CCS大規模実証試験が苫小牧で実施されています

苫小牧市

★

★

苫小牧 CCS 大規模実証試験は、2012 年度より実施しています。

2019年11月、目標である二酸化炭素圧入30万トンを達成
圧入停止後もモニタリングを継続中

日本CCS調査株式会社 https://www.japanccs.com/

国立研究開発法人 新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）委託事業

なぜ CCSが必要なの？

CCSとは二酸化炭素を大規模に削減できる地球温暖化対策技術の一つです。

現在温暖化が急速に進んでいます
たとえば、ホッキョクグマは、主に氷の下に隠れているアザラシを食料としています。温暖化によって夏が長くなり、氷のない期間が延びると、アザラシが獲れなくなってしまいます。
ホッキョクグマは、北極圏がこれ以上暖かくなると、生きていくことができないかもしれません。

温暖化のしくみ約 200 年前の地球宇宙へ放出

現在の 地球（地球温暖化）

宇宙へ放出

温室効果ガス︵濃度高 ︶

温室効果ガス︵濃度低 ︶

CCUS の CO 2 削減ポテンシャル
国際エネルギー機関（IEA）はCCUS * による CO₂削減量を、2030 年までに全世界で年間16 億トン（1.6Gt）、2050 年にはその約 5 倍の年間 76 億トン（7.6Gt）にまで増やすことを見込んでいます。
出典： 資源エネルギー庁ホームページ
https://www.enecho.meti.go.jp/about/special/johoteikyo/asiaccusnetwork.html*CCUS：Carbon dioxide Capture, Utilization and Storage（分離・回収、利用、貯留）

