深海综合能源利用系统技术方案

本实用新型专利技术涉及海上资源利用领域，提供一种深海综合能源利用系统，包括深海养殖单元、海上石油驱采单元、二氧化碳封存单元、海上发电单元和二氧化碳储能单元。通过建立海洋牧场，开发海洋资源，可满足海产品需求，改善海洋生态环境。利用二氧化碳对海下油田进行原油驱采，不仅可实现驱油增产，缓解能源短缺，还能助力碳减排，实现二氧化碳埋藏与封存。通过多次回收循环油田伴生气中的二氧化碳，进行重新充注驱油或直接海底封存，可最终实现二氧化碳的净零排放和永久地质封存。通过对二氧化碳进行压缩，实现电能储存。在系统用电高峰时，利用二氧化碳膨胀做功，实现电能输出，配合海上发电单元，以满足整个系统的电力需求，提高供电稳定性。定性。定性。

【技术实现步骤摘要】
深海综合能源利用系统


[0001]本技术涉及海上资源利用
，尤其涉及一种深海综合能源利用系统。

技术介绍

[0002]随着能源紧缺和环境污染日益严重，世界各国争相提出各类节能减排的相关举措，大力开发可再生能源已成为解决能源问题和环境污染问题的重要手段。近年来，以风能、太阳能等可再生能源为驱动力的风力发电、光伏发电等得到了飞速发展，在一定程度上减少了传统化石能源的应用。海上风力资源和潮流能资源尤其丰富，具有大规模应用的潜力。但是风能、太阳能等可再生能源发电具有明显的波动性、周期性和不确定性等因素，不利于实现电力稳定供给。
[0003]另一方面，海洋生态问题已经引起广泛关注，局部海域严重退化。同时随着全球人口数量的增加和可用耕地面积的减少，资源紧缺问题日益严重，海产品需求逐年上升。
[0004]鉴于当前海洋环境污染日益严重，能源与资源紧缺，以及海洋牧场建设需求日渐迫切等问题，亟需提供一种海上资源综合利用平台。

