滇西户撒盆地新近系褐煤微量元素地球化学特征

为探讨滇西户撒盆地新近系褐煤的微量元素地球化学特征及指示意义,采集了5口验证钻孔内15层褐煤的新鲜样品,利用ICP-MS对微量元素含量进行测试。结果表明,与中国煤微量元素背景值进行比较,户撒盆地褐煤Rb、Cs、Th富集,Be、Sc、Cr、Cu、Ga、In、W、Pb、U稍富集。户撒褐煤富集的潜在有害微量元素有Be(5.32mg/kg)、Cr(39.8mg/kg)、Cu(39.7 mg/kg)、Pb(32.8 mg/kg)、Th(39.3 mg/kg)和U(7.39 mg/kg)。褐煤的REE总量为196.03~550.42 mg/kg,平均为306.71 mg/kg,远高于中国煤的REE总量均值(136 mg/kg),表现出LREE明显富集,HREE相对亏损特征。δCe值负异常与微量元素比值特征均表明户撒泥炭的沉积期主要为酸性还原环境。δE负异常与球粒陨石标准化分配模式表明户撒新近系褐煤稀土元素与盆缘酸性花岗岩的陆源供给有关。     

中国煤中的锗和镓

煤中的锗和镓是可利用伴生元素。我国多数煤中锗的含量处于0.5～10mg/kg之间,平均4mg/kg;煤中镓的含量处于1～20mg/kg之间,平均9mg/kg。我国云南临沧盆地发现有特大型锗矿床,锗赋存在第三纪褐煤中,含量达3000mg/kg以上,呈有机质吸附态和粘土矿物吸附态为主要赋存方式。     

中国铁路运输33年来的温室气体排放

铁路是我国重要的交通运输方式,但我国至今尚无铁路运输行业温室气体排放量的报道.文章基于我国铁路部门逐年统计数据,计算了 1975～2007年我国铁路机车的温室气体排放量,分析了我国铁路机车温室气体排放强度及其变化特点.结果表明,我国铁路机车温室气体(CO2和N2O)总排放量逐年降低,由1975年的4278×104t CO2当量降至2007年的3844×104t CO2当量,总降幅达10%,年均减排14×104t CO2当量.其中,CO2年排放量整体呈下降趋势,由1975年的4246×104t降至2007年的3645×104t,总降幅达14%,年均减排18.8×104t; N2O年排放量快速增长,由1975年的1088t增至2007年的6681t,年均增加175t,达16%.由于我国铁路蒸汽机车承担的牵引工作量越来越少,其温室气体年排放量逐年降低,1975～2001年年均减少155×104t CO2当量,降幅达3.7%.2002年以后,蒸汽机车基本上从运输领域中被全部淘汰,无温室气体排放.1975～2007年内燃机车和电力机车的排放比重越来越大,其温室气体年排放量逐年上升,内燃机车年均增加54×104t CO2当量,电力机车间接排放量年均增长62×104t CO2当量.温室气体排放强度呈现明显降低趋势,其值由1975年的8.23kg降至2007年的1.34kg CO2当量/百换算吨公里,降幅达84%,年均降低0.22kg CO2当量/百换算吨公里.其中,内燃机车、电力机车和蒸汽机车的温室气体平均排放强度分别为1.51kg,1.68kg和8.74kg CO2当量/百换算吨公里.大规模淘汰排放强度大的蒸汽机车,同时大量运用排放强度低的内燃机车和电力机车,使得我国铁路机车的温室气体排放量和排放强度不断降低,这为减少我国铁路运输行业的温室气体排放作出了重要贡献.另外,我国铁路机车温室气体排放量占全国化石燃料燃烧的温室气体排放总量的比重很小,因此可以说铁路运输是我国交通运输领域中理想的节能减排运输方式.     

