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革新的環境技術シンポジウム 2016◆

CO2大規模地中貯留の安全管理技術開発
ー実用化を目指す技術研究組合の取り組みー(公財)地球環境産業技術研究機構（RITE）
CO2貯留研究グループ・主席研究員
二酸化炭素地中貯留技術研究組合・技術部長
せつ

じきゅう

薛自求

目 次
海外の大規模CO2地中貯留最新動向
QUEST（カナダ）／ICCS（米国）国内の大規模貯留実用化に向けて
長岡圧入実証試験（陸域）、苫小牧大規模実証試験（海域）、実用化（Up-Scaling）

大規模地中貯留の安全管理技術開発
技術研究組合の取り組み及びその役割
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QUESTプロジェクトの概要（1/3）
 分離・回収 輸送（pipeline）
 貯留

オイルサンド改質

圧入井：3本（複数坑井）

CO2貯留量：
約100万トン／年 ｘ 25年間
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QUESTプロジェクトの概要（2/3）
複数坑井ある間隔で掘削された3本の圧入井

CO2回収量＆地質特性
貯留層（多孔質砂岩）
複数の圧入井位置決め＆掘削時期深 度： 約2,000m
孔隙率： 約17%
浸透率： 約1,000md

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QUESTプロジェクトの概要（3/3）
MMV: Measurement, Monitoring and Verification Plan

CO2分布予測（地質モデルを用いた流動シミュレーション）

5Decatur（米国）： ICCS プロジェクト概要
事業者：エターノル製造会社

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Decatur ICCS の挑戦: 圧入後監視期間

監視期間：50年から10年に短縮
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目 次海外の大規模CO2地中貯留最新動向
QUEST（カナダ）／ICCS（米国）国内の大規模貯留実用化に向けて
長岡圧入実証試験（陸域）、苫小牧大規模実証試験（海域）、実用化（Up-Scaling）

大規模地中貯留の安全管理技術開発
技術研究組合の取り組み及びその役割
8長岡サイト  苫小牧サイト

実用化規模へ2020

基盤技術の実適用
基盤技術開発苫小牧大規模実証試験
貯留適地調査全国貯留量評価

2000 基礎研究

実用化：圧入レート、貯留量、経済性、政策
9地中貯留技術開発の現状認識（米国／DOE）
Much Progress on Carbon Storage, But Uncertainties Remain If cost issues lie with capture, risk issues lie with storage• Questions about scale up, liability, performance Current program reflects progress made• Overall reduction from prior years• Emphasis on key areas (e.g., geomechanics)• Emphasis on integration (e.g., NRAP)
ThenCCS Program Initiated(1997)

Now
Progress to Date

FutureCCS Broad Commercial
Deployment

Storage R&D• Little known• Knowledge gained andtools being developedand tested• “Commercial toolbox”
developedInfrastructure/Field Tests• Little known; Sleipner
project initiated• Increased visibility;
Knowledge gained andlessons learned• Potential realized;
Frameworks in place formarket deployment
10A technology pipeline for affordable CCS in USA

CO2 Capture

CO2 Storage

Advanced Energy Systems

Crosscutting Research

Cost-effective capture for
new and existing plants

Safe, permanent storageof CO2 from power andindustry

Gasification, advanced
turbines, advanced
combustion, and fuel cells

Crosscutting technology
development

貯留層規模／CO2圧入規模のUp-scaling
により、貯留層評価＆地質モデル構築、地層水圧増加＆力学的安定性監視、微小振動＆誘発地震観測、CO2挙動モニタリング＆長期挙動予測2020

基盤技術の実適用
基盤技術開発全国貯留量評価

苫小牧大規模実証試験
貯留適地調査基盤技術を苫小牧や貯留適地サイトへの適用によって、不確実性を低減させるととともに運用・検証・普及（実用化）へ、一部の技術は海外機関等との連携が必要

2000 基礎研究

絶対的にクリアすべき技術か、より良くする技術か

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目 次
海外の大規模CO2地中貯留最新動向
QUEST（カナダ）／ICCS（米国）国内の大規模貯留実用化に向けて
長岡圧入実証試験（陸域）、苫小牧大規模実証試験（海域）、実用化（Up-Scaling）

大規模地中貯留の安全管理技術開発
技術研究組合の取り組み及びその役割
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⼆酸化炭素地中貯留技術研究組合の概要••••

