2005 Fiscal Year Annual Research Report
天然メタンハイドレートの最適生産・輸送・貯蔵方式に関する研究
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15106014
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
鈴木 英之 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (00196859)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
定木 淳 東京大学, 大学院・工学系研究科, 講師 (60332582)
岡 徳昭 東京大学, 大学院工学系研究科, 助手 (80010891)
岡屋 克則 東京大学, 大学院工学系研究科, 助手 (80134419)
松尾 誠治 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (20302755)
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| Keywords | メタンハイドレート / 生産 / 輸送 / 南海トラフ / LNG / 貯蔵・備蓄 / ペレット / 浮遊式生産施設 |
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| Research Abstract |
南海トラフにおけるメタンハイドレート開発について、坑井、浮体システム、処理施設、ライザー・パイプラインよりなる生産システムの構成を明らかにした。さらに、生産・輸送・貯蔵システムを構成する要素機器について、コスト評価のための基礎調査を行い、コスト算定プログラムを作成した。その上で、薄いメタンハイドレート層から水平坑井と減圧法により生産を行う方式について経済性の評価を行った。
南海トラフの厳しい海洋環境中にあって成立する浮体システムとして、近年開発されたTruss SPARに着目し、設計に必要な付加質量、抗力など流体力特性値を実験的により求めた。さらに、これらを用いた3次元応答解析プログラムを開発し、実験により精度を確認した。その上で、本プログラムを用いて黒潮、大水深、台風による厳しい風浪条件下で成り立ち、かつ初期コストの低い軽量化された浮体を提案した。
開発した天然ガスの輸送形態としてNGHによる輸送の可能性の検討として、ペレット化して輸送する場合の効率に関して、ペレット形状を非球形粒子とすることで充填率が球形に比べて上昇することを実験とDEMによるシミュレーションより明らかにした。さらに、排出に関しては固着を破断して排出する際の排出機構と必要な衝撃エネルギーの関係を明らかにした。
輸送されてきたメタンハイドレートの再ガス化について、必要とする熱の供給も含めて、再ガス化・利用の全体システムの観点から検討した。また、メタンハイドレート生成装置を作成し、実際にメタンハイドレートを作り、分解実験を行った。分解については分解潜熱が大きいこととガスを発生することから、伝熱の促進と阻害に注目する必要性が明らかとなった。
最後に、南海トラフにおけるメタンハイドレートの開発を効果的に行うために、中小ガス田の開発で提案されているNGHのチェーンにメタンハイドレート生産、メタンハイドレートによる天然ガス備蓄を組み込む方式を考案した。
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