シェールガスの開発における進展:資源評価,生産メカニズム,およびCO2の封じ込めの可能性
Wuquan Li1, Yunfeng Liang1, Jinrong Cao2
1Department of Systems Innovation, School of Engineering, The University of Tokyo, Tokyo 113-8656, Japan.
シェールガスの研究は,ガスインプレイスの推定,生産,およびCO2貯蔵の可能性をレビューします. シェール貯蔵庫に二酸化炭素 (CO2) を注入することで,メタン (CH4) の回収が促進され,CO2の蓄積能力が著しく向上します.
科学分野:
- 地質科学と環境科学について
- 石油工学は,石油工学である.
- 化学工学は化学工学というものです.
背景:
- シェールガスは重要なエネルギー資源であり,メタン (CH4) の回収と排出量の削減のためにCO2の注入が検討されている.
- シェール貯水池は,マイクロ孔 (<2 nm) とメソ孔 (2-50 nm) を含む複雑な孔構造を有し,ガスの振る舞いに大きく影響します.
- シェールナノポールの内部でのガス状態 (自由,吸収,吸収) を理解することは,正確なガスインプレイス (GIP) 推定に不可欠です.
研究 の 目的:
- シェールガス研究の重要な側面:ガスインプレイス (GIP) の見積もり,生産メカニズム,およびCO2貯蔵の可能性をレビューする.
- シェールガス貯蔵庫におけるマイクロポーとメソポーの両方の重要性を強調する.
- シェールエネルギー開発とCO2封じ込めにおけるシミュレーションと実験のための方法論的指針を提供すること.
主な方法:
- 毛孔の形状とトポロジーの特徴付け技術 (電子顕微鏡,探査ガスの吸収,接続性の分析) のレビュー.
- 吸収モデルと過剰から絶対への変換方法を使用して,ガス状態とソープション同熱体の評価.
- 分子シミュレーションモデルの分析,フィールドテスト,およびシェールにおけるCO2注入 (huff-n-puff) 実験.
主要な成果:
- 6つの典型的なシェール貯水池のシェール孔の特徴と貯水池の状態を要約しました.
- 分子シミュレーションにより,マイクロポーとメソポーの両方を含むケロゲンモデルの重要性が強調され,正確な吸収行動を実現しました.
- CO2の注入は,CH4の回収を効果的に強化し,CH4.4と比較してより高い親和性があるため,CO2を封じ込めます.
- 推定の世界的なシェールCO2貯蔵容量は570Gtを超え,CO2が技術的に回収可能なCH4を代替すると仮定しています.
結論:
- シェールガス貯蔵庫は,メタンの生産強化と二酸化炭素の大規模封じ込めの両方にとって大きな可能性を秘めています.
- 双孔系 (マイクロ孔とメソ孔) は,ガス行動を理解し,CO2注入戦略の最適化に不可欠です.
- このレビューは,持続可能なシェールエネルギー抽出と炭素の捕捉,利用,貯蔵 (CCUS) に関する将来の研究開発を支援します.
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