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2015 年度 実績報告書

英国における海洋漏出CO2の環境影響評価のための実海域実験

研究課題

研究課題/領域番号 26303019
研究機関東京大学

研究代表者

佐藤 徹  東京大学, 新領域創成科学研究科, 教授 (30282677)

研究分担者 下島 公紀  九州大学, カーボンニュウートラル・エネルギー国際研究所, 准教授 (70371490)
鈴村 昌弘  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 環境管理研究部門, 研究グループ長 (90357301)
海江田 秀志  一般財団法人電力中央研究所, 地球工学研究所, 研究参事 (90371400)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワード海洋利用 / 海洋保全 / 海洋工学 / 海洋探査
研究実績の概要

英国において平成27年度に予定されていた実海域CO2漏洩実験の実施が、英国側の都合により困難になったため、申請書の「研究計画・方法」で述べたとおり、24年度に実施したCO2漏洩実海域実験の環境回復調査を28年度にすることとし、27年度は以下を実施した。
CO2の海中拡散モデルの高精度化として、これまで半閉鎖湾を対象に潮流のみを扱ってきたが、潮流と海流を同時に扱うことができるように、数値計算プログラムを改造した。苫小牧沖における海流影響を含めた漏出CO2の拡散シミュレーションを行い、潮位の再現に成功し、漏洩CO2気泡の半径の違いによる濃度の上昇の仕方の違いが確認された。
平成28年5月に予定している英国での浅海域CO2放出実験地における海底電気探査の再計測に向けて、新たに海底設置用の電極付き信号ケーブルを購入し、陸上において接地抵抗など電気的特性を確認した。また、この信号ケーブルに用いた電極の海底での電気特性について、国内の海岸で評価した。
平成28年の英国での実験のために、サイドスキャンソナーを検討・導入しており、九州大学水産実験所沖合海域において作動確認試験を実施した。また、堆積物のより深い層から間隙水を採取可能とするステンレス製の間隙水採取器の開発と試験を実施した。装置強度や間隙水採取部フィルターの構造等について検討し、直径を2.5cmとすることで強度を確保し、約1.1mの深さの試料が採取可能な装置を開発した。国内の実験室での試験に加えて、スコットランドの協力機関のダイバーによる現場試験も実施し、堆積物粒度が比較的粗いQICS海域においても使用可能であることを確認した。 合わせて、QICSプロジェクト当時に解析が不十分であった堆積物中の微量金属の挙動を把握することを目的として、循環型溶出実験システムを構築し、実験条件やシステムの性能把握に係る基礎的検討を実施した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

英国において平成27年度に予定されていた実海域CO2漏洩実験施ができなくなったため、申請書の「研究計画・方法」で述べたとおり、24年度に実施したCO2海底下漏洩実海域実験の環境回復調査を28年度に実施することとした。これを受け、27年度の研究計画を見直した結果、研究は順調に進展した。
特に、以下に述べる英国における一連の会合で、本研究内容に関する十分な情報と理解、協力が得られた点は多大な成果であった。まず、平成27年9月28日に、平成24年度に共同で行ったCO2海洋漏出実験のプロジェクトリーダーを務めたPlymouth Marine Laboratory(PLM)主催の、英国National Oceanography Centre(NOC)でのQICS project synthesis and forward planning workshopに参加し、平成28年度に行う予定の本研究内容につき意見交換を行い、貴重なアドバイスを多数得た。引き続きNOCにて、平成27年9月29日から10月1日に行われたInternational Energy Association-Greenhouse Gas Division(IEA-GHG)が主催するRisk Management and Environmental Research Combined Meetingに参加し、漏洩CO2の環境影響に関する世界的な動向についての情報収集を実施した。その後平成27年10月2日には、平成28年5月に予定している英国での浅海域CO2放出実験の準備のため、この現場観測実験で共同研究を行うScottish Association for Marine Science(SAMS)において、本研究グループと共催で共同セミナーを開催し、平成28年度に自示威する実施内容に関する相互理解を深めた。

今後の研究の推進方策

開発したCO2の海中拡散モデルの検証を行う。また実海域堆積層中のCO2挙動予測法では、ハイドレート生成による漏洩抑制モデルの高精度化を行い、これを検証する。
平成24年度に実施した英国での浅海域CO2放出実験地(スコットランドArdmucknish湾)において、海底での電気探査を実施し、平成24年度の探査結果との比較からCO2による海底下の比抵抗および自然電位計測結果への影響を評価し、電気探査による海底下のCO2モニタリング手法の基礎データとする。
平成24年度に実施した英国での浅海域CO2放出実験地(スコットランドArdmucknish湾)において、CO2放出実験から4年経過後の堆積物中の残存CO2の状況やCO2挙動を解析するため、CO2放出地点近傍の堆積物中のpHおよび海底直上海水中のpHとpCO2を3日間連続計測する。その一方で、CO2放出地点およびコントロール地点の堆積物および間隙水を採取し、炭酸系や栄養塩を計測することで、放出したCO2の痕跡や影響を調査する。合わせて堆積物中に蛍光色素をトレーサーとして注入し、同海域の堆積物間隙水の物理的挙動解析に必要なデータ取得を試みる。さらに室内実験では、微量金属溶出システムを用いてQICS堆積物およびその他の地球化学参考試料の堆積物についてCO2による堆積物中の微量金属の動態への影響を詳細に評価する。

