2019年11月29日

表層型メタンハイドレートの研究開発
2019年度 一般成果報告会「生産技術の開発」－ 「表層型MH回収技術に係る調査研究」に関する講演－
国立研究開発法人 産業技術総合研究所
エネルギー・環境領域 創エネルギー研究部門
メタンハイドレートプロジェクトユニット
CH4

H2O

天満

則夫

本研究は，経済産業省「国内石油天然ガスに係る地質調査・メタンハイドレートの研究開発等事業（メタンハイドレートの研究開発）」の一環として実施した。関係各位に対し，謝意を表する次第である。

海域のメタンハイドレートの様態
海面

水深500m以上

海底面近傍
メタンハイドレート

泥層内メタンハイドレート

砂質層孔隙充填型
メタンハイドレート

表層

深度500m以浅

海底面
タービダイト
砂泥互層
メタンハイドレート濃集帯
フリーガス層（低飽和ガス層）

砂層
Copyright@ MH21 Research Consortium8

表層型メタンハイドレートにおける回収技術の調査研究
調査・検討内容：（１）表層型メタンハイドレートを回収する原理等に係る調査、検討について① 表層型メタンハイドレートを対象とした回収、輸送のための技術（例：破砕、分解、捕集、混相流（気体・液体・固体）の制御、ガスの分離回収法等）の原理の考察。
② ①で提案された原理の適用可能性の考察
例えば、以下のような複数の表層型メタンハイドレートの貯留層(水深約1,000mの海底に賦存するガスチムニー構造）を想定し、各々に①の原理を適用してメタンハイドレートを回収、輸送するとした場合の回収率及び回収期間の提示と、その妥当性の吟味。

（２）回収に伴い想定される以下の事象への対応等に係る調査、検討について① 副次的生成物（泥、水）などが発生する場合の処理方法② 突発的に大量のガスが噴出した場合の回収機器へのリスク回避方法③ 海洋の生態系や大気を始めとした環境への影響を低減させるための手法④ 表層型メタンハイドレートの回収時および回収後の地盤安定性の評価手法※平成28年度は、(1)表層型メタンハイドレートを回収する原理や(2)回収に伴い想定される事象への対応等に係る調査・検討を先行的に実施し、平成29年度には平成28年度の内容補充や深堀りを図るとともにエネルギー収支と経済性の検討を実施。
平成30年度は、さらに調査研究の深堀として開発システムに関する検討や環境影響評価として必要な調査項目の検討を実施。
9

表層型メタンハイドレートにおける回収技術の調査研究⚫ 表層型メタンハイドレートの資源量把握に向けた調査の結果を踏まえ、平成28年度から、表層型メタンハイドレートの回収、利用方法の具体化に資するため、表層型メタンハイドレートにおける回収技術の調査研究を実施。
⚫ 具体的には、①表層型メタンハイドレートを回収する原理等や、②回収に伴い想定される事象への対応等について、次の６提案の調査研究を実施。

【㈱三井E&S造船・清水建設㈱・日本大学】【三菱造船㈱・清水建設㈱・（国研）海上・港湾・航空技術研究所】【鳥取大学・日本ミクニヤ㈱】【石油資源開発㈱】【東京海洋大学・新潟大学・九州大学・太陽工業㈱】【シェルジャパン㈱・三菱商事㈱】10

表層型メタンハイドレートの開発に向けた工程表
海洋基本計画（平成30年5月15日閣議決定）⚫ 平成30年代後半に民間企業が主導する商業化に向けたプロジェクトが開始されることを目指し、将来の商業生産を可能とするための技術開発を進める。
2023～2027年度頃

2 0 1 8 ～ 2 0 2 2 年 度 頃
2019年度実施範囲

回収技術に関する調査研究
生産技術の開発

海洋産出試験の実施場所の特定に向けた
海洋調査

回収の原理や回収時に想定される事象等に関する調査・検討（提案公募型）

調
査
研
究の評
価

有
望
技術の特定に向けた検討

回収・生産技術の研究開発
要素
技
術の評
価

陸要
上素で技の術実に験係等る

要海素
洋技で術の検に証係る

海洋産出試験に向けた生産システムの検討

賦存状況等を把握するための海洋調査
海底の状況等を把握するための海洋調査
海洋産出試験の実施場所に関する検討

環境影響評価手法の研究
環境影響評価海域環境調査継続的な確認とアップデート

長期的取組

経済性の確保や環境保全など、商業化に必要な条件の検討

11

方向性の確
認
・
見直し

方向性の
確
海認洋・
見産直
出し試の験結等果を踏まえ
た

方向性の確
認・
見直
し民間
企
業が主導す
る
商業
化に向けた
プ
ロジ
ェ
ク
トの開始

生産技術の開発【目標】◼ 表層型メタン ハイドレ ートの回収技術に関する 調査研究成果の取りま とめ、評価を 行い、有望な回収・ 生産技術を特定する。
◼ 表層型メタン ハイドレ ートの回収・ 生産に係る 要素技術等の研究開発を 行い、成果の評価や検証等を 通じて、生産シ ステムの具現化に向けた検討を行う。

