报告正文
CO₂ 封存潜力怎么算?算出来的数为什么总要缩水
聊 CCUS 时总能看到一句话:某盆地"理论封存潜力上千亿吨"。听着热血,可细想就犯嘀咕——地下又不是个空油罐,这上千亿吨到底是怎么估出来的?更奇怪的是,同一个地方,换个算法数字能差出好几倍。今天就把这本"地下账"摊开算一算——封存潜力到底怎么估,以及那个漂亮的理论数字,为什么一路都在缩水。
一句话先说清楚
估封存潜力,最常用的是"容积法":先算出地下有多少可用的孔隙空间,再折算成能塞进多少吨 CO₂。 说白了就跟估一间仓库能囤多少货一个思路——先量出仓库有多大,再看货码得多密。只不过这仓库在几千米深的地下,看不见摸不着,每一项都得靠勘探数据一点点抠出来。
容积法:把地下空间一层层"折"出来
先算空间。储层不是一个空腔,而是一整块布满微孔的岩石。所以可用空间=储层面积 × 厚度 × 孔隙度——面积乘厚度是这块岩石的总体积,再乘上孔隙度(岩石里真正是空隙、能装东西的那点比例),得到的才是真正能容纳流体的孔隙体积。岩石看着密实,孔隙度往往只有百分之几到百分之十几,第一刀就先砍掉了大半。
有了孔隙体积,还得换算成"多少吨"。这就要乘上 CO₂ 密度——注意,地下深处高温高压,CO₂ 是被压成了又稠又重的超临界态,密度远比地面上那口气大得多,正是这份"压得实",才让有限的孔隙能装下可观的重量。体积乘密度,才终于得到一个以"吨"计的数。

真正关键的一刀:那个很小的"效率因子"
如果只算到这儿,得到的是理论上限——假设孔隙百分之百被 CO₂ 占满。可现实里根本做不到:CO₂ 注进去会浮、会绕着走、会被地层水占着地方,真正能被它有效占据的孔隙,只是一小部分。
于是公式里还得再乘一个储存系数(也叫效率因子 E)——它代表"总孔隙里,最终真能被 CO₂ 有效占用的那个比例"。这个 E 很小。 对分布最广的深部咸水层,DOE-NETL 给出的效率因子多在百分之几这个量级(不同岩性从不到 1% 到几个百分点不等)。换句话说,前面辛辛苦苦算出的孔隙体积,最后要再打一个狠折——理论潜力乘上这个小小的 E,才是真正靠谱的有效潜力,两者能差出一两个数量级。 这一步的方向绝不能反:E 永远小于 1,它只会让数字缩水,绝不会放大。那些"上千亿吨"若不写明是哪一档,多半是没打折的理论值。
资源金字塔:数字为什么越往上越小
正因为一个"潜力"有好几副面孔,业内(DOE 与 CSLF 的方法学)干脆把它画成一座资源金字塔,自下而上四层,越往上越实、也越小:
最底下是理论潜力——地质系统物理上的天花板,假设孔隙全被占满,最大但最不现实;往上一层是有效潜力,砍掉那些够不着、盖层不合格、地质条件不达标的部分(效率因子干的就是这一刀);再往上是可行(实用)潜力,还要再减去技术、法规、经济、基础设施这些现实壁垒卡掉的量,对应能源矿业里"储量"的概念;金字塔尖是匹配潜力,得把具体的排放源和封存场地一对一配上、管道输得过去、注得进去,才算数。
一句话:从塔底到塔尖,是从"地下理论能装多少"一步步逼近"这里实际能封多少"。每往上一层都在做减法,所以但凡有人报一个封存潜力数字,先问一句"这是金字塔哪一层",比数字本身更重要——而怎么把每一层算准、把效率因子取合理,恰恰是一整套专业的评价方法学,文末有份研究可以领。
说到底
CO₂ 封存潜力不是拍脑袋的大数,而是一道层层做减法的账:容积法先用面积 × 厚度 × 孔隙度算出孔隙体积,乘 CO₂ 密度折成吨数,再乘一个很小的效率因子,把理论上限压回到有效潜力,最后沿着理论—有效—可行—匹配这座金字塔一路收窄。看懂了这套逻辑,再看到"某某盆地能封多少亿吨",你就会先想到那个关键的问题:这,是缩过水的数吗?
想把 CCUS 从捕集到封存这条线——从封存潜力评价、场址筛选到工程落地系统看明白? 我们做了份《CCUS技术体系与CO₂地质封存工程研究》——公众号后台回复「双碳」,拿去看。