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島田研究室島田荘平准教授新領域創成科学研究科環境システム学専攻
資源関連の研究島田研究室では、CO2地中貯留に関する実験とシミュレータ
の開発、環境影響・経済性評価などの研究を行っている。地中
貯留の対象となる地層は、石油層、ガス層、石炭層、帯水層
などがあるが、研究室の主な研究対象層は石炭層である。また、
最近は石炭層と帯水層からなる夾炭層も対象にしている。
(1)実験研究CO2の石炭層への固定メカニズムは主として吸着である。各
種石炭へのCO2吸着量を大気圧から超臨界圧力の範囲で測
定している。また、CH4が吸着されている石炭へCO2を圧入す
る、置換実験も行っている。これらの一連の実験を通して、分
子径の小さいCO2は石炭と吸着以外のメカニズム、すなわち「溶
解」によって固定されるのではないかという見解を立てている。
「溶解」の概念を導入すると実験結果をうまく説明できる。また、
夾炭層中の炭質頁岩のCO2吸着量測定も行っている。
(2)シミュレータの開発CO2地中貯留を実際に行うとなると大規模な設備が必要とな
り、経費も膨大になる。地中貯留時のCO2の地中での挙動を予
測するには、シミュレータを使用するのが、簡便であり経済的で
もある。研究室ではECOMERS-UTというECBMR(CBM増進
回収、Enhanced Coalbed Methane Recovery)シミュレータ
を開発している。また最近、夾炭層を対象にしたシミュレータも
開発している。これは、炭層と帯水層へのCO2貯留を計算でき
るので、複数の炭層を対象として、CO2注入層やCBM生産層
を変化させて夾炭層全体でのCO2流動を計算できる。
(3)環境影響・経済性評価
上記シミュレータを使用して、地中貯留層上部へのCO2の漏
洩可能性、水平坑井によるECBMRの経済性、低品位炭層で
の経済的操業条件などを評価している。また、GIS情報と組み
合わせて、CO2地中貯留のソース・シンク・マッチング評価も行っ
ている。
CEE Newsletter No.9(2011.3) 掲載内容
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