研究活動概説

CO₂貯留研究グループ

CO₂貯留研究グループ

圧入されたCO₂の挙動を把握し、予測手法の精度向上に繋げCO₂地中貯留プロジェクトの概要

るため継続してモニタリングを行っている。

１．CO₂地中貯留技術とはCO₂地中貯留技術は、温室効果ガスであるCO₂を大気に放出することなく地下に安全に閉じ込めようとするものであり、油層にCO₂を圧入して石油の増進回収を行うEOR、枯渇ガス田への隔離、炭層にCO₂を圧入してメタンを回収するECBM、孔隙率の大きい多孔質砂岩で地層水を含んだ帯水層に貯留する方法などがある。
このうち、RITEが取り組んでいる帯水層貯留は、貯留層である帯水層上部にガスや液体を透さないシール性の高い層が存在することにより、CO₂を長期に安定して貯留することが可能

３．
プロジェクトの研究開発項目

岩野原実証試験サイト

であり、また、天然ガスの地下貯蔵や石油増進回収等で蓄積し今までの取り組みによって、我が国における地中貯留実現た地中へのガス圧入・貯留技術を応用できるので、最も即効の科学的可能性が明らかになってきた。一方、CO₂地中貯留の的で実用化が近いとされている。

技術開発・実証は世界各国で着実に進展し、排出削減策としての国際的認知も高まると判断されるので、実適用に向けた輸送

分離・回収圧入技術実証段階への進展を図る必要がある。
このため、CO₂地中貯留の有効性を明らかにし、実適用に向けたロードマップを

海上施設
より圧入
地上施設
より圧入

パイプライン
輸送提示するとともに、CO₂地中挙動モデルにもとづく安全評価手分離・回収パイプライン
輸送法を確立する次のような取り組みを行っている。

大規模排出源

ａ．総合評価不透水層
不透水層（ａ）有効性評価の研究

CO2

発生源、回収法、輸送方法、貯留層、圧入方法から構成さ

CO2

陸域
地中帯水層

海域
地中帯水層

れる貯留システムの類型を整理し、各類型におけるコスト、帯水層地中貯留技術の概念図

貯留可能量、投入エネルギー、CO₂削減効果等の分析を行

２．
プロジェクトの取り組み

うことにより、我が国における地中貯留の有効性を定量的「CO₂地中貯留技術研究開発」は、地中貯留の地球温暖化に明らかにしたシナリオ案を作成する。

対策への有効性に着目し、平成12年10月にスタートした。
ここ（ｂ）技術実証・実適用ロードマップの作成

で、平成12年度〜16年度には、我が国に賦存する地下帯水層実適用に向けた技術課題を整理し、課題解決のマイルスへの貯留の可能性を科学的検証する取り組みを行った。特に、トーンを明確にした研究開発のロードマップを作成する。

新潟県長岡市の岩野原基地で実施したCO₂圧入実証試験に（ｃ）想定モデル地点に関する調査

おいては、地下1,100mの帯水層に1万400t-CO₂（圧入期間：選定された想定モデル地点を対象に排出源での分離回H15/7〜H17/1）のCO₂を圧入し、地下における挙動を弾性波収、輸送、貯留方法などのエンジニアリグスタディを行って、トモグラフィーや物理検層などで把握するとともに、観測結果実適用の課題を抽出し、実適用の課題解決に向けた提案ををもとに挙動予測シミュレータを開発した。なお、実証試験中行う。に岩野原から約20km離れた場所で発生した新潟県中越地震（ｄ）全国貯留層賦存量の調査においても、地下に圧入されたCO₂や帯水層、坑井などに異常我が国における帯水層の貯留可能量を再評価するとともは一切認められず、安全性が確認されている。現在は、地下にに排出源を考慮した評価手法と調査計画を提案する。

07

RITE Today 2007

研究活動概説

CO₂貯留研究グループ（ｅ）周辺関連調査

解明、CO₂による鉱物溶解度の定量化、CO₂の地層水置換メ

国内外における政策や技術動向の調査、および情報発信カニズムなどを室内実験で解明し、地中挙動予測手法の高機能の整備を行う。
また、実適用に際して検討が必要な社精度化に資する。

