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近年世界的に気候変動問題が注目を浴びている。気候変動を引き起こしている地球温暖化の主要な原因は人為的な温室効果ガスの排出量の増加であり、その中でもCO₂は主な温室効果ガスの一つである。

気候変動対策の解決が進められる中、再生可能エネルギーを導入したり、消費エネルギーを削減したりするだけではなく、今まで排出されてきたCO₂を回収し、貯留するという技術の開発が進んでいる。

そして2022年に総消費エネルギーの約60%を風力発電と太陽光発電によって発電した環境先進国のデンマークでは、かつて石油や天然ガスが採掘されてきた油田に、空気中から回収したCO₂を貯留するという、世界初の国を跨いだプロジェクトが進行中である。

この記事では、CO₂を回収して貯留するCCSという技術について説明し、この技術を活用した最先端の事例としてデンマークの「ProjectGreenSand（プロジェクト・グリーンサンド）」を紹介する。

出典）Project Greensand Press

CO₂を回収し、貯留する

そもそもCO₂を貯留する技術であるCCS（Carbon Capture and Storage、CO₂回収貯留、以下CCSと略す）とは、どのような技術なのであろうか。CCSは、主に以下の5つのプロセスから成る。

出典）経済産業省資源エネルギー庁

1　回収

CO₂はさまざまな方法で回収することができる。CO₂を大量かつ安定的に供給できる場所で回収するのが最も効率的である。例えば、工業、エネルギー生産、焼却場などの場所では、CO₂を煙から分離することができ、効率よくCO₂を回収することができる。

2　液化

回収したCO₂を液化する。加熱、圧縮、冷却などの方法でCO₂を液化する。

3　輸送

液化したCO₂は、船で北海のシリにある貯蔵庫に輸送される。実験段階では、ベルギーからタンクコンテナで運ばれるが、プロジェクトグリーンサンドのプロジェクト後期では、CO₂の運送の専用船で運ばれることになる。

4　地下に貯蔵

液体CO₂は、CO₂井戸を通じて地下約1,800メートルの砂岩層まで送り込まれる。

5　貯留のモニタリング

地下に貯留されるCO₂のフィールドは長年にわたってスクリーニングされる。CO₂貯留をモニタリングするための新しい画期的な技術も開発されている。

以上のように、CCSはCO₂の回収、液化、輸送、地下貯留、モニタリングという5つのステップを経て地質学的に適した地層にCO₂を貯留する。

この技術は、再生可能エネルギーの導入や省エネ技術の開発といった気候変動対策の手段と並んで注目されている技術である。国連の気候変動に関する政府間パネル（IPCC）も、CO₂排出量を迅速に削減するための有効な手段として、CCSの技術の重要性を指摘している。

デンマークで進む世界初の国際プロジェクト

では、このようなCCSの技術が活用されている最先端の事例は、どのようなものなのだろうか。

風力発電による再生可能エネルギーの導入など、環境先進国であるデンマークだが、気候の課題を解決し、パリ協定の目的を達成するためにCCSの技術開発にも力を入れている。その一つがプロジェクト・グリーンサンドである。

プロジェクト・グリーンサンドは、デンマーク政府が資金面などで支援しながら、デンマーク国外の企業を含めた23団体で最先端のCCS技術を開発し、実用化を進めるためのプロジェクトだ。

プロジェクト・グリーンサンドの目標は、2025/2026年にデンマーク沖で輸送とCO₂地中貯留のバリューチェーンの確立を支援することである。このプロジェクトは3つのフェーズから成り、現在はフェーズ2と呼ばれるパイロット段階にある。順を追って説明しよう。

・フェーズ１（2021年-2023年実施）
フェーズ１はニニ・ウエストと呼ばれる場所におけるパイロットプロジェクトの段階である。ニニ・ウエストは、北海の沖合約200キロメートル、海底の地下1,800メートルにある、かつてデンマークが石油や天然ガスの採掘をおこなっていた油田である。パイロットプロジェクトで使用するCO₂は、すでにCO₂を回収しているベルギーのイネオスオキサイド工場から供給される。これを液体にし、専用のコンテナで北海のニニ・ウェスト・プラットフォームに運搬する。ここでCO₂は、CO₂注入専用の既存坑井から送り込まれる。CO₂は海底1,800メートルの砂岩の貯水池に到達し、そこで永久に保存される。

