「高い開発費」「高い開発費」
新型原油「シェールオイル」の採取が国内で初めて成功した
石油資源開発は昨年10月3日、秋田県由利本荘市の鮎川油ガス田で、
将来の生産に向けた調査を本格化した。
2013年度にも新たな油田を試掘事業化の可能性を探る。
鮎川油ガス田では、地下1800㍍にあるシェール層と呼ばれる岩盤から液体を採取し、
その中から原油の取り出しに成功した。
正確の原油量は現時点では不明といい、今後も取り出し作業を続け、
事業として採算が取れるかどうかを研究する。
13年度にも実施する試掘では、地下深くまで垂直に堀った後、シェール層に突き当たった
段階で岩盤と水平方向に掘る「水平杭井」と呼ばれる米国などで使われている
掘削方法を採用する予定。
シェール層に沿って掘り進むことで原油を効率よく採取することができるという。
石油資源開発秋田鉱業所の井上圭典所長は
「事業化にあたっては、いろいろなハードルがある。
今後は、米国の技術を参考にして進めていきたい」と話している。
日本は化石燃料のほとんどを輸入に頼るだけに、国内資源への期待が高まる。
だがシェールオイルやシェールガスなど「非在来型」と呼ばれる新資源は採掘方法が特殊で
環境への負荷も懸念されている。
採掘コストも高く、エネルギーの主役の道は容易ではない。
「環境への配慮もあり、お金のかかる油だ」。
シェールオイルの存在が3日に確認された秋田県由利本荘市の山中にある鮎川油ガス田。
試験採取を指揮した石油資源開発の井上圭典・秋田鉱業所長は
「日本初」の喜びに浸るよりも事業化への課題を口にした。
採取では、地下1800㍍の岩盤で原油の通り道をふさいでいた石灰岩を溶かすため、
大量の塩酸などがポンプ注入される。
使用済みの塩酸は地下から取り出し、中和して廃棄処分することが必要となる。
環境汚染への懸念からだ。
シェールオイルなどが入ったタンクそばでは、作業員らが忙しく動く。
同社関係者は「原油採取よりこちらの(廃棄処分の)労力の方が大きい」とつぶやいた。
「非在来型」の原油やガスは、在来型の化石燃料に比べ、
開発が難しいが豊富な資源量があるのが特徴。
東京電力福島第一原発事故を受け、原発のほとんどが停止している日本にとって、
新たなエネルギー資源の導入が欠かせない。
非在来型は、紛争が絶えない中東に偏在する原油と異なり、世界各地にあるのも魅力。
頁岩(シェール)層で岩盤内に横穴を広げたり、水圧をかけて人口的な
油の通り道をつくったりする新たな掘削法が開発されたことで、
米国では2000年代から新型ガス「シェールガス」の生産が大幅に拡大し
「革命」とまで呼ばれる。
しかし、新技術では大量の水や化学物質が用いられる。
米国では地下水汚染など環境への懸念から2011年に規制案が発表されるなど、
明るい話題ばかりではない。
開発に力が入る背景には、1㌭＝100㌦周辺で高止まりしている原油価格もある。
井上所長も「1㌭70㌦ぐらいが採算ラインといわれているようだ」と述べ、
原油価格が下がれば採算が悪化、開発に水を差すとの考えを示した。
ただ、国内でシェールオイルの発見が期待されるのは、秋田県が中心で、
埋蔵量も日本の年間消費量の1割弱にとどまる。
非在来型で本命視されているのは日本近海に眠る「メタンハイドレート」。
メタンハイドレートは天然ガスの主成分であるメタンが水と結び付いたもので、
低温高圧の深海の海底下にある。
取り出すには高い技術と費用が求められるが、日本近海の埋蔵量は天然ガスの
国内消費量の100年分ともいわれる。
シェールオイルが秋田で初採取されてから約3時間後、日本海沿岸10府県の関係者が
経済産業省を訪れ、メタンハイドレートの開発促進を要望した。
政府は30年代の原発ゼロを目指す新戦略を打ち出しているが、
京都府の山田啓二知事は「新しいエネルギーがないと政府の新戦略も絵に描いた餅だ」と
して新資源開発への期待を強調した。
※ シェールオイル
粘土質の頁岩(けつがん・シェール)層に閉じこめられた原油。
天然ガスは閉じこめられた場合は「シェールガス」と呼ばれる。
ともに従来は採取が難しかったが、地下千～3千㍍の頁岩層を水平に掘削し、
水圧で砕く技術の開発で採掘が可能になった。
原油・ガス価格の上昇で採算性が向上したこともあり、
近年は米国を中心に生産が拡大している。北海道新聞記事
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「希戸(きど)類元素」
周期表第3族第6週期のランタン(原子番号57番)から
ルテチウム(71番)までの15元素(総称ランタノイド)を指す。
やはり第3族のスカンジウム、イットリウムを加えて
17元素とすることもある。
電子配置に共通の特徴があり、化学的性質がよく似ている。
ランタンからユウロピウム(63番)までを軽レアアース、
カドリニウム(64番)からルテチウムなでを重レアアースと呼ぶ。
磁石の磁力や保磁力を高めたり、電磁波を受けて発光する性質があり、