設⽴年⽉⽇︓平成28年４⽉１⽇
理事⻑︓⼭地憲治
組合員︓（４企業、1国⽴研究開発法⼈、1公益財団法⼈）
⽯油資源開発（株）、⼤成建設（株）、国際⽯油開発帝⽯（株）、応⽤地質（株）、国⽴研究開発法⼈産業技術総合研究所、公益財団法⼈地球環境産業技術研究機構
所在地︓京都府⽊津川市⽊津川台９－２○組合設⽴の⽬的
CCSは地球温暖化対策の重要な温暖化対策技術として、国内外に認識されているが実⽤化に当っては、安全かつ⼤規模・効率的なCO2貯留技術の実現が必須である。当組合では我が国の貯留層に適した実⽤化規模（100万トン/年）でのCO2貯留技術を開発するとともに、CCSの社会受容性の獲得やCCS技術の海外展開を志向した研究開発を⾏う。
○実⽤化の⽅向性
エネルギー基本計画（H26年4⽉閣議決定）において、「2020年頃のCCS技術の実⽤化を⽬指した研究開発」等を推進することとされており、当組合では、実証規模での研究成果をベースとし、実⽤化規模へのup-scalingに係る(1) CO2圧⼊・貯留の安全管理技術の確⽴、(2)⼤規模貯留層有効圧⼊・利⽤技術の確⽴、(3)CCS普及環境整備・基準の整備を⾏い、地球温暖化対策としてのCCS促進に寄与する。

①②③④⑤

⾃然地震や微⼩振動観測結果を基に、ATLSによる圧⼊安全管理
光ファイバーを利⽤した地層安定性や廃坑井の健全性監視
圧⼊中のCO2挙動モニタリングを基に、圧⼊後の⻑期挙動予測
CO2圧⼊井や圧⼒緩和井の最適配置及び貯留率向上
CO2貯留安全性管理プロトコル（IRP）の構築

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技術研究組合の活動⽅針
 CCSの実⽤化に当っては、安全かつ⼤規模・効率的な
CO2地中貯留技術の実現が必須である。当組合では我が国の貯留層に適した実⽤化規模（100万トン/年）でのCO2地中貯留技術を開発するとともに、CCSの社会受容性の獲得などを志向した研究開発を⾏う。
 「2020年頃のCCS技術の実⽤化を⽬指した研究開発」の推進に当たって、当組合では、実証規模での研究成果をベースとし、実⽤化規模へのup-scalingに係る (1)CO2圧⼊・貯留の安全管理技術の確⽴、(2)⼤規模貯留層有効圧⼊・利⽤技術の確⽴、(3)CCS普及環境整備・基準の整備を⾏う。
15H28年度事業計画
研（１）大規模CO2圧入・貯留の安全管理技術の開発

究課

題①圧入安全管理システムの開発

RITE、JAPEX、INPEX②CO2長期モニタリング技術の確立

AIST③大規模貯留層を対象とした地質モデル構築、貯留層評価

RITE、JAPEX、応用地質④大規模貯留層に適したCO2挙動シミュレーション、長期挙動予測手法の確立⑤光ファイバーを利用した地層安定性や廃坑井の健全性監視システムの（２）大規模貯留層の有効圧入・利用技術の開発（３）CCS普及
条件の整備、基準の整備

実施組合員

RITE、AIST、大成建設、応用地質

開発

RITE、AIST、JAPEX、INPEX⑥CO2漏出検出・環境影響評価総合システムの構築

RITE① CO2圧入井や圧力緩和井の最適配置技術の確立

RITE、大成建設② CO2溶解促進技術の適用による貯留効率向上

RITE、JAPEX① CO2貯留安全性管理プロトコル（IRP）の整備

RITE② 苫小牧実証データの提供による技術事例集の作成、海外機関との連携

RITE③ 社会受容性の向上、国際標準化との整合RITE
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Decaturから何が学べるか(Up-Scaling@日米CCS協力)
100万トン／年

約100万トン／３年間（圧入完了）
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大規模貯留層の地質モデリング＠苫小牧から学ぶ
JCCS(2015) 次世代火力発電協議会資料

CCS2 IW1（鉛直）IW2

坑井の検層データ（OB-1,-2; IW2）＆弾性波探査  萌別層の物性・連続性

18地中貯留へのTLS（Traffic Light System）適用
Decatur との日米CCS協力関係構築（圧入量増加によって、微小振動に違いはあるか）
苫小牧大規模実証事業 との緊密な連携（日米の大規模圧入サイトから知見獲得）

Onshoreseismometer

Finley, 2013

Working area of
3D seismicsurvey
Tanase, 201519

CO2圧入実証試験より、不確実性への理解を深め、リスクマネジメントを学ぶ
Risk profile ＠CO2 injection site（site-specific）

Losses of Injectivity, Capacity and Containment,
Induced Seismicity, Environmental Impacts
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CCS技術事例集の作成

長岡実証試験＋海外事例に基づき、Vol.１を完成
付録
操業

・CCS技術事例のデータ
・CCSとは・長岡実証試験事例・用語集/略語集
・CCS技術の解説
・参考資料
・引用文献
・CCS事例データベース
・DB掲載資料の概要
シート

苫小牧大規模実証試験や海外の新規事例を加え、平成32年度末までにVol.2を完成
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