地域特化型CCSシステム構築モジュール

本研究において対象としている北海道三笠市の石炭採掘跡地において、CO₂マイクロバブル水（CO₂-MB水）およびCO₂の地下固定化のための高炉スラグとフライアッシュの混合スラリー注入試験を実施した。CO₂-MB水は約90,000L注入し、スラリーは約48,000L注入した。純粋なCO2の注入量は約330 kgであった。各流体の注入において、とくに大きなトラブル等は認められず、概ね予定通りの量を注入できたことから、同採掘跡へのCO₂-MB水およびスラリーの注入性については問題ないことが確認された。また、この間における注入孔内および観測孔内のCO₂濃度のモニタリングを実施し、CO₂-MB水およびスラリーの注入前後においてCO₂濃度の変化は見られず、採掘跡からのCO₂の漏洩は確認されなかった。

地下に注入したCO₂の石炭への吸着およびCO₂の炭酸塩鉱物化に関する基礎的検討も実施した。本研究において、CO₂はマイクロバブルとして採掘跡に注入されているため、地下におけるCO₂分圧は高くないことが想定される。そのため、低CO₂分圧条件における石炭へのCO₂吸着量および炭酸塩鉱物化について検討した。この検討によって得られたCO₂の吸着等温線や炭酸塩鉱物化反応式は今後のシミュレーション研究に活用する予定である。

さらに、本研究においては、土壌CO₂フラックス（単位面積の土壌表面から単位時間あたりに放散されるCO2量）に着目し、これを指標としたCO₂漏洩モニタリングを計画している。本年度はその基礎検討として九州大学伊都キャンパス内の屋外フィールドに土壌CO₂フラックス測定システムを設置し、土壌CO₂フラックスの測定と、各種気象条件および土壌条件から機械学習モデルを用いて予測された土壌CO₂フラックスとの比較・検討を行なった。その結果、土壌CO₂フラックスの実測値と予測値が概ねよく一致し、精度の高い土壌CO₂フラックス予測モデルを構築することができた。すなわち、この予測モデルによる土壌CO₂フラックスの予測値に比べて試験フィールドにおいて実測された土壌CO₂フラックスの実測値が極端に大きくなった場合にCO₂の漏洩が疑われることとなり、精度の高い漏洩モニタリングに有用であることを実証した。