「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。
国立大学法人東海国立大学機構 名古屋大学大学院環境学研究科の山岡 耕春 教授、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、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。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。
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タイトル： Continuous monitoring system for safe managements of CO2 storage and geothermal reservoirs
掲載誌： Scientific Reports
著者名： Takeshi Tsuji, Tatsunori Ikeda, Ryosuke Matsuura, Kota Mukumoto, Hutapea Fernando, Lawrens,
Tsunehisa Kimura, Koshun Yamaoka, Masanao Shinohara
DOI： 10.1038/s41598-021-97881-5
U R L ： https://www.nature.com/articles/s41598-021-97881-5
