大量のCO2を削減できるCO2地中貯留で連続的なモニタリングが可能に！

　「CO2地中貯留」は、天然ガスや石油などが分布している地層にCO2を貯留します。短期間で大量のCO2を削減できると言われるこの手法が、地球温暖化対策として注目を集めています。国際エネルギー機関（IEA）は、地球の気温上昇を1.5度以内に抑えるためにCO2回収・貯留（CCS）で約15%のCO2を削減する必要があるとしています。つまり、CCSはCO2を削減する上で現実的なアプローチと考えられているのです。ただし、IEAのシナリオを実現するためには、世界中の約6000箇所で大規模なCO2貯留を行う必要があります。日本周辺の海域にもCO2貯留サイトが分布するようになるかもしれません。その際、広域に分布する複数のCO2貯留サイトをモニタリングしてCO2の漏洩や地震を防止し、安全を担保する必要があります。
　これまで一般的に用いられているモニタリング手法「時間差地震探査」では、1回のモニタリング調査に1億円単位のコストがかかります。そのため、モニタリングを繰り返し実施し、貯留CO2の挙動を連続的に捉えることは困難で、急なCO2の漏洩などに対応できないおそれがありました。
　九州大学大学院工学研究院／カーボンニュートラル・エネルギー国際研究所の辻健教授、名古屋大学大学院環境学研究科の山岡耕春教授、東京大学地震研究所附属観測開発基盤センターの篠原雅尚教授らの研究グループは、新たに開発した小型連続震源装置（図1）と、光ファイバー自体を地震計として利用する技術（DAS）を用いて、これまでにない高い精度（0.01%以下の変化を検出）で、連続的にCO2貯留層をモニタリングするシステムを構築しました（図2）。また、小型連続震源装置からのモニタリング信号が、約80km離れた観測点（地震計）にも到達することを実証しました。さらに、長大な海底光ファイバーケーブル自体を地震計として扱い、小型連続震源装置からの信号の検出にも成功しました。このシステムで広域に分布する複数のCO2貯留サイトを連続的にモニタリングできるようになるため、急なCO2の漏洩にも対応できると考えられます。また、海底光ファイバーケーブルを地震計として活用すれば、海域に地震計を設置する必要がなくなるため、モニタリングの低コスト化も実現できます。今回開発したモニタリングシステムは、地熱開発の貯留層のモニタリングにも成功しています。
　本研究成果は、2021年9月27日に国際誌「Scientific Reports」に掲載されました。

本研究のモニタリングシステムは、環境省の「環境配慮型CCS実証事業」によって構築し、実証試験を行いました。また、解析手法の開発の一部は、日本学術振興会科学研究費（JP20H01997 と JP20K04133）の支援を受けて実施しました。

• 本研究についての詳細はこちら

論文情報

研究に関するお問い合わせ先

工学研究院/カーボンニュートラル・エネルギー国際研究所　辻　健　教授