技术实现思路

[0005]本技术的目的在于提供一种深海综合能源利用系统，用以至少解决上述现有技术中所存在的问题之一。
[0006]本技术提供一种深海综合能源利用系统，包括：
[0007]深海养殖单元，用于生产海产品，并对外输出海产品；
[0008]海上石油驱采单元，用于利用二氧化碳对海下石油驱采地进行海油驱采，并产生油田伴生气；
[0009]二氧化碳封存单元，用于捕集所述油田伴生气中的二氧化碳，并将二氧化碳重新注入所述海下石油驱采地中；
[0010]海上发电单元，用于利用海洋可再生能源进行发电，并向所述深海养殖单元、所述海上石油驱采单元和所述二氧化碳封存单元提供电力；
[0011]二氧化碳储能单元，包括依次连接的第一压缩机、第一冷却器、高压储气装置、第一加热器、膨胀机和低压储气装置，且所述低压储气装置与所述第一压缩机相连接，以形成二氧化碳循环回路，所述膨胀机还连接有发电机，所述发电机用于向所述海上发电单元提供电力。
[0012]根据本技术提供的深海综合能源利用系统，还包括：
[0013]浮台，浮于海面上，所述浮台用于作为支撑和安装平台；
[0014]至少两个支柱，设置于水下，各个所述支柱均与所述浮台相连接；
[0015]潜体，与所述支柱对应设置且相连接，所述潜体用于将所述支柱固定于水下。
[0016]根据本技术提供的深海综合能源利用系统，所述支柱和所述潜体的内部具有水流通道，
[0017]所述深海综合能源利用系统还包括水泵，所述水泵设置于所述浮台上，并通过管路与所述水流通道相连通，所述水泵用于向所述水流通道输送海水，并控制所述水流通道内的水量。
[0018]根据本技术提供的深海综合能源利用系统，还包括：
[0019]区域空调单元，设置于所述浮台上，所述区域空调单元用于通过换热工质提供冷量和热量，所述换热工质为二氧化碳，所述海上发电单元还用于向所述区域空调单元提供电力。
[0020]根据本技术提供的深海综合能源利用系统，所述海上发电单元包括海上风力发电装置、潮能发电装置和海上光伏发电装置，所述海上风力发电装置、所述潮能发电装置和所述海上光伏发电装置设置于所述浮台上。
[0021]根据本技术提供的深海综合能源利用系统，所述二氧化碳封存单元设置于所述浮台上，所述二氧化碳封存单元包括：
[0022]二氧化碳捕集装置，用于收集所述油田伴生气中的二氧化碳，所述二氧化碳捕集装置包括依次连接的油气分离器、第二冷却器、循环泵、过滤器、重烃吸附塔、第二加热器和膜分离器，所述油气分离器设有用于连接所述油田伴生气的进气口，所述膜分离器设有用于输出二氧化碳的出气口；
[0023]二氧化碳封存装置，包括依次连接的第二压缩机和第三冷却器，所述第二压缩机的进气口与所述膜分离器的出气口相连接，所述第三冷却器的出气口通过管路与所述海下石油驱采地相连接。
[0024]根据本技术提供的深海综合能源利用系统，所述深海养殖单元包括水产养殖装置和植物种植装置，所述水产养殖装置和/或所述植物种植装置设置于所述浮台上。
[0025]根据本技术提供的深海综合能源利用系统，所述区域空调单元包括制冷装置和热泵装置，所述制冷装置用于提供冷量，所述热泵装置用于提供热量。
[0026]根据本技术提供的深海综合能源利用系统，还包括：
[0027]环境监测单元，用于监测附近海域的海洋环境，所述海洋环境至少包括大气环境和海水质量。
[0028]根据本技术提供的深海综合能源利用系统，还包括：
[0029]信息管理单元，与所述深海养殖单元、所述海上石油驱采单元、所述二氧化碳封存单元、所述海上发电单元、所述二氧化碳储能单元、所述区域空调单元和所述环境监测单元均可通信连接，所述信息管理单元用于获取各单元运行情况，并对各单元进行调度管理。
[0030]本技术提供的深海综合能源利用系统，包括：深海养殖单元，用于生产海产品，并对外输出海产品；海上石油驱采单元，用于利用二氧化碳对海下石油驱采地进行海油驱采，并产生油田伴生气；二氧化碳封存单元，用于捕集油田伴生气中的二氧化碳，并将二氧化碳重新注入海下石油驱采地中；海上发电单元，用于利用海洋可再生能源进行发电，并向深海养殖单元、海上石油驱采单元和二氧化碳封存单元提供电力；二氧化碳储能单元，包括依次连接的第一压缩机、第一冷却器、高压储气装置、第一加热器、膨胀机和低压储气装置，且低压储气装置与第一压缩机相连接，以形成二氧化碳循环回路，膨胀机还连接有发电机，发电机用于向海上发电单元提供电力。
[0031]如此设置，通过建立海洋牧场，能够大力开发海洋资源，满足海产品需求，有效改
善海洋生态环境。同时利用二氧化碳对海下油田进行原油驱采，不仅可以实现驱油增产，缓解能源短缺，还能有效助力碳减排，实现二氧化碳埋藏与封存，降低温室气体排放。而且，通过多次回收循环油田伴生气中的二氧化碳，进行重新充注驱油或直接海底封存，可最终实现二氧化碳的净零排放和永久地质封存。此外，通过对二氧化碳进行压缩，实现电能储存，并在系统用电高峰期时，利用二氧化碳膨胀做功，实现电能输出，配合海上可再生能源发电，以满足整个系统的电力需求，提高电力供应的稳定性。从而构建了海上能源综合利用体系，其具有较大的环境效益、经济效益和社会效益。
附图说明
[0032]为了更清楚地说明本技术或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0033]图1是本技术提供的深海综合能源利用系统的原理图；
[0034]图2是本技术提供的浮台的局部示意图；
[0035]附图标记：
[0036]1：深海养殖单元；1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种深海综合能源利用系统，其特征在于，包括：深海养殖单元(1)，用于生产海产品，并对外输出海产品；海上石油驱采单元(2)，用于利用二氧化碳对海下石油驱采地进行海油驱采，并产生油田伴生气；二氧化碳封存单元(3)，用于捕集所述油田伴生气中的二氧化碳，并将二氧化碳重新注入所述海下石油驱采地中；海上发电单元(4)，用于利用海洋可再生能源进行发电，并向所述深海养殖单元(1)、所述海上石油驱采单元(2)和所述二氧化碳封存单元(3)提供电力；二氧化碳储能单元(5)，包括依次连接的第一压缩机、第一冷却器、高压储气装置、第一加热器、膨胀机和低压储气装置，且所述低压储气装置与所述第一压缩机相连接，以形成二氧化碳循环回路，所述膨胀机还连接有发电机，所述发电机用于向所述海上发电单元(4)提供电力。2.根据权利要求1所述的深海综合能源利用系统，其特征在于，还包括：浮台(91)，浮于海面上，所述浮台(91)用于作为支撑和安装平台；至少两个支柱(92)，设置于水下，各个所述支柱(92)均与所述浮台(91)相连接；潜体(93)，与所述支柱(92)对应设置且相连接，所述潜体(93)用于将所述支柱(92)固定于水下。3.根据权利要求2所述的深海综合能源利用系统，其特征在于，所述支柱(92)和所述潜体(93)的内部具有水流通道，所述深海综合能源利用系统还包括水泵，所述水泵设置于所述浮台(91)上，并通过管路与所述水流通道相连通，所述水泵用于向所述水流通道输送海水，并控制所述水流通道内的水量。4.根据权利要求2所述的深海综合能源利用系统，其特征在于，还包括：区域空调单元(6)，设置于所述浮台(91)上，所述区域空调单元(6)用于通过换热工质提供冷量和热量，所述换热工质为二氧化碳，所述海上发电单元(4)还用于向所述区域空调单元(6)提供电力。5.根据权利要求2所述的深海综合能源利用系统，其特征在于，所述海上发电单元(4)包括海上风力发电装置(41)、潮能发电装置(4...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑平洋，吴振群，张振涛，杨俊玲，李晓琼，越云凯，郝佳豪，
申请(专利权)人：中国科学院理化技术研究所，
类型：新型
国别省市：