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革新的環境技術シンポジウム◆

CCSの実現に向けたRITEの取組の現状と展望(公財)地球環境産業技術研究機構（RITE）
企画調査グループ

都筑 秀明
1

目

次

１．CCSを巡る最近の動向
２．CCSのISO化の動き
３．ゼロエミッション事業の結果とCO2貯留層調査の必要性
４．より経済的で安全なCCS技術（SUCCESS）の提案
５．まとめ

2

目

次

１．CCSを巡る最近の動向

32050年までのCO2削減寄与度

4電力、産業別のCCS設置によるCO2削減量

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IEA CCSロードマップの概要（１）○これまでに分かったこと
 CCSは、低炭素エネルギー技術の中の重大な構成要素である。
 CCSの回収、輸送、貯留の各技術は、全般的よく理解され、幾つかの事例では成熟しているが、一般の方などの関係者からの理解不足が展開の遅延や困難さを招いている。
 政府等は、CCSプロジェクトを進めるため、インセンティブや規制の枠組みを構築するとともに、政府間の協力を推進すべきである。
 CCSは、電気事業だけでなく、製鉄、セメント等の産業への適用が必要である。
 CCSによる2050年までの累積のCO2削減量の70％を占める非OECD諸国にCCSを大規模に展開する必要がある。
 CCSのための強いビジネスモデルの開発など、将来のエネルギー需要を勘案した計画と行動が必要である。

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IEA CCSロードマップの概要（２）○今後７年間で特に重要な７つの行動
先導する機関求められる活動

政府

プロジェクトへの民間投資を促すため、CCSの実証と早期展開のための財政支援メカニズムの導入

政府

CCSの貯留地点の探査、特性化、開発を促進する政策の推進

政府

新規の火力発電所にCCS-readyの能力を効果的に求めるよう、多面的資金提供はもちろん、国内法や規制の開発

産業

CO2回収が未だ実証されていない産業におけるCO2回収システムのパイロット規模での実証

政府

一般公衆や関係者において、CCS技術や普及の重要性の理解改善に向けた一層の努力

産業／研究機関 継続的な技術開発を通じてCO2回収システムを装備した火力発電コストの低減と可能な限り効率的な火力発電の利用
政府

将来の需要中心地とCO2の量を想定したCO2輸送インフラの効率的な開発
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プロジェクトライフサイクル別および地域／国別大規模統合プロジェクト

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CCSに関する規制の海外動向
国名CO2に関する主な規制概要

米国○EPAによる新排出性能基準（EPS)規制案:
・新規石炭火力：1,100 lb/MWh-gross（499 kg/MWh）・新規ガス火力：1,000 or 1,100 lb/MWh-gross（454 or 499kg/MWh）○各州によるEPS規制（カリフォルニア州、ワシントン州、オレゴン州）
・ベースロード電源：500kg/MWh

カナダ○EPS規制：新設石炭火力等：420kg/MWh

英国○EPS規制案：新設石炭火力：450kg/MWh○CCS-Ready規制：300MW（スコットランドは50MW）以上の新設火力

EU○EUCCS指令（CCS-Ready規制）：300MW以上の新設火力（国内法移行済の国：スペイン、デンマーク、オランダ、イタリア、フランス、リトア
ニア、マルタ、スロベニア、ポルトガル、ルーマニア）

9東京電力の火力電源入札に関する関係局長級会議取りまとめ（CCS関連抜粋）○2050 年目標との関係（概要） 国は、当面は、2020 年頃のCCS の商用化を目指したCCS 等の技術開発の加速化を図る。
 CCS 導入の前提となる貯留適地調査等についても早期に結果が得られるよう取り組む。
 商用化を前提に、2030 年までに石炭火力にCCS を導入することを検討する。
 貯留適地の調査や、CCS Ready において求める内容の整理を行った上で、出来るだけ早期にCCS Readyの導入を検討する。
 2050 年までに温室効果ガス排出量80%削減を目指すために、2050 年までの稼働が想定される発電設備については、事業者に対し、二酸化炭素分離回収設備の実用化に向けた技術開発を含め、今後の革新的な二酸化炭素排出削減対策についても継続的に検討を進めることを求める。
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目

次

２．CCSのISO化の動き

11ISO/TC265体制
ISO/TC265の体制

WG1 (回収) コンビーナ：日本
事務局 ：日本

ISO/専門委員会（TC265）
Carbon Dioxide Capture, Transportation and Geological Storage(CCS)（二酸化炭素回収・輸送・地中貯留）