日本の様々な温暖化対策技術
LED

地熱発電

風力発電

日本CCS調査株式会社 https://www.japanccs.com/

太陽光発電

省エネ

CCS

国立研究開発法人 新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）委託事業

CCSとはどんな技術？
二酸化炭素を地中深くに安全に閉じ込める技術です。

Carbon dioxide Capture and Storage
二酸化炭素（CO₂）を回収して分離・回収

圧入貯留する

貯留工場や発電所から排出されたCO₂を含むガスから、化学や物理の力で高純度の CO₂を取り出し、地中に圧入して安定的に貯留。

日本CCS調査株式会社 https://www.japanccs.com/

国立研究開発法人 新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）委託事業

CCSに適した地質構造とは？
隙間の多い貯留層と、ふたの役割をする遮へい層の、２つの地層のセットが必要です。
CO 2 分離・回収設備
CO 2 圧入設備

圧入井貯留層とその上部に遮へい層が存在する地質構造が必要です。

日本CCS調査株式会社 https://www.japanccs.com/

国立研究開発法人 新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）委託事業

苫小牧 CCS 大規模実証試験

日本初のCCS大規模実証試験
苫小牧決定までのプロセス■ 貯留に適した地質構造の存在■ 試験に必要な CO2 の供給源がある■ 地下の地質情報が十分にある

これらのことをふまえ、全国115ヶ所のモデル地点から苫小牧に決定しました。
■三次元弾性波探査

苫小牧（日本）■調査井掘削の様子（上）と岩石サンプル（下）

圧 入 量：累計 30 万トン

圧 入 期 間：2016 年 4 月 6 日〜

2019 年 11 月 22 日

CO₂供給源：製油所内
水素製造装置貯留タイプ：海底下 深部塩水層★

OBC(Ocean Bottom Cable:海底受振ケーブル）微小振動、自然地震観測、弾性波探査に使用。

■経済産業省による専門検討会「貯留層総合評価」と「実証試験計画（案）」の妥当性を、外部専門家が技術的な観点から総合評価し、「評価報告書」をとりまとめました。

世界における CCS の取り組み
スライプナー（ノルウェー）

世界初のCCS（海底下）

ワイバーン（カナダ）

本格的モニタリングを行った世界初のEOR

バウンダリーダム（カナダ）

世界初・石炭火力発電所
からのCO2回収

世界のCCSプロジェクト
操業中

27件

北 米

19件

停止中

2件

中 東

3件

建設中

4件

欧 州
南 米

4件
1件

オセアニア 1件

アジア5件

出典：Global CCS Institute「Global Status of CCS 2021」に基づいて作成

ゴーゴン（豪州）

豪州初の大規模CCS

シュートクリーク（米国）

世界最大の回収能力

ペトロブラス（ブラジル）

南米初のEOR
（海底下）

貯留タイプ
■：深部塩水層（飲料に適しない塩水で満たされた地下深部の砂岩層など）■：油層（EOR）

日本CCS調査株式会社 https://www.japanccs.com/

国立研究開発法人 新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）委託事業

苫小牧 CCS 大規模実証試験

実証試験の概要

日本で初めて回収から貯留までのCCS一貫システムを実証

製油所内
水素製造装置

アミン溶液による化学吸収法

ス ケ ジュ ー ル2012

2013
準2014

2015

累計300,110トン
・萌別層
圧入期間：2016年4月6日〜（砂岩、深度1,000-1,200ｍ）
2019年11月22日
・滝ノ上層Ｔ1部層（火山岩類、深度2,400-3,000ｍ）

2016

備

設備の設計・建設、坑井の掘削等
ベースライン
観 測

2017

CO₂圧入

2018

2019

2020

2021

2022

海底下深部塩水層

2023

CO₂分離・回収 / 貯留

2019年11月22日、30万トン圧入達成・停止

モニタリング
設備の保全、機能改善等

CCSの早期実用化を目指す

CCSとCCUの連携運用の検討・準備等

地上設備の建設
分離・回収、圧入に必要な設備の設計・建設、試運転

圧入井の掘削海底下深くの貯留層にCO2を圧入するための坑井を掘削

安全性確保にかかる調査、検討、法規制対応
安全性を確保するための新たな技術基準の導入等

事前モニタリングの実施
必要なデータ取得のためのモニタリングネットワークの構築と事前データの取得

日本CCS調査株式会社 https://www.japanccs.com/

CO2 を海底下に圧入

年間10 万トン規模の CO2 を海底下約1,000mと約 2,400mの2 つの貯留層へ圧入モニタリングの実施

貯留層での CO2 の挙動観測、自然地震や微小振動観測、海洋環境調査を実施

実証設備の性能検証

CO2 分離・回収エネルギーの検証、異なる2 つの貯留層への同時圧入制御および安全システムの検証等

安全性確保の評価と法規制対応

安全性を確保するために導入した技術基準・ガイドライン等の評価を行うとともに、国内法規制のあり方等を整理する

国立研究開発法人 新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）委託事業

苫小牧 CCS 大規模実証試験

地上設備と圧入する地層
陸上の設備から海底下の 2つの地層に圧入ガ ス 供 給 設 備 より供 給 さ れ た

回収したCO2を圧縮機をCO 2を含むガスから、CO 2 のみを使って昇圧し、圧入する

分離し、濃度99％以上の高純度設備です。のCO 2 を回収する設備です。

CO2分離・回収設備 CO2圧入設備

遮へい層
貯留層

萌別層（砂岩、深度1,000〜1,200m）

遮へい層

貯留層

滝ノ上層T1部層（火山岩類、深度2,400〜3,000m）

日本CCS調査株式会社 https://www.japanccs.com/

国立研究開発法人 新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）委託事業

苫小牧 CCS 大規模実証試験設備の配置

地上設備と圧入地点の周辺に充実したモニタリングシステムを配置
隣接する既存の製油所内にあるガス供給設備から送出された CO2 含有ガスをパイプラインで実証試験センターまで運び、そこで分離・回収された CO2 を 2 本の圧入井を通して海底下に圧入。

