【研究分野】地盤工学

【研究領域課題番号】23656294 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

鉄鋼スラグ / 二酸化炭素 / 炭酸カルシウム / 低炭素社会 / 循環型社会 / 廃棄物 / リサイクル / 吸着 / 地球温暖化

【研究成果の概要】

製鋼スラグのCO2固定化特性を実験的に調査し，メカニズムの推察および固定化量の評価を行った．CO2固定化特性を調べるために，一定流量通気型CO2固定化試験を実施した．その結果，大気圧下において，初期濃度が4500mg/LのCO2を0.05 mg/Lで供試体に通気した場合において，エージング製鋼スラグは0.03 g-CO2/g-slagのCO2を固定し，未エージング製鋼スラグは0.04 g-CO2/g-slagのCO2を固定した．これらのCO2固定化量は，それぞれの製鋼スラグの持つ水溶性カルシウムの約20%に値した．これに基づき，カルシウムの溶出量からCO2固定化量を予測する方法を提示した．

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2011 - 2013

【配分額】3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)

【研究分野】地球・資源システム工学

【研究領域課題番号】20360407 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

地球システム / 二酸化炭素地中貯留 / 地球温暖化 / 二酸化炭素 / 帯水層 / 地中貯留 / 弾性波速度 / 比抵抗 / Archieの式 / Gassmannの式 / 貯留量評価 / 帯水層貯留 / 弾性波 / 砂岩 / 室内実験 / 粘土

【研究成果の概要】

地下深部地層の温度・圧力条件下で、孔隙率や浸透率が異なる2種類の砂岩試料に超臨界CO_2を注入しながら、弾性波速度と比抵抗の変化を測定した。これらの実験データをもとに推定した各々の砂岩試料中の超臨界CO_2飽和度について、二相流(超臨界CO_2、間隙水)解析コードTOUGH2による数値シミュレーションで得た砂岩試料中の超臨界CO_2飽和度とよく一致し、帯水層に圧入したCO_2貯留量評価法の有効性が明らかになった。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2008 - 2010

【配分額】17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)

【研究分野】林学・森林工学

【研究領域課題番号】17405034 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

森林 / 二酸化炭素 / 京都議定書 / クリーン開発メカニズム(CDM) / 第2約束期間 / 持続的森林管理 / 地球温暖化 / 森林管理・政策 / 開発支援 / CDM植林事業

【研究成果の概要】

当研究は「1)地球環境問題に途上国の住民が参画できる機会を得ることができる。」「2) 京都議定書で採用されているクリーン開発メカニズムでは植林した後は森林を保全をするだけで定期的に炭素クレジットの対価を得ることができる。」という2つの観点から、温暖化対策として望ましい森林の取り扱いについて提案した。研究対象地をベトナム、インドネシア、タイ、パナマに設定し、提案内容の検証を行った。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2005 - 2008

【配分額】14,910千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 1,710千円)

【研究分野】環境技術・環境材料

【研究領域課題番号】15710052 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

二酸化炭素 / 地球温暖化 / 地下貯留 / MRI / コア解析 / CO_2 / 岩石 / 飽和度

【研究成果の概要】

平成15年度においてMRIを用いた岩石内を流動する超臨界CO_2を直接可視化できることが明らかとなった.平成16年度はこれらの知見を基に,計測の高度化を行うとともに,計測結果を基に,定量的な解釈を試みた.
第一に,平成15年度に用いたスピンエコー法による可視化手法を用いると計測時間が1分程度度と長くなり,時間分解能が足りなくなる.一方,円筒形の岩石コアに圧入されたCO_2は流れ水平面方向に均一であることが確認されている.よって,これを解決するために,スピンエコー法の中で,プロジェクション法と呼ばれる,水平面内にMR信号を積分して取得する方法を適用し,計測の高速化を図った.これにより,約10秒間隔でのデータの取得が可能となった.
次に,地下900mに相当する高温高圧条件に置いて,CO_2の圧入過程をMRIを用いて計測した.これらのデータを基に,Goodfieldらが提案しているデータ解析手法の適用を行った.隔離したCO_2の長期挙動予測には漏洩を誘発する浮力の影響と漏洩を防ぐキャップロックの毛管圧の効果を正確に把握する必要がある.しかしながら,従来の計測方法ではこれらを独立して評価することが困難であった.本研究では,岩石内の任意の位置における飽和度をMRIにより時系列データとして取得することにより,これまでの手法では分離が困難であった,粘性,浮力,毛管圧の効果を区別して解釈することが可能であることを実験的に示した.

