【鳥取県関連】鳥取県沖・隠岐海嶺からの塊状メタンハイドレート採取に係る報告会についてhttp://db.pref.tottori.jp/pressrelease.nsf/webview/65DBC970E7E78EFE49258D0800187DFC?OpenDocument

キーポイント

都市ガスの原料は天然ガス、天然ガスの主成分はメタン（CH4）

天然ガスは、石油と同じように地下深くの地層（岩石）のすき間に存在し、井戸を掘って生産する。日本の自給率は2.5%（2018年）

地下で自由に動けない状態の天然ガス資源を「非在来型天然ガス資源」という。

固体であるメタンハイドレートは「非在来型天然ガス資源」の一種。ただし、まだ商業的には生産されていないので、本当に「資源」といえるかわからない。

地層内に固体として存在するメタンハイドレートは、そのままではエネルギーとして利用することはできません。エネルギーとして利用するためには、メタンハイドレートの結晶中に閉じ込められているメタン（天然ガスの主成分と同じ）を取り出す必要があります。

　一般的なガスや石油の井戸では、地下の圧力が高く、また液体や気体で存在することから、井戸を掘れば自ら噴出(自噴)し、ガスや石油を回収する（地表に取り出す）ことが可能です。一方、メタンハイドレートは地下では固体として存在し液体や気体とは異なり流動性を持たないため、単に井戸を掘っただけでは回収できません。そこで、何らかの方法により地下でメタンハイドレートをガスと水に分解し、回収する方法が検討されています。この手法であれば、在来型の天然ガス開発とほぼ同様の技術・機器・設備を用いてメタンガスを回収することが可能となります。

　低温・高圧の環境下で安定して存在するメタンハイドレートは、「温度を上げる」もしくは「圧力を下げる」ことで安定して存在できる条件（メタンハイドレート安定領域）から外れ、ガスと水に分解させることができます。現在我々が主に取り組んでいるのは、圧力を下げる「減圧法」と呼ばれる手法で、熱水等を地下に送り込んで温度を上げる「加熱法」に比べて設備もシンプルでエネルギー効率の観点からも優れていると考えられる手法です。

　図２は海底下に存在するメタンハイドレートの例ですが、メタンハイドレートが含まれる地層（メタンハイドレート層）には、水深＋海底面からメタンハイドレート層までの深度分の圧力(水頭圧)が作用することになります。そこで、減圧法では、ポンプ等を用いて井戸の中の水をくみ上げ、水頭を下げる（圧力を下げる）ことで地層に作用する圧力を減少させ、井戸近傍のメタンハイドレートをメタンガスと水に分解します。圧力の変化（減少）は次第に井戸から離れたところまで伝わり、分解の範囲も広がっていくと考えられます。これまでMH21-Sが対象としてきたメタンハイドレート層は砂層と泥層が重なり合う「砂泥互層」内の砂層で、在来型の石油やガスが存在する地層と同様に浸透性（流体の流れやすさ）が高く、水平方向の連続性も比較的良好と考えられています。そのため、圧力の変化も伝わりやすく、また、分解してできた水やメタンガスが流れやすい特徴があると考えられます。

　一方で、砂層の上下にある泥層は浸透性が低いため、圧力変化を砂層にとどめるとともに、海底面などからの海水の流入やメタンガスの漏洩を防ぎます。こうした泥層により挟まれた砂層だからこそ減圧を可能とし、メタンガスと水を生産できるのです。

　また、泥層にはもう一つ重要な役割があります。メタンハイドレートの分解反応は「吸熱反応」、すなわち、反応が進むにつれて分解した領域の温度は低下し、周りの砂層の熱を吸収するのですが、泥層の持つ熱が砂層に供給されることで分解はより促進され、多くのメタンガスが得られると考えられています。

2013（H25）3月12日～18日
世界で初めて海洋におけるガス生産を実証（減圧法6日間）
ガス生産実験（約20,000㎥／日、合計119,000㎥のガス生産を達成）

2018（H30）年5月
「第 3 期海洋基本計画」が閣議決定。メタンハイドレートは「我が国の領海等に賦存する貴重な国産資源であり、商業化がなされれば我が国の自給率の向上に資するエネルギーである」と位置付けられている

2024（R6）年3月
経済産業省が「海洋エネルギー・鉱物資源開発計画」を改定。目標として、2030年度までに民間企業が主導する商業化に向けたプロジェクトが開始されることを目指して技術開発を行う旨が記載された

今回の地点は、愛知県の渥美半島から約８０キロ、三重県の志摩半島から約５０キロの沖合。石油天然ガス・金属鉱物資源機構（独立行政法人）が事業主体となり、操業を担当した石油資源開発<1662.T>が地球深部探査船「ちきゅう」を用いて、メタンハイドレートを分解し天然ガスの成分を取り出す試験の準備を１月下旬に開始。深度約１０００メートル海底面からさらに２７０─３３０メートル下にあるメタンハイドレート層まで掘削装置を貫通させ、１２日に生産実験を始め天然ガスの生産を確認した。この試験は約２週間実施し、生産されたガス量の集計や実験結果の解析を行う。

産出試験は、地球深部探査船「ちきゅう」を使い、メタンハイドレートのある地層まで、水深約１千メートルの海底を約３００メートル掘り進めた。同日未明からメタンハイドレートを水とメタンガスに分解し、午前１０時ごろにメタンガスの産出を確認したという。

　今後は約１カ月間、連続運転を行い、天然ガスを安定して生産できるかを確認する。試験結果を踏まえて、民間主体の開発への移行を検討するほか、３１年度以降の開発工程表を作る計画だ。

　同試験は国の委託を受けた独立行政法人石油天然ガス・金属鉱物資源機構（ＪＯＧＭＥＣ）などが実施した。前回の試験では約２週間の連続産出を目指したが、海底の砂などが採掘時に巻き上がって設備に詰まるトラブルが発生し、６日で打ち切っていた。