ガス供給設備

苫小牧CCS実証試験センター

パイプライン

出典 「Esri,:
DigitalGlobe,GeoEye,i-cubed,USDA,USGS,AEX,Getmapping,

滝ノ上層圧入井Aerogrid,IGN,IGP,and the GIS User Community」を加工

萌別層圧入井

自然地震と微小振動を観測するために、多数の地震計を広範囲に設置しました。
陸上地震計
ガス供給設備（出光興産（株）
北海道製油所内）

圧入井 2坑（坑口）

滝ノ上層観測井 OB-3（鉛直）萌別層観測井 OB-2（鉛直）CCS実証試験センター（CO2 分離・回収 /圧入設備）滝ノ上層観測井 OB-1
調査井より改修（坑口）

OBC 接続ケーブル

滝ノ上層観測井（OB-1）

OBS

三次元弾性波探査
作業範囲
萌別層圧入井（IW-2）

滝ノ上層圧入井（IW-1）OBS
COBC（Ocean Bottom Cable: 海底受振ケーブル）

OB

OBS

OBS

微小振動、自然地震観測、弾性波探査に使用

NOBS（Ocean Bottom Seismometer: 海底地震計）
微小振動、自然地震観測に使用
0

1

2

3

45 km

出典：「LC81070302016141LGN00, courtesy of the U.S. Geological Survey」を加工※本実証試験を通じた微小振動観測システムの最適化検討の結果、陸上地震計と海底地震計（OBS）の運用を停止しても微小振動観測が可能であることが確認されたため、2021年度に両システムの運用を停止し撤去しました。現在は、観測井と常設型OBCを用いて常時観測を継続しています。

日本CCS調査株式会社 https://www.japanccs.com/

国立研究開発法人 新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）委託事業

苫小牧 CCS 大規模実証試験

分離・回収設備

2 段吸収法を採用し、省エネルギーでの分離・回収を実現
分 離・回 収 設 備

CO2 含有ガス中のCO2を分離・回収

日量600トン（年間20万トン相当）の分離・回収能力があります。

CO2 吸収塔

アミン溶液によりCO2 を吸収
アミンタンク

CO2 放散塔

アミン溶液を加熱することによりCO2 を放散

低圧フラッシュ塔

減圧効果等でアミン溶液から
CO2 を放散分離・回収 法
CO2回収率99％

CO2
CO2を含まないガス
低圧フラッシュ塔

CO2CO2 吸収塔

CO2を含むガス

2段吸収法

CO2 吸収塔（粗取り）

CO2高濃度アミン液

CO2中濃度アミン液
CO2 放散塔

加熱

CO2低濃度アミン液

・低圧フラッシュ塔で減圧によりCO2 を回収
・CO2 放散塔の水蒸気熱を低圧フラッシュ塔で利用し CO2 を回収
・CO2 放散塔においては、低圧フラッシュ塔からの CO2 中濃度アミン溶液の一部のみを再生すれば良いため、CO2 放散塔の加熱エネルギーを低減