議長国：カナダ
幹事国：カナダ、中国Pメンバー：１７カ国
Oメンバー：１０カ国
リエゾン：６機関

国内の体制
国内審議団体：ＲＩＴＥ
経済産業省に設置されている日本工業標準調査会（ＪＩＳＣ）からの委託

WG2 (輸送) コンビーナ：ドイツ
事務局 ：ドイツ
WG3 (貯留)

コンビーナ：カナダ、日本
事務局 ：カナダ

WG4 (定量化と検証：Q&V)
コンビーナ：中国、フランス
事務局 ：中国

WG5（横断的課題：クロスカッティングイッシュー）

コンビーナ：フランス、中国事務局 ：フランス

WG6 (EOR)

コンビーナ：米、ノルウェー
事務局 ：未定回収WG 主査：東井主席研究員（RITE)
ISO/TC265
国内審議委員会
委員長 ： 佐藤教授（東大）
メンバー ： 約２５名

輸送WG 主査：尾崎教授（東大）
貯留WG 主査：松岡教授（京大）
Q&V・クロスカッティングイッシューWG
主査：赤井招聘研究員（産総研）これまでの経緯★ISO/TC265の活動・専門委員会（TC265）の設立（2011年10月）
・第１回ISO/TC265総会（2012年6月パリ）
・第２回ISO/TC265総会（2013年2月ﾏﾄﾞﾘｰﾄﾞ）→リーダシップ決定、５つのWG設立
・第３回ISO/TC265総会（2013年9月北京）→新業務項目提案（NWIP）の承認、標準化具体的にスタート
・関連WG会合開催（2013年6月以降）★国内の活動・国内審議委員会、関連WGの設立(2012年4月）
・ISO/TC265総会の活動に合わせて、国内審議委員会、関連WG会合、タスクグループ会合を開催
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ISO/TC265第3回総会の概要
１．日時：２０１３年９月２４日-２５日
２．場所：中国石油大学（CUPB） 中国／北京
Standardization Administration of the P. R. China 主催

CUPB正門前の立て看板

３．参加者
・P-メンバー(全１６カ国）：１１ヵ国
カナダ、中国、オーストラリア、フランス、ドイツ、日本、韓国、マレーシア、ノルウェー、米国、英国
欠席 オランダ、イタリア、南アフリカ、スイス、スペイン
・リエゾン（全６機関）： ３機関GCCSI、 IEAGHG、WRI
欠席 IEA、CSLF、EIGA
・日本： １５名
第３回TC総会会合風景
14総会における決議事項
決議事項（Resolution)の主なものは以下① NWIP（New work item proposal)のプロセス• WG１（回収），２（輸送），３（貯留），５（横断的課題）の新業務項目提案（NWIP）を了承• ＣＡＧ＊１）の審議により、直接投票かＴＣ総会での議論を経て投票か決定＊１) Chair’s advisory group② WG4（定量化と検証）のテクニカルワークの開始• ＮＷＩＰ投票と並行して内容を開発する③ EOR（石油増進回収法）に関する新しいWGの立ち上げ• ＷＧ６を設立（コンビーナ：米国、ココンビーナ：ノルウェー）しNWIP作成④ バウンダリー（境界）を検討するアドホックグループの設立• 各ＷＧの境界を検討するアドホックグループの設立（ＷＧ２のコンビーナがリーダ）。次回ＴＣ総会までに検討結果を出す。

⑤ リエゾンについて• TC207/SC7及びTC67/SC2とのリエゾンを結ぶ⑥ ビジネスプランアドホックグループの再設立⑦ 次回会合（ＷＧ会合を含む）• 2013年３月３１日－４月４日 ドイツ、ベルリン

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各WGの状況
WG
WG1
（回収）
WG2
（輸送）
WG3
（貯留）
WG4（定量化と検証）

WG5（横断的課題）

WG6（CO2-EOR）

新業務項目
提案（NWIP）

種別

承認済み

技術報告書（TR）と国際規格（IS）
回収技術、プロセス

承認済み
承認済み

国際規格（IS）
ﾊﾟｲﾌﾟﾗｲﾝ輸送
国際規格（IS）
陸域、海域の貯留

検討中

技術報告書（TR）と国際規格（IS）
定量化と検証

承認済み

国際規格（IS）
ボキャブラリ

出版目標
TR:2015年
IS:2017年
2016年
2017年

検討中

2016年

備考
・TR:日本案ベース
・章別に編集グループ
・IS：対象を絞り込む
・ベースはDNV-RP-J202
・章別に編集グループ
・次に船、車両輸送
・ベースはCSA-Z741
・章別にTechnical Panel・TR・次にシリーズでIS化