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2003 - 2004

【配分額】3,700千円 (直接経費: 3,700千円)

【研究分野】資源開発工学

【研究領域課題番号】13450414 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

二酸化炭素 / 地球温暖化 / 地中隔離 / 二酸化炭素問題

【研究成果の概要】

地球温暖化現象の要因として二酸化炭素の排出増加が挙げられ、その対応策として各種隔離技術の研究が進められている。しかしながら、二酸化炭素の長期的挙動は解明されていないのが現状である。地下帯水層に圧入された二酸化炭素は気相・液相・固相となって安定するが、液相に溶解した二酸化炭素は帯水層内を移流分散により拡散する。その際孔隙レベルの不均質性が移流分散挙動に与える影響を評価することが必要となる。本研究では、地下帯水層の岩質を想定してベレア砂岩、炭酸塩岩、またガラスビーズを用いた実験を行った。流動モデルとして移流分散(CDE)モデル、ならびに流れ部分と淀み部分を考慮したCoats-Smithモデルを採用し、実験結果とのマッチングを行った。ガラスビーズやベレア砂岩についてはCDEの適用ができた。また、得られた分散係数はサンプルの種類に関係なく流速に比例することが確認できた。一方、ドロマイトに対してはCDEの適用ができなかった。これは続成作用の過程によって形成される二次孔隙が存在し、孔隙レベルでの不均質性のためと考えられる。これを反映した分散モデルであるCoats-Smithモデルを適用したところ、良好なマッチング結果を得た。本実験で使用したサンプルでは淀み部分が40%程度含まれており、孔隙レベルの不均質性を有する岩石は同じ粒径でもそれを有さない岩石やガラスビーズと比べて大きい分散係数を持つ可能性があることがわかった。孔隙レベルの不均質性を有する帯水層に対して、分散をCDEで表現する現状のシミュレータを用いる場合、Coats-Smithモデルから導かれる分散係数を用いることは大きな誤差を生じさせる危険があり、近似的予測結果を得るためには見かけ上大きな分散係数を設定する必要がある。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2001 - 2003

【配分額】7,600千円 (直接経費: 7,600千円)

【研究分野】環境保全

【研究領域課題番号】09044140 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

総括・持続可能性評価法 / 地域的気候変化と大気 / 都市管理システムの構築 / 都市交通と持続可能性 / 気候変動と生態系変化 / 地球温暖化 / 持続可能性 / 二酸化炭素 / 環境インパクト分析 / 時間消費法 / インターネット / アジア / AGS / 持続可能性評価法 / 地域的気候変化 / 地域的統合管理手法 / マクロ経済モデル / 都市管理システム / 生態系変化調査 / 資源有効利用 / 逆工場の概念

【研究成果の概要】

地球環境問題の解決は、ある特定の国だけが努力をしてみても、実現不能である。地球環境問題の解決に必要不可欠な発想は、いかにして持続可能性を維持するか、である。現在、東京大学は米国MIT、スイス連邦工科大学とともに、地球レベルの持続可能性を追求する連合体(Alliance for Global Sustainability)を形成し、いくつかの共同プロジェクトを行っている。本研究は、この3大学の連携の環境プロジェクトに対して、主として研究連絡旅費を支給することによって支援し、持続可能性実現のために必要な国際的共同研究を遂行するために必要な、face to face の研究打ち合わせを実現することである。本年度で、3年目であるが、個々の研究グループの旅費とともに、3大学共同で開催した年会への出席を支援した。本年度の年会は、平成12年1月に米国MITにおいて開催された。日本側からの出席者40名以上を教え、全体会議の他に、数多くの研究プロジェクトに関するワークショップが開催された。この研究では、産業界との連携の確保した形で研究を推進することも視野に入れており、民間サポートグループからの参加も見られている。代表的な研究テーマとしては、「東京ハーフプロジェクト」がある。これは、現在得られている利便性は確保したまま、東京都から排出される二酸化炭素量を半減することが可能かどうか、を3大学共同で研究することを目的としている。そのためには、どのような発電システムが良いか、交通機関などの社会的インフラをどのような形で整備すべきか、といった研究が行われた。同時に、大量消費社会を回避するためには、都民のライフサイクルにも若干の変更を求めるべきとの結論になった。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】1997 - 1999

【配分額】33,800千円 (直接経費: 33,800千円)