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「CO2を圧縮して地下3000mに貯蓄する施設」だって!!

鳩山元総理のツイート見て「何のことだろう?」って思った。

CCS

こんなことしているなんて知らなかったので・・・

人間って、なんて恐ろしいことするんだろうか
















地下3000メートル!「CO2貯蓄施設」の実態
苫小牧の実証実験センターを現地ルポ

山田 雄大 : 東洋経済 記者 2018年04月10日

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北の大地で、期待の温暖化対策技術の検証が行われている。

北海道の玄関口、新千歳空港からほど近い苫小牧市。製油所や自動車部品工場が並ぶ湾岸の工業エリアに「苫小牧CCS実証試験センター」がある。 CCSとは、二酸化炭素(CO2)を回収し、地中深くに圧入・貯留する技術だ。大気に放出されるCO2量を削減できるため、地球温暖化対策の切り札の1つとされる。

IEA(国際エネルギー機関)によれば、2100年までに世界の気温上昇を2度以内に抑えるために、2060年までに必要とされる累積CO2削減量の14%をCCSが担うことが期待されている。日本でも2014年のエネルギー基本計画で、2020年頃のCCS技術の実用化を目指す方針が示されている。

3つの塔でCO2を分離・回収
センター内でもっとも目を引くのが中央やや西側にそびえる3つの塔。ここで隣接する出光興産の製油所から排出されたガスからCO2を分離・回収している。

パイプラインで運ばれたガスは圧力を高めたうえで、もっとも高い約48メートルの塔(CO2吸収塔)に送られる。この塔では上部からCO2を吸収する特殊な化学溶液が散布されている。ここでCO2を吸収した溶液は2番目の塔(上写真の左の塔、低圧フラッシュ塔)で減圧、3番目の塔(上写真の中央の塔、CO2放散塔)で加熱され、それぞれの工程からCO2を回収している。


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減圧、加熱という2段階のプロセスを踏むことで、消費エネルギーを節約しながらガスに含まれるCO2の99%を回収することができる。溶液は独化学メーカーBASF製で、3つの塔を循環させて繰り返し使用する。いずれも操業コストを削減するためだ。

この後、回収したCO2は最大22.8メガパスカル(228気圧)まで圧縮されたうえで地中深く送り込まれる(圧入)。圧入地点(圧入井)にある大きな蛇口のような坑口装置には、さまざまな安全機能が付与されている。たとえば、津波などで坑口装置が破壊された場合、地中50メートルにあるCO2の逆流を防ぐ弁が自動で閉じるといった具合だ。


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奥にある坑口装置は地下約1000メートルの「萌別層」という地層につながっている。パイプに耳を当てると遠くで「ゴォー」という音が聞こえる。内部では7.6メガパスカル(76気圧)でCO2が流れているという。

手前の坑口装置からは地下約3000メートルの「滝の上層」につながっている。こちらは深いだけにCO2の圧力は高い。萌別層までで3カ月、滝の上層までは5カ月かけて掘り進んだ。

この施設を運営するのが日本CCS調査。電力、石油、ガス、エンジニアリング、商社など35社が出資する、文字どおり日本でCCSの可能性を調査するための会社だ。

CCSを実施できる場所の選定からプラント建設、運営までを経済産業省から請け負っている。「ここにある設備は新しい技術で開発されたわけではない。既存の技術を組み合わせてうまく動くかを検証している」と説明するのは同センターの宮村宏広報渉外グループ長。

海外では稼働しているプラントも
CO2の分離・回収プラントは化学工場などで使われる技術。掘削は油田などの資源開発の応用技術である。技術的には十分に実現可能なのだ。そもそもCCSは海外で1970年代から多数実施されている。もっとも海外のCCSの大半はCO2削減のためではなく、原油増産が目的である。

油田は操業が進むと地下の圧力が低下することなどから、原油埋蔵量があっても生産量は減退してしまう。そこで液体やガスを送り込み、原油増産を図るEORという技術がある。海外のCCSの大半は、CO2を使ったEORである。

ここにCCSの最大の難しさがある。CO2の回収にも地下への圧入にもコストがかかる。EORならば原油増産のメリットでこのコストを回収できる可能性がある。しかし、EOR以外のCCSでは利益を生まない。

CO2排出に対する課税、もしくはCO2排出削減に対する補助金がない限り、事業者に導入するインセンティブが働かないのだ。油田がほぼない日本でCCSを実用化できるか。これを検証するのがセンターの役割だ。

CO2の圧入・貯留に適しているのは隙間の多い砂岩などの地層を、CO2を通さない泥岩などの地層がサンドイッチしている必要がある。こうした条件を満たした日本での潜在的なCO2貯留可能量は約1400億トン(日本の年間排出量の約100年分)あるとさている。

