【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及能源利用领域，尤其涉及一种能源盆地风光热氢储碳储能一体化综合利用方法及系统。
技术介绍
1、光电及风电近年来发展迅速，然而受日照、风力强度不均匀和波动性强的影响，难以实现稳定供电并且弃电常态化现象严重；钢铁、石化、建材等工业生产线中产生大量余热，然而工业余热没有有效回收利用用于发电或者供暖；地下中深部储层存在大量地热能，然而中深部地热能开发效率低；地下储层碳封存潜力受限于储层岩石破裂压力，碳封存潜力有限；在风能和太阳能充足的地方可能存在水资源匮乏，制氢储氢成本高。
技术实现思路
1、本专利技术主要目的在于提供一种可以实现风电、光电、地热、储能、氢能、ccus多能互补的能源盆地风光热氢储碳储能一体化综合利用系统。
2、本专利技术所采用的技术方案是：
3、提供一种能源盆地风光热氢储碳储能一体化综合利用方法，包括以下步骤：
4、白天将太阳能、风能以及工业余热能量以热能的方式换热传递给水形成高温水；或者传递给二氧化碳形成60℃-600℃的高温二氧化碳；或者传递给二氧化碳后在地表将高温二氧化碳溶于水形成碳酸水；
5、将水，或者将经过加压之后达到超临界状态的二氧化碳，或者碳酸水注入能源盆地的地下储层；地下储层厚度不小于50m，平均渗透率不小于500md；且地下储层的上部有超过20m的盖层，该盖层用于阻止二氧化碳继续向上运移；盖层的平均渗透率不超过0.001md；其中二氧化碳注入压力不超过地下储层初始压力的1.3倍；地下储层的初始压力
6、夜晚将地下储层的高温水或者二氧化碳采收后，进行供暖或者进行发电。部分注入的二氧化碳会滞留在地下储层实现二氧化碳封存。采出的水经过处理后进行电解水制氢。
7、接上述技术方案，二氧化碳预先提纯、压缩并储存在储集灌中。
8、接上述技术方案，该地下储层为油气藏、咸水层、玄武岩或者地热储层。
9、接上述技术方案，该方法还包括步骤：将制取的氢气再注入能源盆地的地下储层进行储氢采氢。
10、接上述技术方案，盖层的类型包括页岩、膏岩、泥岩、粉砂岩或者花岗岩。
11、接上述技术方案，在二氧化碳储热采热的过程中，形成的地下高温区域范围不超过半径200m的方圆面积。
12、接上述技术方案，在利用高温二氧化碳作为工质流体储热采热过程中，部分二氧化碳会滞留在地下储层实现二氧化碳封存。二氧化碳注入地下储层引起的温度压力变化导致的地下储层应力应变会改善二氧化碳的渗流以提高二氧化碳的储热采热效率。二氧化碳注入地下储层与地层水的化学反应改变二氧化碳的分布以提高地下储层二氧化碳的封存量。
13、接上述技术方案，在利用碳酸水作为工质流体注入过程中，二氧化碳溶解于地层水中并与地层水发生化学反应形成矿物质实现二氧化碳封存，采出的高温水实现储热采热。
14、本专利技术还提供一种能源盆地风光热氢储碳储能一体化综合利用系统，包括：
15、太阳能单元，用于将太阳能转化为热能；
16、风能单元，用于将风能转化为热能；
17、工业余热单元，用于收集工业余热；
18、二氧化碳储集罐，用于存储预先提纯、压缩的二氧化碳；
19、水储集罐，用于存储水；
20、注储采系统，用于将太阳能、风能以及工业余热能量以热能的方式换热传递给水以形成高温水；或者传递给二氧化碳，形成60℃-600℃的高温二氧化碳；或者传递给二氧化碳后在地表将高温二氧化碳溶于水形成碳酸水；并用于在夜晚采收地下储层的高温水或者二氧化碳；
21、地下储层，用于存储水，或者存储将经过加压之后达到超临界状态的二氧化碳，或者存储碳酸水；该地下储层厚度不小于50m，平均渗透率不小于500md；且地下储层的上部有超过20m的盖层，该盖层用于阻止二氧化碳继续向上运移；盖层的平均渗透率不超过0.001md；其中二氧化碳注入压力不超过地下储层初始压力的1.3倍；地下储层的初始压力大于7.38mpa，初始温度大于31℃；地下储层的地下水总矿化度在3.0-50.0g/l之间；
22、发电装置，用于对采收的水或者二氧化碳的能量进行发电；
23、制氢装置，用于对采收的水处理后进行电解水制氢；
24、供暖装置，用于对采收的水或者二氧化碳的能量进行供暖。
25、接上述技术方案，地下储层为均质储层或者非均质储层。
26、接上述技术方案，注储采系统包括单井模式，该井白天为注入井，晚间为采出井；或者多井模式，白天仅注入井操作运行，晚间仅生产井操作运行。
27、本专利技术产生的有益效果是：本专利技术将太阳能、风能和工业余热多余的能量用于加热水或者二氧化碳，可以作为热能储存到地下，在需要的时候将储存的热能开采出来并用于发电、供暖；其中高温的水和二氧化碳注入地下储层有助于改善地下储层地热的开发；二氧化碳注入采出过程中部分二氧化碳滞留地下储层实现二氧化碳封存的同时产出地层水可用于制氢，地层水的产出有助于降低储层压力进而提高二氧化碳封存潜力；可以在能源盆地同时实现风电、光电、地热、储能、氢能、ccus一体化协同开发；还可以实现风电、光电、地热、储能、氢能、ccus多能互补。