・次の目標はシステムインテ
グレーション・他のWGとの重複を避ける

検討中

検討中

検討中
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各WGスケジュール
ISO/TC265活動スケジュール
2013
９月

ISO/TC265

１０月

２月

9/15

WG3(貯留）9/15

セクションに分けて編集作業

第2回

第3回

2月
（ﾃﾚｺﾝ）

3/31-4/1（ﾍﾞﾙﾘﾝ）

５月

６月

第4回会合3Q/2013
にてCDへ
WD for Technical Report

第2回
セクションに分けて編集作業

2/12-13（ﾛ ﾝﾄﾞﾝ）

第2回

第1回
9/19-20（ﾄ ﾛﾝﾄ）セクションに分けて編集作業

3/31-4/1（ﾍﾞﾙﾘﾝ）

NWIP作成3/31-4/1（ﾍﾞﾙﾘﾝ）

第1回
9/23
（北京）

9/15

４月

4/2-5
（ﾍﾞﾙﾘﾝ）

9/23（北京）

WG4(Q&V）

３月

第4回

WG2（輸送）WG6（CO2-EOR）

１月

第3回9/20 第1回（ｸﾛｽｶｯﾃｨﾝｸﾞｲｯｼｭｰ）

１２月

9/24-25
（北京）

WG1
(回収）

WG5

１１月

2014

第1回
9/23
（北京）

ク ロスカッティン
グ用語リスト

各ＷＧより用語収集

NWIP作成NWIP投票（3ヵ月）

第2回

第2回
3/31-4/1（ﾍﾞﾙﾘﾝ）

2013/10
CDへ
WD for International

第1回
3/31-4/1（ﾍﾞﾙﾘﾝ）

CAG（Chai r's A dvi s ory Group）

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目

次

３．ゼロエミッション事業の結果とCO2貯留層調査の必要性

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NEDO革新的ゼロエミッション石炭火力発電プロジェクト
ー貯留地点の選定と貯留の経済性検討ー「石炭火力から発生するCO2を分離・回収・貯留するCCSを含めたゼロエミッション型の石炭ガス化発電技術の実施可能性を検討する」ことを目的とした本事業（H20FY～
H24FY）のうち、RITEは応用地質株式会社殿と共同で、「CO2の貯留システムの概念設計と貯留ポテンシャル評価」についての検討を実施した。
○主要結論• 貯留層評価手法の構築、貯留エンジニアリングの調査、および全国レベルでの貯留層評価を行い、これらを基に、本プロジェクトにおけるサイト選定の指針とさらに貯留層の選定にあたっての配慮事項をさだめ、それに従って本プロジェクトで検討を行う貯留地点としてA,B,Cの3地点を定めた。
• 想定貯留地点での貯留設備の概念設計を行い、実証規模（２４万トンCO2/年）および商用規模（１５４万トンCO2/年）の貯留設備の概算費用を算出した。
• さらに大規模貯留サイトとして、貯留地点Dを選定し、1000万トンCO2/年を貯留するための設備の概念設計と費用の算出を行った。大規模貯留は小スケールの貯留層を多数開発するよりコスト的にも有利となる。
• 調査結果を基に貯留層経済性評価ツールの作成した。さらに、日本からCCSを海外に輸出し、CO2貯留するための海外貯留層の調査を行い、選定したサイトを「全体システム設計」グループに提供した。
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我が国における貯留可能サイトと貯留ポテンシャルのサーベイ
分布位置図－全国貯留層賦存量：約1,500億トン-CO2◆石炭火力発電所

20本プロジェクトの目的にかなった
CO2地中貯留サイトの選定
想定貯留サイト
A地点

B地点

C地点

D地点

東北日本海側沿岸域

東日本太平洋側沿岸域

西日本大陸棚沖合

西日本大陸棚
沖合

離岸距離

1.5km

5km

約30km

約140km

水深約50m

約15m

約120m

約120m

深度

900, 1500m

1800m

1500, 2500m

1500m

貯留可能量
億トンCO2～２～９～27～49

貯留システム陸上から傾斜井

着底プラットフォーム

浮体プラットフォーム

浮体プラットフォーム
大規模貯留

貯留概算費用

約260億円

約210億円

300～380億円 約310億円

位置（154万ｔ-CO2/年）
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大規模な貯留サイトの調査と貯留システムの検討
地点Ｄにおける商用機と大規模貯留費用の比較
大規模貯留のケースであるB.は一気に建設を行った場合