とはいえ、これはあくまで机上の数値。近くに断層がないなどさまざまな条件を満たす必要がある。こうした条件をクリアしており、実証試験に選ばれたのが苫小牧だった。

苫小牧では2012年から地上設備の設計・建設、坑井の掘削を開始。 2016年4月から試験操業を開始し、2017年2月から本格的にCO2圧入を始めた。2018年度末までの3年間で30万トンを圧入する計画だ。


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初年度、製油所のメンテナンスによる休止時に一部の海水中のCO2濃度がわずかに規定値を越え、調査のため約半年操業が止まったり、滝の上層への圧入量が計画を下回るなど、細かな想定外は起きている。

ただ、CO2濃度の問題は自然変動の範囲でその後は問題が出ていない。滝の上層の代わりに萌別層へは想定以上に圧入できている。この3月で圧入量は15万トンを突破。若干遅れ気味ではあるが、実証試験はおおむね順調に進んでいる。

実用化へのハードルは?
それでも実用化へのハードルは高い。

まずは貯留量。80万キロワットの大型石炭火力発電所では年間約500万トンの CO2を排出する。合計30万トンではほとんど意味をなさない。“使える”ようになるには1億トンレベルまでメドを付ける必要がある。

コスト削減も大きな課題だ。苫小牧プラントは建設費だけで約300億円、候補地選定や操業(回収・圧入・貯留)も合わせれば総費用は600億円超。それで削減できるCO2量が30万トンでしかない。

もちろん実証施設でプラントの規模自体が小さいため、処理できるCO2当たりの単価が割高になるなのは仕方ない。理論通りにCO2を圧入できるか、圧入によって地震が起きないか、貯留したCO2が漏れてこないかなどを検証する目的がある。そのうえで地域の不安を解消し、CCSへの理解を深めることも大切な役割だ。

このためCO2センサーや圧力センサー、地震計などをぜいたくに配置し、厳重なモニタリング体制を敷いており、いざ実用化となれば削れる費用はある。「CCSはCO2削減の切り札となる。技術的には十分に使えるし、海外プロジェクト並のコストは見えてきた」と日本CCS調査の石井正一社長(石油資源開発副社長)は強調する。

漁業関係者は理解を示すが……
「CO2がどこまで因果関係があるかはわからないが、環境が大きく変化していることを漁業関係者は肌で感じている」と語るのは、苫小牧漁業共同組合の長山和雄専務理事。

かつては少なかった台風が近年目に見えて増え、漁具に被害を受けることが多くなった。ブリやイナダなど南方の魚種が増える一方、スケトウダラやスルメイカの漁獲高が減っている。だから、「温暖化は自分たちの問題と思っているので実証試験への理解や協力はしている。ただし、経産省や環境省には主張すべきことはしっかり主張していく」(同)。


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やはりCO2貯留への漠たる不安は拭えない。将来にわたって風評被害が起こらないかも気になる。実用化に際してモニタリング体制を省力することは、協力的な苫小牧漁協でさえも受け入れるのは難しそうだ(苫小牧で実用化が決まっているわけではない)。

CO2排出量が多い石炭火力発電はCCSなしでは認められない国が出てきている。このためCCSは石炭火力の命綱という見方がなされている。それだけの役割ならCO2を出さない再生エネルギーによる発電が普及すれば、CCSは必要ないかもしれない。

だが、再エネが頼りにならず、原子力発電も受け入れないとなればCCSは必要になる可能性がある。相対的にCO2排出が少ない天然ガス火力でも、排出はゼロではないからだ。また、製鉄所や石油化学プラントなどからもCO2は放出される。こうした産業からの排出は、発電と異なりCO2フリーの代替手段がない。

地球温暖化が深刻化し最低限のCO2排出しか許されないとなれば、CCSに頼らざるを得ない局面が出てくるかもしれない。結局、再エネなどの技術進歩とCO2削減の必要性のバランス次第で、CCSが不要かどうか決まってくるのだ。



2月21日地震



スタンフォードレポート、2012年6月19日
スタンフォード大学の研究者によると、地震の原因となる可能性がある炭素の貯留と貯留

スタンフォード地球物理学者は、地下CO 2貯留によって引き起こされた地震はおそらく多すぎるために大きな被害をもたらすには小さすぎるが、貯留されたCO 2を大気中に放出する可能性があると言っている。

最大マクルーア

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炭素回収貯留(CCS)は、世界の温室効果ガス削減戦略の主要な要素です。地下の地質学的貯留層に二酸化炭素を注入し貯留することを含む、この方法は世界中のいくつかの石油およびガス探査現場でガスが大気中に入るのを防ぐために使用されている。