云南省临沧市勐托新近系褐煤的微量元素地球化学特征

为研究云南临沧勐托新近系褐煤的微量元素地球化学特征,共采集了11个褐煤样品,采用ICP MS和ICP CCT MS(As和Se)对煤中微量元素进行了测试。结果表明：与中国煤相比,勐托褐煤中Rb(96.1 mg/kg)、Sb(15.3 mg/kg)和Cs(25.9 mg/kg)显著富集,W(10.6 mg/kg)和U(20.2 mg/kg)富集,Be(7.84 mg/kg)、Ga(16.1 mg/kg)、As(11.6 mg/kg)、Cd(0.67 mg/kg)、Sn(6.66 mg/kg)、Pb(34.6 mg/kg)、Bi(3.86 mg/kg)和Th(28.2 mg/kg)稍富集,微量元素组成与大寨富锗煤不同,与酸性花岗岩物源供应有关。勐托褐煤中REY含量范围为121~420 mg/kg,平均251 mg/kg,均较大寨富锗褐煤高,且以Ce显著正异常和Eu显著负异常为特征,明显区别于大寨褐煤,Eu负异常和上陆壳标准化的REY分配模式均表明勐托褐煤中稀土元素受盆地周边花岗岩风化陆源碎屑供应影响。     

国际温室气体减排情景方案比较分析

在整理、介绍主要国际组织、国家、研究机构和一些学者所提出的温室气体减排情景方案、减排目标和设想的基础上,对当前国际上主要的温室气体减排情景方案的温室气体减排目标、大气温室气体浓度目标和温度控制目标进行了归纳、比较和综合分析。研究结果表明：①国际组织和主要国家对温度升高的控制目标总体以2℃为主,即到21世纪末,将大气温度控制在不高于工业革命前2℃的范围内;②国际组织和主要国家的温室气体减排方案一般都倾向于在2050年将大气温室气体浓度控制在450×10^-6~550×10^-6CO₂e（二氧化碳当量）的范围内,但各个方案中有关具体的减排责任分配、减排措施和减排量分歧仍然较大;③在确定温室气体减排目标和减排配额时,国际组织和主要国家一般都按照“共同但有区别”的原则,倾向于为发达国家制定减排目标,但也有个别方案认为发展中国家也应承担量化的减排义务。     

创新设计,低碳发展

温室气体减排催生的低碳经济,以提高能效、发展清洁能源为核心,已是全球经济新发展模式的共识。转变经济发展方式,走低碳发展道路,既是应对气候变化、减缓二氧化碳排放的核心对策,也是我国突破资源环境的瓶颈性制约,实现可持续发展的内在需求。     

天然气水合物系统特征及其对我国水合物勘查的启示

油气资源在能源结构中具有举足轻重的作用,其成因机制及勘探思路已发展出了完善的系统理论——含油气系统理论,而天然气水合物作为潜在替代清洁能源,其勘探理论尚处于探索阶段。借鉴含油气系统理论,注重与常规油气成藏的差异性分析,在系统分析全球已发现天然气水合物主要研究区的天然气水合物特征基础上,从气体来源、气体运移通道、有利储层等方面对天然气水合物成藏机理进行了系统梳理,以探究天然气水合物系统特征。提出天然气水合物系统应包括气源、储层和天然气水合物稳定带3个基本要素以及气体生成-运移过程和天然气水合物形成过程2个基本作用;冻土带内气体来源以热解气为主,海洋环境中则以生物气或热解气和生物气的混合气为主;气体运移通道主要为流体底辟、气烟囱、大尺度断层、裂缝、滑塌构造及高渗透性地层等;天然气水合物储层在冻土带以砂岩为主,在海域则以黏土质粉沙及粉沙质黏土为主;综合全球各区域天然气水合物成藏特征,提出了9种类型天然气水合物系统,同时以我国神狐海域天然气水合物系统为例总结出了天然气水合物系统成藏事件表。     

