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炭素回収の利用および貯留

CO2削減の要求に応えるため、炭素回収・貯留は発電所や産業施設から排出されるCO2の90%以上を炭素回収・貯留できる可能性があります。

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Outdoor shot of engineer in safety gear holding communication device looking up at exterior of gas plant.

CCUS (Carbon capture utilization and storage: 二酸化炭素回収の利用と貯留)は、現代において最も重要な脱炭素技術の1つとして注目されています。世界的なCO2削減の要求に応えるため、炭素回収・貯留によって発電所や産業施設から排出されるCO2の90%以上を回収・分離できる可能性があります。それだけで世界の温室効果ガス排出量の14%を削減することができます。現時点では、炭素回収は、2050年までに産業部門で必要とされる大幅な脱炭素化を達成する唯一の現実的な方法と考えられています。

2015年、国際連合は17のサステナブル(持続可能)な開発目標を定め、採択しました。炭素回収・貯留は、そのうちの6つの目標を達成することにつながっています。その目標とは以下の通りです。

  • 手頃な価格でクリーンなエネルギー
  • 産業、イノベーション、インフラ
  • サステナブルな都市とコミュニティ
  • 責任ある消費と生産
  • 気候変動対策
  • 目標のためのパートナシップ

これらはすべて、何らかの形でCO2生成プロセスと結びついており、だからこそ私たちは、炭素回収・貯留ソリューションの一部としてこれらを特定したのである。産業用CCUSプログラムの成功は、産業界を超えた利益をもたらすことでしょう。

CO2を回収および貯留する4つの段階

最も基本的なCO2の回収と貯留は、4つの段階に分けることができます。

  • 回収
  • 調整
  • 輸送
  • 注入と貯留

回収・貯留は簡単な解決策だと宣伝されていますが、実際にはもっと多くのことが関係しています。CO2流の圧力や温度のわずかな変化は、CO2の物理的特性を急速かつ大幅に変化させ、流動性、密度、圧縮性を変化させます。そのため、各段階において、CO2流にいつ変化が起こるかを知るための適切な測定ツールを持つことが重要です。

もう1つの考慮点は、利用可能なCCUSシステムにはさまざまなタイプがあるということです。これらの中には、CO2が坑口に直接圧送され、捕獲地点に近い貯留場所に注入されるため、回収直後に調整段階が行なわれるものもあります。この場合、プロセスに沿って必要な測定ポイントは少なくなります。この場合、カストディの引き渡しは考慮されません。

炭素回収の利用・貯留技術の成長を管理するために、一般的な貯留ハブの開発が普及してきました。これは多くの場合、企業によって管理された、施設周辺のさまざまな排出源から炭素を引き込む専用の炭素分離スペースを提供できる注水スペースのエリアとなります。これはまた、炭素回収の調整段階が、炭素を貯留する前に回収場所で起こりうることを意味します。

CCUSのためのセンシアの総合的なシステムアーキテクチャ

CO2の回収と貯留には、プロセスのどの段階でどのようなツールや機器が必要かという課題が内在しています。必要な測定の中には、動作パラメータや効率パラメータに基づくものもあれば、規制上のデータ収集義務を満たすために必要な測定もあります。

特に、わずかな変化でもCO2の物理的性質が急速に大きく変化する可能性がある場合、プロセス中のCO2の圧力や温度のわずかな変化をほぼリアルタイムで警告してくれるツールも同様に重要です。例えば、圧力の変化は漏れを示すかもしれません。漏れがほぼリアルタイムで検出されない場合、重大な問題につながる可能性があります。

スウィントン・テクノロジーズの買収により、センシアは炭素回収の利用・貯留の課題と要件を満たす総合的なシステムアーキテクチャの提供に注力しています。このシステムは、測定監視システムやクラウドベースのアプリケーションを活用し、あらゆるタイプの計器の生の不確実性を有効にします。

プロセスの最適化

適切なツールが導入され、回収、調整、貯留をほぼリアルタイムで効果的にモニタできるようになれば、プロセスの最適化を検討することができるようになります。特に、調整段階を最適化することができます。

このプロセスを最適化するには、水和を最適化して液体のドロップアウトを回避するなど、さまざまな方法があります。または、酸性ガス流の水分含有量を最適化すると同時に、水和物の形成を回避することもできます。注入部位の圧縮ステージツリーを示す運転マップを確立することで、コンプレッサからの液体のドロップアウトを回避し、ラインでの水和物の形成を回避するための安全な運転ポイントを示すことができます。酸性ガス流の正確なフェーズエンベロープと物理的特性を把握し、すべてのモデルと組み合わせることで、これらの条件を回避することができます。

同様に、貯留されたCO2の圧力と温度を監視することで、貯留層と坑口の圧力、温度監視、注入監視、流体組成、漏洩部の特定に最適なパラメータを確立することができます。

センシアのAvalonソリューションは、自律的で自動化されたコネクテッドソリューションを可能にするオープンプラットフォームです。センシアとサードパーティの機器、デバイス、システムを接続し、複数のデータソースを統合することができます。そのデータは、読みやすく実用的なオペレーショナルインテリジェンスに変換されます。

適切なツールは、国連目標の達成に向けた取り組みを支援します。

詳しくは、https://www.sensiaglobal.com/Measurementをご覧ください。

注: Avalonは、Sensiaの商標です。

公開 2024年1月16日

トピック: 石油&ガス

Anissa Thomas
Anissa Thomas
Digital Solutions Manager, Sustainability and Energy Transfer
Anissa Thomas is Digital Solutions Manager, Sustainability and Energy Transfer – Sensia. Ms. Thomas holds a B.Sc. Mechanical Engineering from the University of the West Indies, St. Augustine, and an MBA in Sustainable Energy Management from the Arthur Lok Jack Graduate School of Business.
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