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安全与环境工程2025年第04期:超临界二氧化碳增强型地热系统研究综述

来源:期刊VIP网 时间:


作者:秦佐己;金轶斌;胡俊杰;王全荣;丁雁;

单位:中国地质大学(武汉)工程学院;中国地质大学(武汉)环境学院;中国地质大学(武汉)新能源学院;

摘要:随着全球气候变化和能源转型的加速推进,超临界二氧化碳增强型地热系统(carbon dioxide enhanced geothermal system,CO_2-EGS)因其兼具高效热能提取与碳地质封存的双重优势,成为地热开发领域的研究热点。系统回顾了CO_2-EGS技术的发展历程,重点分析了其在储热特性、储层稳定性和经济性方面的研究进展。与传统水基增强型地热系统相比,CO_2作为工作流体表现出低黏度、高流动性和优异的热传导性能,不仅提升了储层的热提取效率,还有效降低了储层损伤和设备腐蚀风险。对当前研究的梳理表明,尽管当前技术仍面临系统储热性能提升、储层稳定性和实际工程应用成本控制的挑战,但通过深入研究储热效率优化、储层响应机制、经济性评估及设计改进,CO_2-EGS有望在全球能源转型和碳中和目标的实现中发挥重要作用。CO_2-EGS在复杂地质条件下的裂隙网络优化设计、长期注采过程中储层性能的动态演化,以及多能互补技术的集成应用是未来发展的关键方向。

关键词:超临界CO_2;;增强型地热系统(EGS);;储热性能优化;;储层稳定性;;经济性分析

基金资助:国家自然科学基金项目(52406161、42222704、U24A20596);; 中国地质大学(武汉)“地大学者”人才岗位科研启动经费资助项目(2020088);; 中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(CUG240616);; 地热资源勘查与开发利用山西省重点实验室开放课题基金项目(SX202203);; 广东省基础与应用基础研究基金项目(2023A1515110438)