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DOI:10.13225/j.cnki.jccs.2023.1043 淮南煤田各类型地质体CCS源汇潜力评估及其匹配性研究 方辉煌，桑树勋”，张平松，刘世奇，王章飞，郭金冉，陈锐！
源研究院江苏省绽基CO指集与地质存储重点实验室，江苏徐州221116)（1.安徽理工大学地球与环境学院，安徽淮南232001：2合肥国家综合科学中心能源研究所，安徽合肥230000：3.中国矿业大学低碳能 摘要：开展淮南煤田各类型地质体CCUS源汇潜力评估及其匹配性研究，对子CO-ECBM技 术工程化推广意义深选。
本次研究，以淮南煤田各类型地质体（深部不可采煤层、残留煤体、 采空区）为研究对象，首先，探讨了各类型地质体CO2地质封存潜力评估方法：其次，分析 了各类型地质体CO地质封存潜力：然后，基于成本最低目标函数及改进节约里程法，开展 了CO地质封存源汇匹配研究，并优化了其管网设计：最后，基于三步走思路，提出了CCS 源汇管网规划设计思路的系统建议。
研究结果表明：燃煤电厂年均CO排放量为0.588亿吨， 深部不可采煤层、残留煤体及采空区内CO地质封存总潜力分别为7.62亿吨、0.0517亿吨、 0.8246亿吨，可分别封存CO12.97年、0.088年及1.40年：10年周期内，深部不可采煤层可 封存CO5.876亿吨，累计规划管道217.0960千米，需要资金373亿美元：1.45年周期内，生 产矿井及关闭矿井可封存CO20.852亿吨，累计规划管道464.5161千术，需要资金73.6亿美 元：基于改进节约里程法，CCS源汇匹配各地质封存汇点累计节约里程266.6127千术，累计 节约成本11.21亿美元，分别占管道运输总里程、总成本的57.40%、79.95%：基于三步走思 路，可分阶段、分区域实现淮南煤田各CO排放源及CO2封存汇的全线贯通，可实现CO的 全部运输及地质封存。
研究结果可为中国煤炭基地CO封存潜力评价提供参考，为CCUS集 群部署奠定基础，并可助推国家“双碳”战略目标的实现。
关键词：碳捕集、利用与封存（CCUS）：源汇匹配模型：CO地质封存：节约里程法：深部 不可采煤层：淮南煤田 Evaluation andmatching of CCSsource and sink potential of various geologic bodies inHuainan Coalfield N *uu ON SZ DNVA uS IT SuosSu DNVHZ uxs DNVS 'SenH N hensve National Science Cem, Hfei 23o00, Cn; 3. Key Lartr ef Cof-bsnd CO, Cape l Gelgicl Soage, Jng Prsie, Lse Carfot(1. Sch Earth a Enr Ai iy Scenc d Tel. Hi An 3200, Ch; 2. Iie of E He Ce Energy Instinre, Chone Usvrsit ef Mining anf Techoology Xazou 221116.) Abstract: The evaluation and matching of CCUS source and sink potential of various geological bodies in Huai- nan coalfield is of great significance to the engineering popularization of CO-ECBM technology. In this study, various types of geological bodies, such as deep unworkable coal seam, residual coal body and goaf area, in Huainan coalfield were taken as the research object. Firstly. the evaluation methods of CO: geologic storage po- tential of various geologic bodies were discussed. econdly, the CO storage potential of various geologic bodies was analyzed. Then, based on the lowest cost objcctive function and improved mileage saving method, the source and sink matching research of COz geological storage was carried out, and the pipe network design was optimized. Finally, based on the three-step thinking, the design idca of CCS source and sink network planning was proposed. The results show that the total annual CO emissions of coal-fired power plants are 58.8 million tons. The total CO geological storage potential in deep non-mining coal seam, residual coal and goaf area is 762 million tons,