次年度使用額が生じた理由

英国において平成27年度に予定されていた実海域CO2漏洩実験の実施が、英国側の都合により困難になったため、申請書の「研究計画・方法」で述べたとおり、24年度に実施したCO2漏洩実海域実験の環境回復調査を28年度にすることとしたため。

次年度使用額の使用計画

平成28年5月に予定している英国での浅海域CO2放出実験のため、平成26年度および27年度の基金の残額は英国での海底下電気探査に係わる信号ケーブルなどの設置や撤去作業の委託費として利用する。さらに、残りの一部は28年度予算と合わせて英国への渡航旅費とする予定である。

  • 研究成果

    (24件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 6件、 査読あり 5件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 13件、 招待講演 3件) 学会・シンポジウム開催 (2件)

  • [国際共同研究] Scottish Association of Marine Science/National Oceanography Centre/Plymouth Marine Laboratory(英国)

    • 国名
      英国
    • 外国機関名
      Scottish Association of Marine Science/National Oceanography Centre/Plymouth Marine Laboratory
    • 他の機関数
      3
  • [雑誌論文] Phosphorus behavior in sediments during a sub-seabed CO2 controlled release experiment2016

    • 著者名/発表者名
      Tsukasaki, A., M. Suzumura, A. Lichtschlag, H. Stahl and R.H. James
    • 雑誌名

      International Journal of Greenhouse Gas Control

      巻: 38 ページ: 102-109

    • DOI

      10.1016/j.ijggc.2014.12.023

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Numerical study of the fate of CO2 purposefully injected into the sediment and seeping from seafloor in Ardmucknish Bay2015

    • 著者名/発表者名
      Chiaki Mori, Toru Sato, Yuki Kano, Hiroyuki Oyama, Dmitry Aleynik, , Daisuke Tsumune, Yoshiaki Maeda
    • 雑誌名

      International Journal of Greenhouse Gas Control

      巻: 38 ページ: 153-161

    • DOI

      10.1016/j.ijggc.2014.11.023

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Impact and recovery of pH in marine sediments subject to a temporary carbon dioxide leak2015

    • 著者名/発表者名
      Peter Taylor, Anna Lichtschlag, Matthew Toberman, Martin D. J. Sayer, Andy Reynolds, Toru Sato, Henrik Stahl
    • 雑誌名

      International Journal of Greenhouse Gas Control

      巻: 38 ページ: 93-101

    • DOI

      10.1016/j.ijggc.2014.09.006

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Detection of CO2 leakage from a simulated sub-seabed storage site using three different types of pCO2 sensors2015

    • 著者名/発表者名
      D. Atamanchuk, A. Tengberg, D. Aleynik, P. Fietzek, K. Shitashima, A. Lichtschlag, P.O.J. Hall and H. Stahl
    • 雑誌名

      International Journal of Greenhouse Gas Control

      巻: 38 ページ: 121-134

    • DOI

      10.1016/j.ijggc.2014.10.021

    • 国際共著
  • [雑誌論文] Detection and monitoring of leaked CO2 through sediment, water column and atmosphere in sub-seabed CCS experiment2015

    • 著者名/発表者名
      K. Shitashima, Y. Maeda and A. Sakamoto
    • 雑誌名

      International Journal of Greenhouse Gas Control

      巻: 38 ページ: 135-142

    • DOI

      10.1016/j.ijggc.2014.12.011

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Numerical study of leaked CO2 diffusion in sub-seabed CO2 release experiments2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Maeda, K. Shitashima and A. Sakamoto
    • 雑誌名

      International Journal of Greenhouse Gas Control

      巻: 38 ページ: 143-152

    • DOI

      10.1016/j.ijggc.2015.01.017

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Environmental Impact Assessment Technologies for Sub-sea Geological CCS - Perspective of Prediction Models2016

    • 著者名/発表者名
      Toru Sato
    • 学会等名
      MoE Int. Symp. CCS towards Low-Carbon Society
    • 発表場所
      THE GRAND HALL(東京都品川区)
    • 年月日
      2016-02-12
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] CCSのニーズとリスク、そして新展開2016

    • 著者名/発表者名
      佐藤 徹
    • 学会等名
      第47回海洋工学パネル
    • 発表場所
      日本大学理工学部駿河台キャンパス1号館大会議室(東京都千代田区)
    • 年月日
      2016-01-25
    • 招待講演
  • [学会発表] Perspective of environmental impact modelling of CO2 leakage for public acceptance2015

    • 著者名/発表者名
      Sato T
    • 学会等名
      SAMS seminar - Post QICS measurement
    • 発表場所
      UK (Oban)
    • 年月日
      2015-10-02
    • 国際学会
  • [学会発表] Monitoring of leaked CO2 in the QICS experiment2015