【実施内容】
１．これまでの調査研究の評価と有望技術の特定に向けた検討
2016年度に「 表層型メタン ハイドレ ートの回収技術に関する 調査研究」 を開始し、①表層型メタン ハイドレ ートを回収する原理等、②回収に伴い想定される 事象への対応、③環境影響に関する 検討等の調査研究を 行ってき た。
2019年度は、これらの調査研究結果を 取りま とめ、評価し、有望な回収・ 生産技術を 特定する 。

２．回収・生産技術の研究開発① 要素技術開発
評価結果を 踏まえ、表層型メタン ハイドレ ートの回収やガス生産技術の確立に必要な、採掘・ ガス分離・ 揚収等の要素技術を 中心に、陸上での実験やシ ミュレ ーションによる解析等を通じた研究開発を 実施する。また、その成果を評価するとともに、有望な技術については海洋での検証を 行う。
② 生産システムの検討
海洋産出試験に向けて、表層型メタン ハイドレ ートの回収・ 生産に必要な採掘・ ガス分離・揚収技術等を 統合する生産システムについて検討を行う。
【出典】第34回メタンハイドレート開発実施検討会資料 https://www.meti.go.jp/shingikai/energy_environment/methane_hydrate/pdf/034_06_00.pdf

12

「生産技術の開発」に関する進め方
表層型メタンハイドレートの回収・生産技術の研究開発

表層型メタンハイドレートの回収技術に関する調査研究
2016～2019年度
回収技術に関する調査研究①資源回収船から垂直に掘削装置をつり下げて掘削する方法

2019年度
調査研究
成果の評価②改定鉱物資源採取シス
テムの原理を基にした回収方法

2019年度
有望技術の特定2020～2022年度

回収・生産技術の研究開発③地層内でメタンガスと水に分解させ、井戸からガスを生産する方法

採掘技術

分離技術の開発の開発

生産システムの検討④閉鎖環境下でウォータージェットによってハイドレートを削り、回収する手法⑤ドーム状の膜構造物を利用したメタンプルームを含めた回収手法⑥既存の深海掘削技術による回収手法

揚収技術の開発

その他技術の開発進捗を 踏まえ、適宜、内容の見直しを 実施【出典】第34回メタンハイドレート開発実施検討会資料 https://www.meti.go.jp/shingikai/energy_environment/methane_hydrate/pdf/034_06_00.pdf

4

14予定について15

16

本セッションでの予定について
13:30～15:50「生産技術の開発」

13:30～13:40 「生産技術の開発」について

産業技術総合研究所

天満 則夫－ 「表層型MH回収技術に係る調査研究」に関する講演 －13:40～14:00

ドーム状の膜構造物利用による回収技術の検討（東京海洋大学・新潟大学・九州大学・太陽工業（株））

東京海洋大学

青山 千春

14:00～14:20

閉鎖環境を前提としたメタンハイドレート回収技術の研究（石油資源開発（株））

石油資源開発（株）

寺尾 好弘

14:20～14:40

広範囲鉛直掘削法による表層型メタンハイドレート回収システムの技術的検討（三井Ｅ＆Ｓ造船（株）・清水建設（株）・日本大学）

三井Ｅ＆Ｓ造船（株） 望月 幸司

14:40～14:50

休憩

14:50～15:10

表層型メタンハイドレートを対象とした減圧・加熱併用法に関する調査・検討（鳥取大学・日本ミクニヤ（株））

鳥取大学

15:10～15:30

採掘機と分離装置を用いた回収システムに関する技術的検討（三菱造船（株）・清水建設（株）・（国研）海上・港湾・航空技術研究所）（代理報告）
産業技術総合研究所

天満 則夫

15:30～15:50

深海採掘による回収技術（シェルジャパン（株）・三菱商事（株））

三菱商事（株）辻 行介

17

海老沼 孝郎