日本CCS調査株式会社 https://www.japanccs.com/

CO 2 を含むガスの圧力及び CO 2 分圧が大きい場合、通常型フローの約 1/3 〜 1/2の分離・回収エネルギーとなる（分圧：混合気体の各成分気体の圧力）

国立研究開発法人 新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）委託事業

苫小牧 CCS 大規模実証試験

圧入設備

地下に CO2を安全に圧入するために、適切な圧力まで昇圧する設備
C O 2 圧縮 設 備
分離・回収したCO2を圧入圧力まで昇圧

第一低圧 CO2 圧縮機
第二低圧 CO2 圧縮機（〜 9.30MPaに昇圧）
萌別層に圧入高圧 CO2 圧縮機（〜 22.8MPaに昇圧）
滝ノ上層に圧入

2つの圧入井
（坑口部分）

滝ノ上層圧入井萌別層圧入井日本CCS調査株式会社 https://www.japanccs.com/

国立研究開発法人 新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）委託事業

苫小牧 CCS 大規模実証試験

2つの圧入井海底下の深さの違う2つの地層に圧入する井戸
CO2 圧入対象層（模式断面図）

苫小牧海底下の地層
0400

800

1200

1600

2000

2400

2800

3200

3600

4000

4400

4800m
00-800第四系

萌別層観測井-400-400

鵡川層（礫岩、砂岩、泥岩）
萌別層圧入井-800（泥岩）
遮へい層 萌別層（砂岩）
貯留層 萌別層

-1200

-1200

荷菜層
（泥岩）

滝ノ-1600

平取＋軽舞層（泥岩）

上層-1600

遮へい層

圧入井

-2000

-2000

-2400

-2800

-3200

振老層
（泥岩）

-2400

貯留層

（火山岩類）
滝ノ上層 T1 部層-2800-3200

滝ノ上層泥岩層

0-3600m

2001,000m※圧入井坑跡における模式断面図（縦：横 =1：1）-3600m萌 別 層 圧 入 井（坑 内 模 式 図）
垂直深度

1,188m

緊急遮断弁

第四系

水平偏距

最大傾斜

3,058m83°（坑口から坑底までの水平距離） （鉛直方向からの傾き）

耐CO2ケーシングパイプ（クローム鋼）
耐CO2セメント

464mMD（458mVD）

温度・圧力計鵡川層

スクリーンパイプ
直径12mmの孔が多数開いた管をスクリーンで包み、砂の流入を防ぎます。
スクリーンパイプ全体からCO2を地層内に圧入。

1,525mMD（864mVD）

萌別層泥岩
2,395mMD（970mVD）

萌別層砂岩

掘削長

3,650mチュービンクパイプ

TD3,650mMD（1,188mVD）

耐CO2セメント

圧入区間

1,194m

MD：掘削深度 VD：垂直深度 TD：掘り止め深度

日本CCS調査株式会社 https://www.japanccs.com/

国立研究開発法人 新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）委託事業

苫小牧 CCS 大規模実証試験

モニタリング

CO2 圧入後の状態や、圧入による影響を観測
貯留層

自然地震、微小振動貯留層での CO 2 の挙動観測。
観 測 デ ー タ を CO2 挙 動 予 測
シュミレーションと比較・分析します。

海洋環境

地下の CO 2 が自然地震の影響を受けていないこと、CO 2 圧入と微小振動の発生には関連がないことをデータで確認します。

海洋汚染防止法に基づき、海流、水質、海底の泥、海洋生物などの調査・観測を行います。

自然地震と微小振動を観測するために、多数の地震計を広範囲に設置しました。

モニタリングシステムの概要
管理棟（観測データ集約）←観測データ

観測データ→

OBS↑観測データ

滝ノ上層
圧入井←観測データ↑観測データ滝ノ上層
観測井 OB-1↑観測データ↑観測データアタリ

CO2 圧入→

陸上設置
地震観測点

CO2 圧入→観測データ→←観測データ萌別層
観測井 OB-2

Hi-net データ（自然地震）

滝ノ上層
観測井 OB-3

萌別層
圧入井

OBSOBSOBS

常設型OBC

萌別層砂岩層：CO2 流量センサー：温度・圧力センサー：3成分地震計

滝ノ上層 T1部層※OBC（Ocean Bottom Cable:海底受振ケーブル）微小振動、自然地震観測、弾性波探査に使用、OBS（Ocean Bottom Seismometer:海底地震計）微小振動、自然地震観測に使用※本実証試験を通じた微小振動観測システムの最適化検討の結果、陸上地震計と海底地震計（OBS）の運用を停止しても微小振動観測が可能であることが確認されたため、2021年度に両システムの運用を停止し撤去しました。現在は、観測井と常設型OBCを用いて常時観測を継続しています。

海洋調査範囲ROV( 遠隔操作無人探査機 )スミスマッキンタイヤ採泥器

計器室

バンドーン採水器

港湾区
●域観測点

苫小牧港港湾区域内 12 観測点

出典：「LC81070302016141LGN00, courtesy ofthe U.S. Geological Survey」を加工

日本CCS調査株式会社 https://www.japanccs.com/

分散制御システムにより各設備を制御し、運転状況や異常を監視

国立研究開発法人 新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）委託事業