    • 著者名/発表者名
      K. Shitashima
    • 学会等名
      SAMS seminar - Post QICS measurement
    • 発表場所
      UK (Oban)
    • 年月日
      2015-10-02
    • 国際学会
  • [学会発表] Chemical transformations in marine sediments associated with CO2 leakage2015

    • 著者名/発表者名
      Tsukasaki, A., M. Suzumura, A. Lichtschlag, H. Stahl and R.H. James
    • 学会等名
      SAMS seminar - Post QICS measurement
    • 発表場所
      UK (Oban)
    • 年月日
      2015-10-02
    • 国際学会
  • [学会発表] Overview of Japanese CCS projects2015

    • 著者名/発表者名
      Suzumura. M., A. Tsukasaki and J. Kita
    • 学会等名
      SAMS seminar - Post QICS measurement
    • 発表場所
      UK (Oban)
    • 年月日
      2015-10-02
    • 国際学会
  • [学会発表] Perspective of environmental impact modelling of CO2 leakage for public acceptance2015

    • 著者名/発表者名
      Sato T
    • 学会等名
      IEA-GHG Risk Management & Environmental Research Combined Networks Meeting
    • 発表場所
      UK (Southampton)
    • 年月日
      2015-09-29 – 2105-10-01
    • 国際学会
  • [学会発表] Impact of a controlled sub-seabed CO2 leakage on shallow sedimentary phosphorus,2015

    • 著者名/発表者名
      Tsukasaki, A., M. Suzumura, A. Lichtschlag, H. Stahl and R.H. James
    • 学会等名
      IEA-GHG Risk Management & Environmental Research Combined Networks Meeting
    • 発表場所
      UK (Southampton)
    • 年月日
      2015-09-29 – 2016-10-01
    • 国際学会
  • [学会発表] Behavior of the released CO2 in sediment, water column and atmosphere2015

    • 著者名/発表者名
      K. Shitashima
    • 学会等名
      IEA-GHG Risk Management & Environmental Research Combined Networks Meeting
    • 発表場所
      UK (Southampton)
    • 年月日
      2015-09-29 – 2015-10-01
    • 国際学会
  • [学会発表] Electrical self-potential and resistivity measurements in the QICS CO2 release test2015

    • 著者名/発表者名
      Kaieda, H.
    • 学会等名
      IEA-GHG Risk Management & Environmental Research Combined Networks Meeting
    • 発表場所
      UK (Southampton)
    • 年月日
      2015-09-29 – 2015-10-01
    • 国際学会
  • [学会発表] Published Model Job for QICS including CO2 Flux Mystery and Some New Info from Japan2015

    • 著者名/発表者名
      Sato T
    • 学会等名
      QICS project synthesis and forward planning workshop
    • 発表場所
      UK (Southampton)
    • 年月日
      2015-09-28
    • 国際学会
  • [学会発表] 海流と潮流を考慮した日本近海における漏出CO2の拡散予測法の開発2015

    • 著者名/発表者名
      85.境澤亮祐, 河合孝哉, 佐藤 徹, 大山裕之, 吉田毅郎, 津旨大輔, 坪野孝樹
    • 学会等名
      第25回海洋工学シンポジウム
    • 発表場所
      日本大学理工学部駿河台キャンパス1号館(東京都千代田区)
    • 年月日
      2015-08-06 – 2015-08-07
  • [学会発表] Model prediction of diffusion of CO2 injected into the subsea sediment in semi-enclosed bays2015

    • 著者名/発表者名
      Toru Sato, Chiaki Mori, Yuki Kano, Hiroyuki Oyama
    • 学会等名
      Int. Symp. Energy Challenges & Mechanics
    • 発表場所
      UK (Aberdeen)
    • 年月日
      2015-07-07 – 2015-07-09
    • 国際学会
  • [学会発表] Numerical Simulation of Fate of CO2 Seeping from Seabed Considering Tidal and Ocean Currents2015

    • 著者名/発表者名
      Ryosuke Sakaizawa, Toru Sato, Hiroyuki Oyama, Takero Yoshida
    • 学会等名
      25th Int. Offshore and Polar Eng. Conf.
    • 発表場所
      USA (Kona)
    • 年月日
      2015-06-21 – 2015-06-26
    • 国際学会
  • [学会発表] Perspective of environmental impact modelling of CO2 leakage for public acceptance2015

    • 著者名/発表者名
      Toru Sato
    • 学会等名
      Japan-Norway Energy Science Week
    • 発表場所
      東京国際交流館(東京都江東区)
    • 年月日
      2015-05-27 – 2015-05-28
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会・シンポジウム開催] SAMS seminar - Post QICS measurement2015

    • 発表場所
      UK (Oban)
    • 年月日
      2015-10-02 – 2015-10-02
  • [学会・シンポジウム開催] QICS project synthesis and forward planning workshop2015

    • 発表場所
      UK (Southampton)
    • 年月日
      2015-09-28 – 2015-09-28

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公開日: 2017-01-06   更新日: 2022-01-31  

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