成果報告書詳細
管理番号20130000000936
タイトル平成20年度-平成24年度成果報告書 革新的ゼロエミッション石炭ガス化発電プロジェクト 発電からCO2貯留までのトータルシステムのフィジビリティー・スタディー CO2の貯留システムの概念設計と貯留ポテンシャル評価
公開日2013/10/1
報告書年度2008 - 2012
委託先名公益財団法人地球環境産業技術研究機構 応用地質株式会社
プロジェクト番号P08020
部署名環境部
和文要約革新的ゼロエミッション石炭火力発電所からCO2貯留までのトータルシステムのフィジビリティー・スタディーの検討の中で、両者はCO2の貯留システムの概念設計と貯留ポテンシャル評価を分担し、回収されたCO2を地中に安全に隔離するための貯留サイト候補の選定、貯留ポテンシャルの推定、貯留層の概念設計、貯留設備の概念設計、および経済性評価を実施した。また、並行して、ゼロエミッション石炭火力発電に関するCCS技術等の海外動向調査を実施した。具体的な成果は次のとおりである。
1. 貯留層評価手法の構築(RITE/応用地質)
 海外での貯留層評価についての検討やわが国の地質学的知見を調査し、本プロジェクトで検討を実施する貯留地点選定のための貯留層評価手法を検討した。また、データが未取得の地域の貯留層パラメータの推定方法についても検討した。さらにこれらの調査を踏まえて、貯留層選定にあたって貯留コストを簡便に計算する「貯留層経済評価ツール」を完成させた。
2. 国内貯留層データの収集と貯留層GISデータベース化(応用地質)
 国が実施した基礎調査結果等をもとに貯留層の位置・構造・物性情報をGIS化するとともに、本プロジェクトで検討を実施するサイトに関しても、貯留層評価に必要な地質学的情報等を整理し、GISデータ化した。
3. 海外貯留層の調査(RITE)
 豪州、中国、および東南アジアにおける油・ガス田をはじめとする貯留層に関する情報を調査・整理し、海外でのCO2の貯留可能性について検討した。
4. 貯留エンジニアリングの調査(RITE)
 貯留層の位置・離岸距離・水深等の情報から貯留システムを想定し、受け入れ設備、コンプレッサー、坑井、プラットフォーム、事前調査、モニタリング等の概算費用を算出し、「貯留経済性評価ツール」のデータとした。
5. 全国レベルの貯留層評価(RITE、JAMSTEC)
 評価指針に基づき、また経済性評価ツールも使用して全国のCO2貯留層を評価し、本プロジェクトで検討を行う貯留サイトを選定した。また、活断層からの離隔距離を考慮した貯留ポテンシャル算出や、褐炭層における貯留ポテンシャルの概略的な評価も行った。
6. 想定貯留地点での貯留ポテンシャル算出と貯留概念設計(RITE、応用地質)
 検討を行う貯留地点4か所について、過去の調査結果を基に、貯留層および遮蔽層の組を比定し、貯留可能ポテンシャルを算出した。さらに、地質情報から3次元地質モデルを構築し、CO2圧入シミュレーションを実施して、それぞれの地点について、実証(24万t CO2/年)および商用(154万t CO2/年)規模のCO2を圧入・貯留する際の、貯留可能性、圧入レート、貯留状況、貯留範囲等に関する検討を行った。また、大規模貯留層に、複数の井戸を用いて、年間1.000万トンのCO2を圧入するケースについても検討を行った。
7. 想定貯留地点での貯留設備の概念設計と経済性評価(RITE)
 想定貯留層の貯留概念設計で算出された圧入レート等の情報を基に、それぞれの地点の環境条件(貯留層の深さ、離岸距離、水深等)を考慮して、貯留設備概念設計及び概略の操業プロセスの検討を行い、これを基に建設コスト、モニタリングコスト等を算出し、「全体システム評価」グループに提供した。離岸距離の小さな地点では陸上に坑口を置く傾斜井、離岸距離が大きくかつ水深が小さな地点では、着底式プラットフォームに坑口を設ける海上坑口、離岸距離および水深ともに大きな地点では、陸上の圧入設備と海底の坑口を海底パイプラインで結ぶ方式、あるいは浮体式プラットフォームに坑口を設ける方法が有利となる。さらに、本プロジェクトでは大規模貯留層に年間1.000万トンのCO2貯留設備を展建設ケースについても検討を行い、大規模貯留がコスト的に有利であることを確認した。
8. ゼロエミッション石炭火力発電に関するCCS技術等の海外動向調査(RITE)
 CCS技術の先進諸国である欧州・米国・豪州でのCCSに関する政策動向やゼロエミッション石炭火力発電プロジェクト等の動向について、公開資料や国際会議への参加等による情報収集やオーストラリア、オランダ、ノルウェーのCCS関係機関へのヒアリング調査を通じて、最新動向を把握した。また、東南アジアの新興国のエネルギー・環境政策と今後のCCSの見通しについて、現地ヒアリングを含めた調査した。CO2の海外輸出については、豪州と東南アジアにおけるプロジェクトを対象とし、情報の収集・整理を行い、「全体システム評価」グループに提供した。さらに海外からCCSの専門家を招へいし、討議を行うフォーラムを開催した。
英文要約Title:Innovative Zero-emission Coal Gasification Power Generation Project, Feasibility study on comprehensive system, from power generation to CCS: Design of CO2 geologic storage system and evaluation of storage potential (FY2008-FY2012)

RITE and OYO Corporation investigated on “Design of CO2 geologic storage system and evaluation of storage potential” to assess a feasibility of “Innovative Zero-emission Coal Gasification Power Generation” in Japan as well as a survey of novel technologies and policies for CCS in the world. Conclusive remarks of this work are summarized as follows:
