CO2地下貯留技術・未利用石炭資源の開発

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課題とチャレンジ
CO2地下貯留技術・未利用石炭資源の開発
■低品位炭改質技術 (UBC)
CO2回収・貯留(CCS)
石炭は他の化石エネルギーと比較して最
高水分、低発熱量の低品位炭は自然発火
発 火 性の 低い 石 炭に 改 質す る 技 術
も多くの埋蔵量があります。
がしやすいため、地元の利用に限られて
UBC(Upgrade Brown Coal) プロセスの研
しかし、石炭埋蔵量の半分以上は褐炭、
います。
究が進められています。
亜瀝青炭の低品位炭で占められています。
そ こ で、低 品 位 炭を 高 発 熱 量で 自 然
未利用石炭資源の開発
■ CBM/ECBM/UCG のメリット
化石燃料の利用で排出されるC02は地球
隔離のみを目的とした帯水層隔離、廃油
に排ガス中の C02のみを吸着させて分
温暖化の原因物質であり、これを削減す
田・廃ガス田への隔離などがあります。
離する物理吸着法、排ガスを多孔質膜に
石炭は採掘して直接利用する以外にも、
るため、大規模排出源からC02を回収し
C02の分離・回収方法としては、吸収液
通して C02を分離する膜分離法などが
高硫黄分、高灰分の石炭や急傾斜層あるいは深部に存在する石炭など、これまでに技
様々な方法でエネルギー資源として活
て地中あるいは海洋などに貯留する技
で分離する化学吸収法や、固体吸着剤
あります。
術的にも経済的にも採掘に適さないとされてきた石炭資源を有効に活用することがで
用することができます。
きます。 UCG では、燃焼後の灰が地表に出ないことや、生産ガスの処理過程で効率よ
術(Carbon Dioxide Capture and Storage
CO2の分離・回収方法は、吸収液で分
離する化学吸収法、固体吸着剤に排ガ
ス中のCO2のみを吸着させて分離する
物理吸着法、排ガスを多孔質膜に通し
てCO2を分離する膜分離法などがあり
ます。
:CCS)が注目されています。
C02の隔離方法としては、地中および海
洋隔離が広く研究されています。地中隔
その例が、石炭層に包蔵されているメタ
く C02を除去することが可能で、環境負荷の少ない、温室効果ガスの排出を最小に抑
ンガスを活用する方法です。
えたクリーンエネルギーを提供する可能性があります。
現在、 CBM開発、 ECBM開発、 UCG開
発などの研究が世界中で進められてい
駒は原油増産回収(EOR)法と、炭層隔
ます。
離とともに行われるコールベッドメタン
の回収方法(ECBM)のほか、単にC02の
CBM(Coal Bed Methane)
UCG(Underground Coal Gasification)
<分離・回収>
炭素中に包蔵するメタンガスの開発、利
石炭地下ガス化(UCG)技術は、地下
存する石炭に地表から注入坑井を掘削
化学吸収法、物理吸着法、膜分離法
用が世界的に実施されています。特に中
に存在する石炭を原位置で CH4・ CO ・
し、ガス化剤(空気、酸素、水蒸気など)
国、米国、豪州では、CBMが積極的に行
C02・H2等のガスに転換する高温ガス化
を吹き込むことで地下の石炭をガス化
われています。
反応処理技術です。 UCGと地表での石
します。生成ガスは生産坑井を通じて地
炭ガス化は同じ原理であり、生成ガスは
表へ送り出されます。着火方法には、酸
発電用燃料、液体燃料、化学原料などに
化剤を添加する化学法、ガスバーナー
利用可能です。 UCG 技術は、地下に賦
法、電気着火法などがあります。経済性
CO2の隔離方法では、地中および海洋
隔離が広く研究されています。地中隔
離は原油増産回収(EOR)法と、炭層
隔離とともに行われるコールベッド
メタンの回収方法のほか、単に CO2の
隔離のみを目的とした帯水層隔離、廃
油田・廃ガス田への隔離などがありま
す。
<輸送>
地上:液化 CO2 パイプライン
海上:液化 CO2 輸送船
■回収メタンガスを用いた発電
や生産ガスの品質などの問題もありま
すが、技術的には既に開発されており、
今後の実用化が期待されています。
<隔離・貯留>
地中:帯水層、石炭層
海上:溶岩・拡散ハイドレード(海底)
都市ガス
都市ガス
発電所
発電所
CH4利用
■ CO2の分離・回収・隔離・貯留
ECBM(Enhanced Coal Bed Methane)
石炭がCO2をCH4より約2倍吸着する性
(ECBM)の開発が進められています。日
質を利用して、温室効果ガスのC02を炭
本では北海道夕張市において、C02を石
層中のCH4と置換して、C02を地中に貯
炭層に注入することによって、燃料とし
留し、さらに、クリーンエネルギーであ
て利用可能な炭層メタンガスを回収で
るCH4を回収するCBMの増進回収技術
きることが確認されました。
CO2捕集
GAS
CO2分解・回収
CO2圧入
CO2
ガス化剤
注入坑井
ガス抜井
CH4
CH4
酸素と水
CH4
表土
ECBMのイメージ図
CBMのイメージ図
ガス清浄
UCGのイメージ図
H2製造工程
CO2隔離
生産坑井
生成ガス