・フェーズ２（2022年-2025/26年実施）
フェーズ２はニニ・ウエストとメインフィールドの本格稼働の段階である。貯蔵庫はニニ・メインフィールドまで拡張される。ここでは、パイロットプロジェクトのコンテナよりも多くのCO₂を輸送できる専用船でCO₂を輸送する。CO₂はポンプシステムでニニ・プラットフォームに運ばれ、新たに設置されたCO₂注入井戸から砂岩層の貯留層に注入される。この二つの貯蔵庫は、最大150万トンCO₂/年の貯蔵能力を有する。

・フェーズ３（2025/26年-2030年実施）
フェーズ３は拡張プロジェクトの段階である。このフェーズでは、貯蔵エリアを拡大し、「シリ・フェアウェイ」と呼ばれるエリアを追加する。これは、シリ地区に残るフィールドを含むもので、貯蔵能力は800万トンCO₂/年に達する予定である。これは、デンマークの年間CO₂排出量の13％以上にあたる、約725,000人のデンマーク人の年間排出量に相当する。

出典）Project Greensand Press

環境への影響

このプロジェクトによる環境への悪影響はないのだろうか。現在までの研究ではCCSは、周辺の海洋環境に大きな影響を与えないと考えられている。CO₂は海底1,800メートル以上の北海の底土に貯蔵される。もし計画に反してCO₂が貯蔵庫から滲み出た場合、回収されたCO₂の一部は単に再び大気中に放出されるだけである。プロジェクトグリーンサンドのパイロットプロジェクトでは、周辺環境に影響を与えることなく安全にCO₂貯留を行うため、モニタリング技術や試験材料の開発を進めている。

プロジェクトによる新しい雇用

脱化石燃料に向けた取り組みが進む一方で、懸念されてきたのが、石油や天然ガスの採掘に携わっている人々の雇用が失われるという問題だ。化石燃料の採掘をほとんど行っていない日本では、あまり知られていない問題だが、デンマークでは1972年から北海で石油やガスを採掘し、陸上と海上の両方で、関連した多く雇用が創出されてきた。デンマークは2050年に北海のデンマーク部分からの石油採掘を停止することが決定したため、デンマーク議会では北海油田における雇用をどのように維持するのかという問題が議論されている。

雇用の課題に対し、プロジェクト・グリーンサンドは、一筋の光を示すことになった。CCSを活用したプロジェクト・グリーンサンドでは北海の油田やガス田にCO₂を貯める過程で、数千人の雇用が創出されると考えられているのだ。

また石油採掘の仕事は、CO₂貯留の仕事と非常に似ており、北海油田の従業員が何十年もかけて築いてきた技術や知見を活かすことができる。同時に、すでに北海にあるオフショアプラットフォームをCCSのために再利用することができる。

以上のように、プロジェクト・グリーンサンドは、北海油田関連の雇用や知見、インフラを維持しながら気候変動の問題を解決することができるようになっている。またそれまでCO₂を多く排出してきた石油や天然ガスの貯留地に、今まで排出してきたCO₂を戻すという試みは、脱炭素に向けた象徴的な取り組みであると考えることもできる。

出典）Project Greensand Press

最後に

過去エネフロでは「CO₂を回収して地中に閉じ込める夢の技術って？(2017.6.20)」で紹介したが、日本においてもCCSの技術は注目され、開発が進んでいる。2012年から北海道・苫小牧でCCSの大規模な実証実験が行われ、2016年から2019年にかけて30万トンのCO₂が貯留された。2022年に経済産業省の「CCS長期ロードマップ検討会 中間とりまとめ（ 令和4年5月）」において、2030年までにCCS事業を開始し、2050年までに年間1.2〜2.4億トンのCO₂を貯留する目標を掲げている。そして2023年6月、JOGMEC（独立行政法人エネルギー・金属鉱物資源機構）が初の国内初のCCS事業化の取り組みとして、2030年度までのCO₂貯留開始に向けて調査7案件を選定し、合計で年間約1,300万トンのCO₂を貯留することを目標としていると発表した。

デンマークや日本でCCSの技術の開発が進み、気候変動問題の解決が目指されることを期待している。

（北欧研究所：宮下祐真、安岡美佳）

参考文献

1. CPH Post
2. Project Greensand HP （最終閲覧日：2023/4/23）
3. https://eudp.dk/projekter/project-greensand-fase-2（最終閲覧日：2023/4/23）
4. tecknologisk, Project Greensand （最終閲覧日：2023/4/23）
5. 経済産業省, 2022, 「ＣＣＳ長期ロードマップ検討会 中間とりまとめ 令和４年５月」