1. After surveying information on aquifers around Japan and several studies on engineering and cost estimation for CO2 geological storage, a tool was established and updated to estimate the storage cost that is affected by depth, size, injectivity, and accessibility of reservoirs. Several geological data of reservoir were transformed to GIS form and compiled in database of this tool. Unknown porosity and permeability parameters used in this tool were estimated from the correlation with depth in some areas where test drillings were done.
2. Four storage candidate sites were screened from many aquifers using above criteria and the cost estimation tool for geological storage. Storage capacities of saline aquifers excluded closed to faults was also estimated. Besides, storage capacities in brown-coal seams were roughly evaluated.
3. Promising sets of reservoir and seal formation were identified and storage capacities of such reservoirs were estimated for each candidate site. After building 3D model based on data in previous studies, numeric simulations were conducted to access storage capacity, injectiivity, and containment behavior of target reservoirs enough for long-term storage of CO2 emitted from demonstration (0.24 Mt CO2/y) and commercial (1.54 Mt CO2/y) plants. A case where a large amount (10 Mt/y) of CO2 was injected into large scale reservoirs was also studied.
4. Based on the results of numeric simulations, conceptual designs of CO2 storage facilities were drawn on considering depth, distance from shore, and water depth of the target formation in each candidate site. Facility and operation costs including monitoring were then estimated for “Total system evaluation” Inclined well having onshore wellhead is cheapest choice for “short distance from shore” case, but when the distance becomes larger, “grounding type platform with wellheads” will be cheaper for shallow coastal areas, and “seafloor wellheads with offshore pipelines” or “floating platform with wellheads” will be economically promising for deep offshore areas. Case study showed that large scale injection (10 MtCO2/y) into large scale storage formations had a lot of advantages compared to the case where the same amount of CO2 was injected to small formations in many different sites.
5. Trends in CCS policies and recent developments of zero-emission coal-fired power generation technologies in EU, the US and Australia were investigated through literature surveys, international conferences, and hearing from CCS experts in Australia, Netherlands and Norway. Energy and environment policies and CCS prospects in emerging south-east Asian countries were also investigated chiefly through interviews with key persons. Besides, survey of CO2 storage capacities in Australia, China, and south-east Asian countries in order to access a possibilities to export CO2 to these countries and store or use it there. Candidate storage sites were selected through investigation and information on possible acceptance spots of CO2 were given to “Total system evaluation” group. CCS Forums were organized and active discussions were conducted between invited CCS experts and Japanese attendees.
ダウンロード成果報告書データベース(ユーザ登録必須)から、ダウンロードしてください。

▲トップに戻る