会受容性の向上、実施主体、法体系、ビジネスポテンシャル（ｃ）地中挙動予測手法の高精度化研究など社会的システム構築のあり方などを調査・検討する。

岩野原モニタリングや基礎的研究などで得られた知見を（ｆ）安全性に関する調査

もとに、地中に圧入されたCO₂の帯水層、及びその上部にお国内外の動向等を踏まえ、安全解析などの検討と試行をける短期的・長期的に取り得る挙動を科学的に整理し、地中行うとともに、海外基準と整合性のある安全確認・影響評価挙動予測の精度向上に資する。

手法を提案する。

４．研究開発プロジェクトの今後

ｂ．安全評価手法の確立

CO₂地中貯留の有効性をコスト、貯留可能量、CO₂削減効果（ａ）岩野原モニタリングなどから明らかにするとともに、安全評価手法を確立し、分離

長岡市の岩野原サイトに圧入されたCO₂の挙動を観測

回収技術の進展と連携しながら実適用に向けた取り組みを行し、安全に貯留されていることを確認する。
また、シミュレーって行く予定である。平成17年2月に東京・虎ノ門パストラルにションスタディを行うことによって地中挙動モデルの精度向おいて、「二酸化炭素地中貯留」国際ワークショップ〜世界の上に資する。

動向と長岡プロジェクト〜を開催した。
このワークショップで（ｂ）基礎的研究

は、長岡プロジェクトに関わる研究成果と今後の研究計画についても紹介された。詳細は、本紙ｐ.16を参照。

CO₂溶解水がシール層の力学的安定性に与える影響の項目

現在

2010

全般
■分離回収分離コスト※4200円/t-CO2

2015

2020～

世界的に地中貯留が本格化

IGCC
商用機

排出権取引価格相当での回収・貯留実現

分離コストの大幅削減
100万t/年規模で1000円/t-CO2台にLNGプラント適用

化学吸収
膜分離

物理吸収・吸着、深冷分離

適用
範
囲の拡
大検討

コストダウン
・未利用排熱利用・低再生エネルギー吸収剤開発
高選択性膜開発

更なるコストダウン
更なる適用範囲の拡大
コストダウン
大規模化

新方式基礎研究/適用検討

化学プラント適用
分離・貯留トータルコスト※

■地中貯留

帯水層貯留
石油・ガス増進
回収
枯渇油・ガス層貯留

炭層固定

7300円/t-CO2（新設石炭火力）

基礎技術の確
立
圧入試験
（１万ﾄﾝ
規模）

実証技術の適用・評価

分離～貯留ﾌﾟﾛｾｽの実証

CO2地中挙動の理解と予測
地中貯留システムコストの低減

実適用先の拡大
コストダウン

影響評価・安全性評価 手法の開発

基礎技術の確立■その他新技術

貯留拡大

本格貯留開始貯留層賦存量調査と利用拡大トータルシステム（の実証・評価

CO2固定化・有効利用に資する新技術の探索※分離回収：新設石炭火力(830MW）、回収量：100万t-CO2/年、7MPaまでの昇圧含む、蒸気は発電所の蒸気システムから抽気※地中貯留：上記分離回収コスト＋パイプライン輸送20km＋圧入（昇圧10MPa、10万t-CO2/年・井戸）

技術戦略ロードマップ「二酸化炭素の分離回収と隔離」より抜粋

CO₂海洋隔離プロジェクトの概要に十分溶かし込む能力があるので、CO₂大規模排出源からCO₂

１．CO₂海洋隔離技術とはを回収して、海洋表層を通さず直接深海にCO₂を注入しようと地球温暖化の要因のひとつになっている大気中のCO₂は、大するバイパス技術が提案されている。
それが海洋隔離技術で気から海洋へ吸収される量が化石燃料の燃焼によるCO₂排出ある。
この技術を実用化するにあたっての課題は、海洋へ注入量より多くなっているために増加している。
その吸収量が増えされるCO₂の初期濃度が高い場合に考えられる生物への影響ないのは、海洋の表層におけるCO₂吸収速度が遅いためであを抑えることである。RITEでは、環境影響を最小限に抑えるといる。
しかし、海洋は大気中に急増しているCO₂を海洋の中深層う観点から、具体的なCO₂海洋隔離方式として図１に示すよう