しかし、排出量を大幅に削減するには、CCSは大規模に操業する必要があり、年間35億トン以上のCO 2を隔離する可能性があります。新しい技術的ハードルは、CCSがそのボリュームの近くにどこにも到達できないことを意味するかもしれません。

スタンフォード地球物理学教授のMark Zobackと環境地球科学教授のSteven Gorelickは、PNAS誌に掲載された論文の中で、多くの地域で炭素貯留が貯留層の封印を破るのに十分な大きさの圧力を生み出す可能性があると主張している。 CO 2。

「現在のほとんどの気候緩和モデルでは、CCSが私たちが使用する主要なツールの1つになるだろうと想定しています」とゾバック氏は言います。「私たちが言っているのはそれほど速くはない」

誘発地震活動
プレート内地震 - 構造プレート間の境界から遠く離れて発生する地震 - 研究者が「地球の地殻の非常に重点を置かれた性質」と述べていることにより、大陸内部のほぼどこでも発生する可能性があります。潜在的な障害の近くに小さな圧力が蓄積すると、摩擦が減少し、障害スリップの可能性が高まります。

半世紀の間、人間の活動が小さな膜を誘発するという点まで圧力を増大させる可能性があることが知られています。1960年代に、デンバーの近くの井戸に廃水の注入は一連の小さな地震を引き起こしました。昨年、オハイオ州アーカンソー州およびコロラド州とニューメキシコ州の国境で同様の地震が発生した。

ZobackとGorelickは、現場応力測定と剪断変位の実験室研究をレビューして、大量のCO 2の注入でも同じ結果が得られると述べている。

Zobackは以前、排水による地震を扱いやすい低リスクの事象として説明しています。炭素注入は大規模で破壊的な地震を引き起こす可能性は低いと教授は主張しているが、「何千年もの間炭素を貯蔵しようとしているならば、その意味は異なる」と教授は主張する。ゾバックは言った。

ZobackとGorelickは、数cmの断層すべりでさえも貯留されたCO 2が地表に到達することを可能にすると述べている。

「この場合バーはずっと高い」とZobackは言った。

どこに置くか
CCSが既に成功裏に実施されている分野は、非常に特定の地質学的プロファイルに従っています。理想的には、貯留層自体は、圧力の上昇を遅らせるが、不浸透性の岩石層によって表面から隔離されている、多孔質の弱セメント質材料から形成されている。

例えば、北海のSleipnerガス田はUtsira層 - 不浸透性頁岩の下の多孔質砂岩構造 - を利用しています。

必要なレベルでCCSに取り組むのに十分な低リスクの地層があるかどうかに関しては未解決の問題です。

著者らは、削減に大きく貢献するには約3,500のUtsirasが必要であると述べています。しかし、科学者の中には、より少ないもので十分だと言う人もいます。

「もちろん、慎重にサイトを選択する必要があります」と、Stanfordのエネルギー資源工学教授でStanfordのGlobal Climate and Energy ProjectのディレクターであるSally Bensonは述べました。「しかし、このような場所を見つけるのは不可能ではないようです」

彼女は、600か所のそのようなサイトだけが必要であり、そしてテキサスと湾岸、中東、北海と西オーストラリアの既存の層が有望な隔離貯水池を提供すると主張します。他の分野での圧力上昇も注入速度と井戸設計を制御することによって管理することができる、と彼女は言います。

Zobackによると、CO 2生産プラントと理想的な地層の両方に近い地域では、CCSは小規模でも使用され続けるとのことです。

「しかし、米国と世界がCCSを温室効果ガス問題への潜在的な解決策の1つと考えていること - それは非常に高いリスク努力である」と彼は言った。「実用的で、文字通り数兆ドルの費用がかからず、中規模の地震に対して脆弱ではないオプションが必要です。」

引き起こされた地震の問題はまた国立研究評議会からの新たな報告の主題でもあり、それは「大規模な炭素の捕獲と貯蔵プロジェクトにおいて誘発された地震活動の可能性を調べるために継続的な研究が必要である」と結論する。

Zobackは火曜日にエネルギーと天然資源に関する上院委員会に話をする。




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コメント

非公開コメント

No title

恐ろしいですね。
二酸化炭素?だったら、森林を育てればいいじゃないかと言いたくなります。

地震学者の島村先生が、人造地震の事を書いておられます。
http://shima3.fc2web.com/sekou9701damzisin.htm

CCSの記事と二人の学者のお話を合わせると、あの異様な形の山崩れも含め、胆振地方の2度の地震が、人災ではないかと、心底恐ろしく感じます。

No title

このあとam11:00からジオジャパン第4集「東北・北海道」やりますね
https://www.nhk.or.jp/docudocu/program/92682/2682204/index.html

土曜23:00の etv特集は3.11事故直後の現場ものですね。
って2号機は今も7.6シーベルトで、事故の最中ですけども!