祁连山冻土区天然气水合物DK-8孔岩心顶空气地球化学特征及其指示意义

通过对祁连山木里冻土区天然气水合物DK-8孔不同深度岩芯中气体组分和甲烷碳同位素分析测试,对比分析其变化特征与天然气水合物及异常现象产出层段、断层或破碎带分布之间的空间关系,指出它们对天然气水合物及烃类运移作用的地球化学指示意义。岩芯中气体含量(μL/kg)在149～167m、228～299m、321～338m、360～380m等深度段具异常值特征,它们与天然气水合物及主要异常现象产出层段基本一致,表明岩芯中烃类含量的异常值特征主要是天然气水合物及异常现象的反映。根据离断层或破碎带不同距离岩芯烃类总体积百分比(vol%)、甲烷碳同位素δ13C1值(‰PDB)及C1/C1-5、C1/ΣC2-5、C1/ΣC2-3、C1/C2、C2/C3、C2/ΣC3-4、iC4/nC4、iC5/nC5等特征,代表天然气水合物及其异常的具异常值特征的岩芯中烃类主要由运移而来,它们与断层或破碎带关系密切,下部断层或破碎带是主要烃类运移通道,中上部断层或破碎带可成为天然气水合物赋存空间。     

中国地质源温室气体释放近十年研究概述

地质源温室气体是指固体地球通过各种地质作用向大气圈释放的温室气体,是固体地球与大气之间物质交换(地气交换)的重要形式,主要包括火山喷发和地热活动、断裂带构造运动、油气渗漏、天然气水合物分解、煤自燃、碳酸盐岩风化等多种地质作用过程所释放的二氧化碳、甲烷等气体.实际上,地气交换是重要的地质作用,是地球各圈层物质循环和能量交换的基本载体和重要动力学机制.全球气候变化和温室效应是人类面临的巨大挑战,地质源温室气体的类型与来源、释放机理与过程、释放通量与大气温室效应等的调查和研究已成为当今地球系统科学的研究热点和发展方向之一,对于应对全球变化和温室效应具有重要的科学意义.中国科学家积极参与和适时开展地质源温室气体调查研究,对中国大陆部分火山和地热区、地震断裂带、含油气区和泥火山等释放的温室气体进行了初步观测与调查,在地质源温室气体的地球化学组成、释放通量等方面取得了一些成果,这些工作为进一步的深入研究奠定了良好基础.     

天然气水合物气候效应研究进展

天然气水合物富含温室气体甲烷,且资源量巨大,对气候变化又十分敏感,在全球变暖的背景下其气候效应倍受关注,近年来的研究工作又取得了一些新进展.首先,天然气水合物资源量的估算进一步精确,海洋中天然气水合物资源量的最新估算值仅为原先的1/5,从根本上限制了其气候效应的显著性;其次,大气中来自天然气水合物的甲烷通量被重新评估,...     

Northern Ireland lignite

Conclusion There is no doubt that Northern Ireland's lignite deposits are of high quality and constitute a natural resource of considerable potential value in this small, peripheral part of the European Community. Whether or not one or more will be used commercially and, if so, when depends on an interacting complex of economic, social and political factors. In purely economic terms, use will be effectively determined by lignite's economic competitiveness as a fuel dor electricity generation and on the relationship between capital and fuel costs. The economics of other possibly viable products such as lignite briquettes will be heavily dependent on the use of by-products of electricity generation, most notably surplus heat.The availability of lignite offers an alternative fuel option to those charged with formulating the Province's energy policy. If, as now seems likely, it is no longer a serious competitor for the power station planned for the mid-1990's, it most certainly is a competitor for the early part of the next century. This is particularly so in view of its low sulphur content which is about half that of Scottish coal on an energy equivalent basis. Lignite also offers security of supply at predictable prices, an important advantage, and thus carries a premium over coal, oil and natural gas which are imported at prices determined wholly exogenously.As the Province has by far the highest rate of regional unemployment in the United Kingdom, one argument advanced for the use of indigenous lignite is that its use in electricity generation would create much needed additional employment — an estimated 400 jobs being associated with the mining operations needed to support a 450 MW power station. But the Coagh example shows that other considerations must be taken seriously. It is extremely unlikely that the lignite in this area will ever be worked unless local attitudes change dramatically or there is some national fuel crisis which would over-ride local opposition. It is difficult enough developing lignite without having to contend with such strong resistance at the local level.This study has shown that certainly in the Northern Irish context it is highly important for the policy makers not only to consider the economic factors involved in choice of an energy fuel but to work closely with local communities and the various environmental bodies, to take their perceptions, right or wrong, into consideration.     

