面向地质封存及其泄漏风险评价的CO_(2)物联网在线监测

作     者：马建华 刘金锋 周永章 郑益军 陆可飞 林星雨 王汉雨 张灿 MA Jianhua;LIU Jinfeng;ZHOU Yongzhang;ZHENG Yijun;LU Kefei;LIN Xingyu;WANG Hanyu;ZHANG Can

作者机构：中山大学地球环境与地球资源研究中心广东珠海519000 中山大学地球科学与工程学院广东珠海519000 广东省地质过程与矿产资源探查重点实验室广东珠海519000 中国科学院广州地球化学研究所广东广州510640 

基　　金：国家重点研发计划项目(2022YFF0801201) 国家自然科学基金联合基金重点支持项目(U1911202) 广东省重点研发计划项目(2020B1111370001) 

出 版 物：《地学前缘》 (Earth Science Frontiers)

年 卷 期：2024年第31卷第4期

页      码：139-146页

摘      要：CO_(2)地质封存可以在控制CO_(2)排放的同时兼顾社会经济发展,已成为实现双碳战略目标必不可少的技术途径。然而,在CO_(2)地质封存过程中,由于封存的CO_(2)存在向封存区外泄漏或渗漏的风险,这可能对环境以及周围生物造成严重影响。因此,CO_(2)地质封存的安全性和有效性风险需要得到持续的监测,对于潜在泄漏的监测与识别是碳封存系统安全保障的关键环节。物联网在线监测技术具有的大范围、连续监测和智能分析等特征,较好地契合了地质封存场地的监测需求,但目前还没有在封存监测领域进行大规模应用。为了建立面向地质封存场地的物联网在线监测系统,首先介绍了传感器选择和传感器节点部署的依据,并提出了底层传感技术的设计思路,展示了已完成的碳排放在线监测系统。在传感器选择方面,采用红外CO_(2)传感器为主、激光CO_(2)传感器为辅、FT-IR巡逻监测的设计思路。在传感器节点部署方面,采用随机部署与固定部署结合,可移动部署实时优化的设计思路。在网络拓扑结构设计方面,在高泄漏风险的重点区域采用簇状拓扑和网状拓扑混合的方式,在边缘区域则采用星状拓扑、树状拓扑结构与主体区域相连的设计思路。未来伴随着传感器批量化和微型化生产的不断推进,传感器节点的分布组网将逐渐形成规模,物联网在线监测技术将在CO_(2)地质封存场地的监测领域发挥更为重要的作用。

主 题 词：CO_(2)地质封存 在线监测 大数据 物联网 泄漏风险评价 

学科分类：083001[083001] 0830[工学-生物工程类] 0709[理学-地质学] 070901[070901] 07[理学] 08[工学] 0818[工学-交通运输类] 

核心收录：

D　O　I：10.13745/j.esf.sf.2024.5.15

馆 藏 号：203128457...