目获得者

北京大学博雅青年学者

李康康

北京大学工学院研究员

北京大学碳中和研究院双聘研究员

邓航

北京大学工学院研究员

北京大学碳中和研究院双聘研究员

国家高层次海外人才引进项目获得者

北京大学博雅青年学者

吴辉

北京大学地球与空间科学学院研究员

国家高层次海外人才引进项目获得者

北京大学博雅青年学者