超大口径瓦斯抽排放井施工技术

用钻井施工技术手段,对煤矿的瓦斯进行抽排放是降低煤矿安全风险的有效途径之一,也是对煤矿安全生产潜在风险的一种防范。通过钻井的方法,形成瓦斯抽排放井进行瓦斯的抽排放是一项既经济又快捷的有效方式,对煤矿的安全生产有着极为重要的意义。     

低温固体氧化物燃料电池法开采天然气水合物

热开采法、抑制剂刺激法等传统天然气水合物开采方法将破坏水合物地层,不能有效地解决海底地层破坏和开采使用化石燃料燃烧后所存在的碳储存和碳捕捉问题.介绍了低温固体氧化物燃料电池法开采天然气水合物的方法.该方法利用CO2置换天然气水合物地层中的甲烷,运送到低温固体氧化物燃料电池的阳极,在阴极通入空气,发生电化学反应,产生电能,并将产出的CO2通入到天然气水合物地层,置换出甲烷.该方法简单、实用,克服了传统开采方法所存在的问题,发电效率较传统发电方法大幅提高.     

中国天然气水合物

天然气水合物是一种规模巨大的新型潜在能源,因其具有分布广、规模大、埋藏浅、能效高、污染低等优点,是后石油时代的最佳接替能源之一。世界各国特别是各能源短缺国家非常重视天然气水合物的调查研究工作,其研发重点已从资源勘查逐渐向开发利用方面转移。中国正在进行第三个阶段天然气水合物工作,已在海陆发现3处天然气水合物产地,并在祁连山成功实施天然气水合物试开采,计划在2017年实施海底天然气水合物试开采。随着勘查试开采技术的不断进步和国家一系列扶持性政策的实施,中国将与世界先进国家同步实现天然气水合物的商业性开发,并最终实现产业化。     

Hydrogen from coal: Production and utilisation technologies

Although coal may be viewed as a dirty fuel due to its high greenhouse emissions when combusted, a strong case can be made for coal to be a major world source of clean H₂ energy. Apart from the fact that resources of coal will outlast oil and natural gas by centuries, there is a shift towards developing environmentally benign coal technologies, which can lead to high energy conversion efficiencies and low air pollution emissions as compared to conventional coal fired power generation plant. There are currently several world research and industrial development projects in the areas of Integrated Gasification Combined Cycles (IGCC) and Integrated Gasification Fuel Cell (IGFC) systems. In such systems, there is a need to integrate complex unit operations including gasifiers, gas separation and cleaning units, water gas shift reactors, turbines, heat exchangers, steam generators and fuel cells. IGFC systems tested in the USA, Europe and Japan employing gasifiers (Texaco, Lurgi and Eagle) and fuel cells have resulted in energy conversions at efficiency of 47.5% (HHV) which is much higher than the 30–35% efficiency of conventional coal fired power generation. Solid oxide fuel cells (SOFC) and molten carbonate fuel cells (MCFC) are the front runners in energy production from coal gases. These fuel cells can operate at high temperatures and are robust to gas poisoning impurities. IGCC and IGFC technologies are expensive and currently economically uncompetitive as compared to established and mature power generation technology. However, further efficiency and technology improvements coupled with world pressures on limitation of greenhouse gases and other gaseous pollutants could make IGCC/IGFC technically and economically viable for hydrogen production and utilisation in clean and environmentally benign energy systems.     

利用双井筒大水平距对接井钻井技术热力开采天然气水合物

分析了国内外天然气水合物的研究现状及天然气水合物开采中的问题,在此基础上,介绍了俄罗斯提出的运用双井简大水平距定向对接智能井钻井技术,利用核废料产生的热量开采天然气水合物的具有专利技术的一种新方法,简述了其开采原理及开采过程,可为我国天然气水合物的开采研究提供参考借鉴。     

青海共和盆地中低温地热流体发电

青海省是我国地热资源相对丰富的地区, 但其主要地热能开发利用方式长期以来为效率较低的直接利用.以青海东北部地热异常明显的共和盆地为典型研究区, 依据前期地热地质调查和地球物理工作成果, 在盆地北部施工了终孔深度为1 852 m的DR2井, 获取了温度达84.2 ℃的地热流体.在此基础上, 建立了青海省首个试验地热发电站, 设计年平均净发电量为114 kW.与利用高温地热流体发电的西藏羊八井地热电站不同, 青海共和试验地热电站是青藏高原利用中低温地热流体发电的典范, 有望为青海省能源结构优化做出开拓性贡献.总体来看, 共和盆地地热流体温度较高、水量丰富、具有较大的发电潜力, 但在开发利用过程中也应注意结垢问题.      

