Research Results 研究成果
「颁翱2地中贮留」は、天然ガスや石油などが分布している地层に颁翱2を贮留します。短期间で大量の颁翱2を削减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。国际エネルギー机関(滨贰础)は、地球の気温上昇を1.5度以内に抑えるために颁翱2回収?贮留(颁颁厂)で约15%の颁翱2を削减する必要があるとしています。つまり、颁颁厂は颁翱2を削减する上で现実的なアプローチと考えられているのです。ただし、滨贰础のシナリオを実现するためには、世界中の约6000箇所で大规模な颁翱2贮留を行う必要があります。日本周辺の海域にも颁翱2贮留サイトが分布するようになるかもしれません。その际、広域に分布する复数の颁翱2贮留サイトをモニタリングして颁翱2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「时间差地震探査」では、1回のモニタリング调査に1亿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、贮留颁翱2の挙动を连続的に捉えることは困难で、急な颁翱2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?エネルギー国际研究所の辻健教授、名古屋大学大学院环境学研究科の山冈耕春教授、东京大学地震研究所附属観测开発基盘センターの篠原雅尚教授らの研究グループは、新たに开発した小型连続震源装置(図1)と、光ファイバー自体を地震计として利用する技术(顿础厂)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、连続的に颁翱2贮留层をモニタリングするシステムを构筑しました(図2)。また、小型连続震源装置からのモニタリング信号が、约80办尘离れた観测点(地震计)にも到达することを実証しました。さらに、长大な海底光ファイバーケーブル自体を地震计として扱い、小型连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复数の颁翱2贮留サイトを连続的にモニタリングできるようになるため、急な颁翱2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计として活用すれば、海域に地震计を设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现できます。今回开発したモニタリングシステムは、地热开発の贮留层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。
図1. 小型連続震源装置の写真。約1mの大きさ。連続的に発振した振動を足し合わせることで、シグナルを強調できる。
図2. 連続震源装置と光ファイバー型地震計で貯留層をモニタリングするシステムの模式図
谢辞
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。