A：地点Ｄ

A.154万ﾄﾝ
B.Ｂ：地点Ｄ1000万ﾄﾝ

大規模貯留に関する概算貯留システム費用の比較
一気に建設を行った場合と順次展開していった場合

地点Ｄ
一気に建設
地点Ｄ順次建設22

貯留層経済評価ツールの作成
将来の本格的なCCS実施に際して、CO2貯留層を選定するためには、その地点での貯留可能量や貯留の安全性とともに、経済性についても評価しなければならない。貯留層のスクリーニング段階において、輸送までを含めた経済性を評価することは容易ではないため、
この貯留層選定作業を支援するための「貯留層経済性評価ツール」を作成した。
値の更新、計算式見直し

地中貯留PJ
報告書
・既往調査報告書

地中貯留PJ
賦存量・DB

貯留層GIS
DB

コストDB

貯留層GIS
経済評価DB

数箇所
ポイント・ポリゴンデータ
グリッドデータ
構造図
層厚
孔隙率
浸透率
泥岩の密度
地層破壊圧
温度勾配
砂泥比

位置情報
既存坑井位置
震探位置
水深離岸距離
断層情報

位置
貯留層面積
層厚
CO2貯留量浸透率

経済性評価PG

貯留層選定
経済性を考えたCO2分配貯留コストの算出

地層破壊圧
水深
離岸距離
道路データ（PL)貯留層評価点数23

今後の課題
1. CO2貯留サイトの探査

各地域でCO2地中貯留に着目した新たな調査が必要

2. 国内実証、海外連携を通じたCO2貯留層設計スキルの向上

大規模実証試験の経験を、十分にシェアできる様にしておくこと、海外の大規模貯留プロジェクトと緊密なネットワークを構築し、大規模実証試験での多数経験を取り込めるようにしておくこと

3. CCSシステム全体の最適化プランニング
サイトでのエネルギー供給の問題、より安価で効率的なシステムの選定、および将来を見通したプランニング

4. CCS実用化に向けた道筋の明確化と、大規模プロジェクトの具体的な計画作成
具体的な排出源、具体的な貯留層に対して行う、より実際的なプランの作成

5. 我が国の優秀な技術をより展開できるようにすること
国内での実証試験で技術を磨く、海外との連携、国際標準化に積極関与
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将来に向けた提言
1. 大規模貯留は小スケールの貯留層を多数開発するより有利であるため、その探査をすすめる。特に山陰沖から九州北部にかけての大規模な堆積層は有力な候補である。
2. 北部九州エリアには、CCSに有望な地点があるので、これらの地域についてより詳細な調査を実施し、大規模貯留プロジェクトの具体的な計画作成とFSを実施する。
3. 貯留層開発の優先順位付けを行い、それに従いさらなる探査を行うとともに、貯留層に関する情報をデータベース化して、関係者がアクセス可能にする。これと並行して、CO2地中貯留における貯留層の探査をより効率的に行うための、技術やツール開発を行う。
4. 国内での実証試験の実施を推進するとともに、多くの海外の機関・プロジェクトとのネットワークを構築し、知識・経験の共有化を図る。また、国内での実証試験で技術を磨き、海外進出のための基本データとする。特にアジア諸国との連携を強化し、人材育成事業等を通じた普及啓発活動を推進。相手国での日本のプレゼンスを高め、インフラ・システム輸出を促進する。
5. CCSの国際標準化の推進によって、CCSの安全性を保証するとともに、フェアな競争が可能となるような環境を整備。また国際標準を基に、法規制の整備が未発達な諸国でのCCSの実施を推進する。
25

目次

４．より経済的で安全なCCS技術の提案（SUCCESS)26

次世代CO2貯留・利用システム（SUCCESS）（ Storage & Utilization of CO2 for Coexistence of Economical & Safe System）
 従来のCCSとの違い帯水層内の地層水等を排出することで、次の効果が期待される。
 効果1. 地熱エネルギー回収 収入の確保
排出する高温の地層水から熱エネルギーを回収し有効利用する。
 効果2. 地層圧緩和 安全性の向上
圧入時の帯水層の地層圧上昇を緩和するので、地層圧の異常上昇に備えた安全対策ツールとして利用する。
 効果3. CO2圧入レート改善 コストの削減
地層圧の上昇が緩和されるので、井戸1本当たりのCO2圧入速度を大きく取れる。