气相色谱-串联质谱技术分析地质调查植物样品中持久性有机污染物的优势

对于复杂基质的样品,采用气相色谱法、气相色谱-质谱法( GC - MS)不能满足当前痕量水平分析的要求,串联质谱已发展成一种有机分析测试的成熟技术可应用于地质调查样品分析.本文建立了气相色谱-串联质谱技术( GC - MS - MS)分析植物样品中有机氯农药及多氯联苯的方法,通过对植物样品(圆白菜、菠菜、胡萝卜、橘子)分析,系统比较了GC- MS-MS与气相色谱-电子捕获检测器(GC-ECD)和气相色谱-选择离子-质谱( GC - SIS - MS)三种分析技术的检出限、定性定量分析结果,确认了分析方法的适用性.GC- MS-MS方法的检出限为0.03～0.29 ng/g,大部分化合物均低于GC -ECD的检出限,是GC - SIS -MS检出限的0.4倍.GC- MS-MS分析表明,圆白菜不含反式-氯丹,排除了GC-ECD的假阳性检出;检测胡萝卜等基质复杂、净化困难的样品,GC- MS-MS也表现出良好的定性定量能力;检出低含量水平样品菠菜含有0.26 ng/g六氯苯,而气相色谱未检出,表明GC- MS-MS显著提高了分析灵敏度,能够对样品中低含量的化合物进行准确定量.在三种分析技术中,GC- MS-MS在样品的准确定性、复杂基质样品分析灵敏度、低含量水平准确定量等方面都具有独特的优势,同时能够应用于复杂样品检测结果的确证.     

Assessment of greenhouse gas emissions from coal and natural gas thermal power plants using life cycle approach

The importance of mitigation of climate change due to greenhouse gas (GHG) emissions from various developmental and infrastructure projects has generated interest at global level to reduce environmental impacts. Life cycle assessment may be used as a tool to assess GHG emissions and subsequent environmental impacts resulting from electricity generation from thermal power plants. This study uses life cycle approach for assessing GHG emissions and their impacts due to natural gas combined cycle (NGCC) and imported coal thermal power plants using the IPCC 2001 and Eco-Indicator 99(H) methods in India for the first time. The total GHG emission from the NGCC thermal power plant was 584 g CO₂ eq/kWh electricity generation, whereas in case of imported coal, it was 1,127 g CO₂ eq/kWh electricity generation. This shows that imported coal has nearly ~2 times more impacts when compared to natural gas in terms of global warming potential and human health as disability-adjusted life years from climate change due to GHG emissions such as carbon dioxide (CO₂), methane (CH₄) and nitrous oxide (N₂O).     

山西省煤矿采空地下空间评估与再利用研究

山西省煤炭资源丰富,年煤炭产量占全国产量的近1/4,煤炭资源开采形成大量的采空地下空间。随着碳中和目标的提出和山西风电、光伏发电的大力发展,如何合理利用煤矿采空地下空间,尤其是将地下空间与新能源结合将成为煤炭产业低碳发展的关键。本次研究运用比例系数法和采空地下空间守恒定律,测算出2022年山西省开采煤矿井巷可利用空间为1.54亿m3,“十五”到“十三五”期间关闭/退出煤矿的井巷可利用空间为1.05亿m3,估算1949至2021年山西省煤矿因工作面开采形成的采空地下空间约38.98亿m3,预测到2030年山西省煤矿工作面开采还可形成采空地下空间约19.56亿m3。根据山西省能源低碳发展需求提出了山西省煤矿采空地下空间未来可利用的四种模式：煤矿地下旅游或地下仓储、煤矿地下抽水蓄能、煤矿地下压缩空气储能和煤矿地下封存二氧化碳等。