责任编辑：韩窖平 基金项日：安徽省自然科学基金项日（No.2308085Y30）：安微省重点研究与开发计划基础领域项日（No.202304020001）：安徽省高等学校自然科学 研究项日（No.2023AH040154)。
作者籍介（通讯作者）：方辉煌(1990一1男，安徽款县，副教授，博士研究生。
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5.17 million tons and 82.46 million tons, respectively, which can store CO for 12.97 years, 0.088 years and 1.40 years, respectively. Within the 10-year cycle, the deep unworkable coal seam can store 587.6 million tons of CO2, and the cumulative planned pipeline is 217.0960 km with requiring a cumulative capital of 3.73x1010 s. Within the 1.45-year cycle, production mines and closed mines can store 85.2 million tons of CO2, and the cumulative planned pipeline is 464.5161km with requiring a cumulative capital of 7.36x10? $. Based on the improved mile- age saving method, CCS source and sink matching each geological storage junction saved 266.6127 km and 1.121×10? S, accounting for 57.40% and 79.95% of the total mileage and total cost of pipeline transportation, re- spectively. Based on the three-step approach, the whole line of CO emission sources and CO storage sinks in Huainan coal field can be pleted by stages and regions, and all CO transportation and geological storage can be realized. The research results can provide reference for the evaluation of CO sequestration potential of China's coal bases, lay a foundation for the deployment of CCUS clusters, and promote the realization of the national du- al-carbon strategy. Key words: Carbon capture, utilization and storage (CCUS): source-sink matching model; CO geological storage; mileage saving method; deep unworkable coal seam; Huainan coal field 中图分类号：X701：X752 碳捕集、利用与封存（Carbon Capture，Uti-地质封存载体19-10。
然而，生产/关闭矿井内残留 lization and Storage，简称 CCUS）是指将 CO2从煤体、采空区CO封存仍处于探索阶段，对其CO 工业过程、能源利用或大气中分离出来，直接加封存潜力、源汇管网优化的研究相对较为薄弱。
以利用或注入地层，从而实现CO永久减排！
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因此，有必要建立基于中国煤炭基地地质背景特 破解大气中温室气体减排、高排放行业低碳转型点的CO封存潜力评估方法、源汇管网优化方法。
升级、油气资源高效开采等困境，CCUS技术均本次研究，以淮南煤田各类型地质体（深部 具有促进、革新作用，从而使其在能源、环境不可采煤层、残留煤体、采空区）为研究对象， 等领域具有广阔的应用前景，并可助推中国“双首先，探讨了各类型地质体CO地质封存潜力评 碳"战略目标的实现。
估方法：其次，分析了各类型地质体CO地质封 作为CCUS技术的核心环节，CO地质封存存潜力：然后，基于成本最低目标函数及改进节 是未来实现大规模脱碳的有效途径4，沉积盆地约里程法，开展了CO地质封存源汇匹配研究， 则是实现CO地质封存的有效场所。
科学评价沉并优化了其管网设计：最后，基于三步走思路， 积盆地内各类型地质载体CO地质封存潜力，并对两淮煤田内CCS源汇管网规划的设计思路提出 实现其源汇匹配、管网优化等研究，是CCUS技了系统建议。
研究结果可为中国煤炭基地的CO 术集群部署项目选址的基础3.5。
中国沉积盆地封存潜力评价提供参考，并为CCUS集群部署奠 CO地质封存潜力巨大，且封存形式多样，但目定基础。
前国内尚未建立统一的CO封存潜力评估方法，1地质背景与分析方法 沉积盆地内CO封存潜力评估差异较大。
中国煤炭基地作为沉积盆地内重要的能源地1.1研究区地质背景 质载体，煤炭资源燃烧后的CO排放量是中国最基于区域构造分析，淮南煤田位于华北板块 大的碳排放源。
中国煤炭基地碳排放源集中，南缘：东西方向上，煤田边界位于口孜集-南照 且CO排放源与CO封存汇高度重叠，可为CCUS集断层与新城口-长...