効果2.地層圧削減

効果3.CO2圧入レート改善

Ⅰ. 地熱エネルギーの回収

Ⅱ. 地層圧上昇の緩和＋CO2圧入レート改善






CO2が帯水層内に満ちた後に、CO2を循環させて地熱エネルギーを回収する次世代CCS技術。
CO2の持つ優れた熱抽出媒体としての特性を利用。
米国LBNLは実証試験を計画中。



帯水層内の地層水等を排出しながら、CO2を帯水層へ圧入する次世代CCS技術。
地層圧をコントロールし、高いCO2圧入レートと、安全なCCSを実現。地熱エネルギーの回収も可能。
豪州はGorgonプロジェクトで一部技術が採用され実用化。

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地層水排出のメリット
効果2. 地層圧緩和効果•地層圧緩和•圧入時の帯水層の地層圧上昇を緩和する方向に働くので、CCS安全対策ツールとして利用できる。
例えば、地層圧が地層破壊圧を超えるような異常な上昇を始めた場合に、安全弁のように強制的に地層圧を下げる効果が期待できる。
キーワード：安全性

出典； Methodologies for Site Characterization and Storage Capacity Estimation for Geological Storage of CO2, CO2CRC, Australia

効果3. CO2圧入レート改善効果•圧入レート改善

地層圧が下がれば、井戸1本当たりのCO2圧入量が増える方向に働くので、より効率良くCO2を圧入することができる。
キーワード；圧入効率性、経済性の向上

出典； An integrated economic and engineering assessment of opportunities for CO2 injection with water production in South-East Queensland, P.R. Neal, Australia, GHGT1128

地層水の排出による地層圧制御の例
帯水層へのCO2貯留 Gorgonプロジェクト（豪）圧入井：合計９つの圧入井を持つ３つの掘削センターを設置
合計４つの地層水の生産井と２つの水の圧入井を持つ２つの掘削センターを配置。
圧入によって上昇する地層圧の影響緩和のため、圧力調整が必要。
• 圧入レートの維持• 地層破壊圧への到達を避ける• 貯留能力を最適化

 プロジェクト技術評価書 西オーストラリア州 鉱物・資源省
Prepared by CO2CRC Technologies Pty. Ltd

地層圧が上昇した場合の対策として、CO2を圧入している帯水層から水を抜くことが記載されている。

29

目次

５．まとめ

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まとめ（１）【CCSの動向】• 低炭素社会の構築向けて、CCSは引き続き大きな役割を担う。
• CCSの導入に向けては、財政支援の導入等のインセンティブ、貯留地点の探査、CCS-ready等の規制の開発、産業分野での実証試験の実施、一般国民への理解の促進等が必要である。
• 海外の一部の国においては、CCS-readyや新排出性能基準（EPS）などの規制の導入がされつつある。
• 我が国においても、CCS技術の研究加速、貯留地点調査の実施などのCCS導入に向けた取り組みが行われている。
【CCSのISO化】• CCSのISO化については、ほとんどのWGの新業務項目提案（NWIP）が了承。
• 各WGにおいて、技術報告書（TR）の作成や技術的検討が行われつつある。
• CO2-EOR（石油増進回収法）のWGが新たに設置。
• 2016年度以降に国際標準（IS)等が策定予定。
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まとめ（２）【ゼロエミッション事業の結果とCO2貯留層調査の必要性】• 本事業において、貯留コストの試算を実施。154万t-CO2／年の実証規模で210～380億円。沖合で実施する場合の方が費用は高い。大規模貯留は小スケールの貯留層を多数開発するよりコスト的にも有利。
• CCSの導入促進のためには、CO2貯留サイトの探査、CCS全体システムの最適化、大規模プロジェクトの具体的な計画作成などに取り組む必要がある。
• 特に、貯留層開発の優先順位付けと、さらなる探査を行うとともに、貯留層に関する情報をデータベース化して、関係者がアクセス可能にすることが重要である。
【より経済的で安全なCCS技術（SUCCESS)の提案】• SUCCESSは、帯水層内の地層水等を排出することで、従来なかった効果（地熱有効利用、地層圧緩和、圧入レート改善)が期待できる次世代のCO2貯留・利用システム。
• RITEとして、今後FS調査を実施していく予定。

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ご清聴ありがとうございました

公益財団法人 地球環境産業技術研究機構

Research InstituteofInnovative Technology for the Earth
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