28、进一步地，利用二氧化碳作为工质流体的储热采热效率高于利用水作为工质流体储热采热效率，并且部分二氧化碳会滞留在地下储层实现二氧化碳封存。利用水或者二氧化碳的储热采热效率均可达90％以上。然而利用水作为工质流体储存的热能要高于利用二氧化碳作为工质流体储存的热能。
29、进一步地，利用水或者二氧化碳作为工质流体在地下储层储热采热的间隔时间越久，二氧化碳的储热采热效率越低。
30、进一步地，当二氧化碳注入温度的升高会导致二氧化碳密度和粘度的降低，高温的二氧化碳更容易流动采出，从而提高二氧化碳的储热采热效率。
31、进一步地，当地下储层非均质性越强，地下储层不同孔隙之间渗透率差别越大，注入井周围二氧化碳分布越不均匀，二氧化碳会更容易在高渗透率优势通道注入并采出，从而影响二氧化碳在地下储层的分布。储层非均质强有利于提高二氧化碳的储热采热效率。当储层渗透率大于500md，二氧化碳的储热采热效率受地下储层非均质性影响较小。
32、进一步地，当地下储层渗透率降低，高温的二氧化碳更难以注入并且难以采出，二氧化碳的储热采热效率会随着地下储层渗透率的降低而降低。
33、进一步地，当地下储层初始温度升高，由于注入的高温二氧化碳会及时采出，当二氧化碳注入温度大于300℃，二氧化碳的储热采热效率并不受地下储层初始温度的影响。
34、进一步地，本专利技术在利用高温二氧化碳作为工质流体储热采热过程中，二氧化碳注入地下储层引起的温度压力变化导致的地下储层应力应变会改善二氧化碳的渗流以提高二氧化碳的储热采热效率。二氧化碳注入本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种能源盆地风光热氢储碳储能一体化综合利用方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的能源盆地风光热氢储碳储能一体化综合利用方法，其特征在于，二氧化碳预先提纯、压缩并储存在储集罐中。
3.根据权利要求1所述的能源盆地风光热氢储碳储能一体化综合利用方法，其特征在于，该地下储层为油气藏、咸水层、玄武岩或者地热储层。
4.根据权利要求1所述的能源盆地风光热氢储碳储能一体化综合利用方法，其特征在于，该方法还包括步骤：将制取的氢气再注入能源盆地的地下储层实现储氢用于后续开采。
5.根据权利要求1所述的能源盆地风光热氢储碳储能一体化综合利用方法，其特征在于，盖层的类型包括页岩、膏岩、泥岩、粉砂岩或者花岗岩。
6.根据权利要求1所述的能源盆地风光热氢储碳储能一体化综合利用方法，其特征在于，在二氧化碳储热采热的过程中，形成的地下高温区域范围不超过半径200m的方圆面积。
7.根据权利要求1所述的能源盆地风光热氢储碳储能一体化综合利用方法，其特征在于，在利用高温二氧化碳作为工质流体储热采热过程中，部分二氧化碳
8.根据权利要求1所述的能源盆地风光热氢储碳储能一体化综合利用方法，其特征在于，在利用碳酸水作为工质流体注入过程中，二氧化碳溶解于地层水中并与地层水发生化学反应形成矿物质实现二氧化碳封存，采出的高温水实现储热采热。
9.一种能源盆地风光热氢储碳储能一体化综合利用系统，其特征在于，包括：
10.根据权利要求1所述的能源盆地风光热氢储碳储能一体化综合利用系统，其特征在于，注储采系统包括单井模式，该单井白天为注入井，晚间为采出井，或者注储采系统包括多井模式，白天仅注入井操作运行，晚间仅生产井操作运行。
...【技术特征摘要】
1.一种能源盆地风光热氢储碳储能一体化综合利用方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的能源盆地风光热氢储碳储能一体化综合利用方法，其特征在于，二氧化碳预先提纯、压缩并储存在储集罐中。
3.根据权利要求1所述的能源盆地风光热氢储碳储能一体化综合利用方法，其特征在于，该地下储层为油气藏、咸水层、玄武岩或者地热储层。
4.根据权利要求1所述的能源盆地风光热氢储碳储能一体化综合利用方法，其特征在于，该方法还包括步骤：将制取的氢气再注入能源盆地的地下储层实现储氢用于后续开采。
5.根据权利要求1所述的能源盆地风光热氢储碳储能一体化综合利用方法，其特征在于，盖层的类型包括页岩、膏岩、泥岩、粉砂岩或者花岗岩。
6.根据权利要求1所述的能源盆地风光热氢储碳储能一体化综合利用方法，其特征在于，在二氧化碳储热采热的过程中，形成的地下高温区域范围不超过半径200m的方圆面积。
7.根据权利要求1所述的能源...
【专利技术属性】
技术研发人员：张凯，蒋恕，李航宇，户昶昊，廖晋，林中阔，郑华安，陈掌星，刘汉中，谢丛姣，汪虎，
申请(专利权)人：中国地质大学武汉，
类型：发明
国别省市：
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