U.S Department of Energy Supported Carbon Capture and Storage R&DDarin Damiani
Carbon Storage Program ManagerU.S. Department of Energy Office of Fossil Energy
Washington, DC United States
The U.S. Department of Energy (DOE) is taking steps to reduce carbon dioxide (CO 2 ) emissions
through clean energy innovation, including carbon capture and storage (CCS) research. The DOE
Office of Fossil Energy CCS R&D programs are advancing technologies related to the reliable,
efficient, affordable, and environmentally sound use of fossil fuels that are important tomaintaining national energy security.
Since 1997, DOE’s CCS R&D programs have significantly advanced the CCS knowledge basethrough a diverse portfolio of applied research projects. CCS R&D activities are structured toachieve integrated, commercial scale CCS projects in the 2025-2035 timeframe. The Carbon
Capture program is focused on the development of post-combustion, pre-combustion, andadvanced combustion CO 2 capture and novel compression technologies for new and existing fossil
fuel-fired power plants and industrial sources with the goal to reduced parasitic energy load andcost. Post-Combustion research focuses specifically on developments related to second generationand transformational technologies that capture CO 2 after the fuel is combusted for new andexisting fossil fuel-fired power plants. The aim is to achieve CO 2 capture at a cost of electricity(COE) at least 20% less than state-of-the-art (SOTA) solvent systems (~$40/tonne captured).
Research on pre-combustion capture systems focuses on the development of transformational
technologies that achieve a 30% reduction in the COE relative to SOTA capture technologies suchas Rectisol® and Selexol®. Research on advanced combustion capture systems focuses ondevelopment of technologies such as pressurized oxy-combustion and chemical looping processes,
to achieve $40/tonne CO 2 capture cost or less.
The Carbon Storage Program is focused on ensuring the safe and permanent storage and/or
utilization of captured CO 2 . The Storage Program is developing and advancing geologic storage
technologies both onshore and offshore that will significantly improve the effectiveness of CCS by
reducing cost, uncertainty and risk. The technology development and field testing conducted
through this Program will be used to benefit the existing and future fleet of fossil fuel power
generating and industrial facilities by creating tools to increase our understanding of geologic
reservoirs appropriate for CO 2 storage and the behavior of CO 2 in the subsurface. The Advanced
Storage R&D component of the Storage Program focuses on analytic studies, laboratory, and pilotscale research to develop technologies that can improve wellbore integrity, increase reservoir
storage efficiency, improve management of reservoir pressure, ensure storage permanence,quantitatively assess risks, and identify and mitigate potential release of CO 2 in all types of storage
formations. The Infrastructure component focuses on scale-up of CCS and involves field validationof technology options, including large-volume injection field projects at pre-commercial scale toconfirm system performance and economics. Future research involves commercial-scalecharacterization for regionally significant storage locations capable of storing greater than 50
million metric tons of CO 2 in a saline formation. These projects will lay the foundation for fully
integrated carbon capture and storage demonstrations. Future research will also bring added
focus on offshore CCS.

米国エネルギー省の支援する CCS の R&D
Darin Damiani
Carbon Storage Program Manager
U.S. Department of Energy Office of Fossil Energy
Washington, DC United States
米国エネルギー省（DOE）は、二酸化炭素回収貯留（CCS）の研究を含むクリーンエネル
ギーの革新を通して、二酸化炭素（CO 2 ）の排出量を削減するための取り組みを行っている。DOE の化石エネルギー部による CCS R&D プログラムは、国家のエネルギー安全保障を維持する上で重要な化石燃料の高信頼性、高効率性、合理的コスト、環境性を有する利用に関する技術を開発している。
DOE の CCS R&D プログラムは、1997 年以降、多様な分野の応用研究プロジェクトを通して CCS の知識基盤を大幅に向上させてきた。CCS の R&D の取り組みは、2025〜2035 年の間に商業規模の統合 CCS プロジェクトを実現するように構成されている。CO 2 回収プログ
ラムは、必要となるエネルギーとコストの低減を目標として、既存および新規の化石燃料火力発電所および産業排出源向けに、燃焼後、燃焼前、先進燃焼の CO 2 回収および新しい圧縮技術の開発に重点を置いている。燃焼後回収の研究は、新規および既存の化石燃料発電所で燃料を燃焼させた後に CO 2 を回収する技術のうち、第 2 世代および革新的技術開発に特に重点を置いている。その目的は、最先端の（SOTA）溶媒吸収液システム（40 ドル/回収トン程度）よりも、CO 2 回収の発電原価（COE）を 20％以上低減することである。燃焼前回収システムに関する研究は、Rectisol®や Selexol®などの SOTA 回収技術と比較して、COE が 30％削減される革新的技術の開発に重点を置いている。先進燃焼回収システムに関する研究は、加圧酸素燃焼やケミカルルーピングプロセスなどの技術開発に焦点を当て、40 ドル/トン以下の CO 2 回収コストの達成を目指している。
CO 2 貯留プログラムは、回収された CO 2 の安全かつ恒久的な貯留あるいは利用を実現することに焦点を当てている。貯留プログラムは、陸域と海域の両方における地中貯留技術を開発・発展させており、コスト、不確実性、リスクを低減することによって CCS の有効性を大幅に向上させる。このプログラムを通じて実施された技術開発とフィールド試験は、CO 2 貯留に適した貯留層と地中での CO 2 挙動の理解を向上させるツールを作成することで、既存および将来の化石燃料発電所と産業施設に役立つことになる。貯留プログラムにおける先進的貯留 R&D 分野では、解析的研究、ラボレベルおよびパイロット規模の研究に焦点を当て、坑井健全性の向上、貯留層の貯留効率の向上、貯留層圧管理の改善、貯留の恒久性の確保、リスクの定量的評価、あらゆるタイプの貯留形態での潜在的な CO 2 漏洩の特定と緩和に資する技術開発を行う。インフラ分野では、CCS のスケールアップに重点を置いており、システムの性能と経済性を確認するために商業規模の前段にあたる大規模圧入フィールドプロジェクトなど、技術オプションの現場検証に取り組む。今後の研究として、5 千万トン以上の CO 2 を塩水帯水層に貯留できる重要な貯留域における商業規模の特性評価がある。これらのプロジェクトは、完全統合型 CCS 実証プロジェクトの基礎を築くことになる。また、海域 CCS にも重点が置かれることになっている。