08

RITE Today 2007

研究活動概説

CO2回収プラント

CO₂貯留研究グループ
CO2回収量：年間1,000万トン
100万kW級石炭火力発電所2.5基③国際法上の位置付けの検討（稼働率70％、回収率85％、排出量400万tCO2/年/基）（２）環境影響評価技術の開発①海洋環境調査

液化CO2運搬②深海生態系の把握
0m×1
100k

0km

③生物影響調査④生物影響モデルの構築

CO2放流船1500～2500m
液体CO2放出(放出速度150kg/sec、船速3m/sec、幅3m)（３）CO₂希釈技術の開発①CO₂放出装置の要素開発

水層厚1000m②CO₂分布予測モデル改良

３．
プロジェクトの現在

CO2放流パイプ

本プロジェクトのフェーズ２は平成14年度から開始され現在

図１ 航走船舶 (Moving ship) による CO₂海洋隔離の事業イメージ
事業規模のイメージとしては、1 年間に 100 万 kW 級火力発電所 2.5基から排出される 1,000 万トンの CO₂を輸送船で事業海域まで運び、は最終年度の5年目である。中間年にあたる平成16年度には産構審評価小委員会による中間評価が実施された。中間評価
では、「海洋隔離技術は温暖化対策の有力な手段であるが、生CO₂放流船に積み替えた後 100km 四方の海域の水深 1500 〜 2500態系への影響評価の充実が課題であり、広報活動・海外へのｍの中深層に初期希釈率 6 万倍で放流することを想定している。放出

啓発活動・国際共同研究等を積極的に展開していくべきであされた CO₂は自然の拡散効果で自然界の CO₂濃度変動幅に相当するる」との評価・指摘を受けた。
これらの指摘を受け、海外との連数十万倍まで希釈されると推定している。

携の検討やPO（パブリック・アウトリーチ）活動などを強化してに航走船舶（Moving Ship）を用いた溶解希釈型の中層放いる。海外との連携では、ノルウェーのNIVA（ノルウェー水圏科流方式の技術開発を進めている。なお、CO₂海洋隔離の最新学研究所）と「海洋生態系へ及ぼすCO₂の影響に関する共同研の知見については、平成 17 年 9 月に IPCC 総会において採究」を締結し、平成17年にノルウェーのフィヨルドで行った共同択された特別報告書「Carbon Dioxide Capture and実験の成果をレポートにまとめた。
また、PO活動の推進では、Storage」に集約されている。

海洋学会の特別シンポジウム「CO₂海洋隔離：適切な環境影響

２．目的と技術開発項目評価のあり方について」など、学会や市民講座等において理解

CO₂海洋隔離を実用可能な技術として成立させるためには、促進活動を行った。
また、今年度は海洋隔離の実適用時のイ

科学技術の視点から生物圏への環境影響を事前に把握しておメージを明確にするため、日本近海において年間約5,000万トくこと、さらには、気候変動枠組み条約やロンドン条約等の国ンのCO₂を海洋隔離するケースをスタディし、生物影響の是非際的な枠組みにおいてこの技術が明確に位置付けられ、社会について評価をおこなった。

的受容性をもつことが重要である。本プロジェクトはCO₂海洋

４．
プロジェクトの今後隔離の実用化に向けて、これらの課題をクリアすることを目的

これまで開発してきたCO₂希釈技術や環境影響評価技術にに行なわれている。なお、平成9年度〜平成13年度に実施されついては、室内実験や数値実験により開発が進展している。今たフェーズ１においては、我が国近海におけるCO₂のマクロな後、海洋隔離技術を実用化するためには、実海域における実CO₂挙動把握、CO₂放出ノズル後方のCO₂挙動解析、生物影響験を行うことによって、これまで開発した技術の実証を行う必予測調査を行った。
これに引き続く現在のフェーズ２（平成14要があり、最終的には数100km規模でのCO₂挙動を追跡し、生年度〜平成18年度）においては、海洋隔離に必要な知見を蓄物への影響を調査する必要がある。
また、海洋は人類の共有積しながら、環境影響予測技術の開発を目標としている。

財産であることから、海洋隔離を実施するためには国際的な合（１）CO₂海洋隔離能力の技術評価意の形成が必要である。
したがって、科学界における海洋隔離①CO₂隔離能力の技術評価に対する理解促進や、国際条約等の場における海洋隔離実施②CO₂隔離効果の経済評価に対する合意を獲得する必要がある。

09

RITE Today 2007