ハイテク産業には不可欠。
「ものづくり」日本にとって生命線といえる。
レアアースの生産は中国がほぼ独占しており、2010年の中国漁船衝突事件では
事実上の禁輸措置で揺さぶりをかけてくるなど、
外交カードとして利用して国際問題になっている。
それだけに日本が独自の資源を確保することに期待が高まっている。
「なぜ太平洋の底にたまった ? 」
「海底に大量レアース 陸の千倍 太平洋に」というニュースが
世界を駆けめぐったのは昨年夏。
加藤教授(当時は准教授)らのグループは、過去に海底から掘り出されたコア試料の分析から、
タヒチ島近海など太平洋中部や南東部の深さ4千から6千㍍の海底の泥に
大量のレアアースが含まれていることを突き止めた。
なぜ海底にレアアースがたまったにか、加藤教授は次ぎのように推理する。
火山性の海底山脈がある中央海嶺(東太平洋海嶺)の熱水作用や火山活動に伴い、
鉄やマンガンが酸化された鉄質懸濁物質やフィリップサイトという鉱石が放出される。
これらが海中のレアアースを次々と吸着し、沈殿したのがレアアース泥とみられる。
では東太平洋海嶺でレアアース泥が発見されたのはなぜか。
「南鳥島は現在のタヒチ島沖で生まれたから」と加藤教授。
1億2千年前のことだ。
その後、南鳥島を載せたままプレートが長い時間をかけて今の位置まで移動した。
だから、以前に降り積もったレアアース泥が残っているのだという。
詳細は加藤教授の新著
「太平洋のレアアース泥が日本を救う」(PHP新書 819円)で読むことができる。
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「世紀の大発見」と言われる海底レアアース泥。
「産業のビタミンと呼ばれ、ハイテク産業に
不可欠なレアアース資源確保の期待が広がる中、
南鳥島(東京都小笠原村)近海の日本排他的経済水域(EEZ)内の
有力な鉱床が明らかになった。
発見者の加藤泰治・東大工学系研究科教授をはじめ、この分野の関係者が勢ぞいした
シンポジウムが2012年7月20日、東大で開かれ、早期の資源化への道を探った。
加藤教授が所属する同大エネルギー・資源フロンティアセンターが主催。
レアアース磁石の世界的権威、佐川真人インターメリックス社長と、
レアアースに詳しい足立吟也・大阪大名誉教授が講演したほか、海底資源採掘から精錬、
リサイクルまで広い分野の専門家が発表した。
加藤教授はレアアースについて「最先端産業のビタミン」とし、「他の技術では代替は不可能。
資源を確保し、消費量を減らしたり、リサイクルを徹底したりするべきです」と指摘した。
またレアアース泥の特徴として
① レアアース(特に重いレアアース)の含有量が多い
② 資源量が膨大
③ 探査が容易
④ 開発の障害となる放射性元素(トリウム、ウラン)をほとんど含まない
⑤ レアアースの抽出が容易 ― などの点を挙げた。
いずれも重要だが、中でも④は、陸上のレアアース鉱床で大きな問題となっているだけに
特に注目される。
マグマ活動に伴ってできる陸上の軽レアアース鉱床には、
同時にトリウムやウランなどの放射性元素も集まってしまうため、
精錬後の残りかすに放射性物質が含まれ、処理に苦慮している。
一方、重レアアース鉱床は花こう岩が風化した粘土にレアアースが付着している。
ほぼ生産を独占している中国では、硫酸アンモニウムを山体に直接流し込んで
レアアースを抽出しているが、抽出液の流出で深刻な環境汚染が起きている。
「レアアース泥のトリウムやウランは、そこらの石ころよりはるかに少なく、
放射性物質の心配は全くありません。室温で酸と反応させるだけで、
80％以上のレアアースを簡単に抽出できます」
だが泥は水深4千～6千㍍の海底にある。
果たして引き揚げて利用することはできるのか。
「十分可能」と加藤教授は力説。
「既に海底油田の開発が行われており、この技術を転用すればよいのです」
相手はきめの細かい泥なので、掘削の必要はない。
船から長い管を海底まで垂らし、別の管から圧縮空気を送り込み、
海水と泥を一緒に船上に運び上げる。
ここで水と泥を分離し、泥は陸上の工場で希塩酸をかけてレアアースを取り出す。
「残りの泥は、塩酸をカセソーダ(水酸化ナトリウム)で中和すると
塩化ナトリウム(食塩)になるので無害。
「埋め立てに使えます」。
南鳥島は港湾が未整備だから、一石二鳥となる。
加藤教授と共同開発している三井海洋開発の中村拓樹事業開発部長は
「間違いなくできます」と太鼓判を押した。
タンカーのような形で、特定海域に10年、20年ととどまり、海底をくみ上げる
FPSO(浮体式生産貯蔵積み出し設備)が1970年に実用化され、現在世界で百数十基が稼働中。
同社も30基を運用している。
「1万2千㍍くらい掘るのが普通。レアアースがある数千㍍はその半分にすぎません」。
レアアース泥用に改良したFPSOを造るのは難しくないという。
磁力が世界最強のネオジム磁石を発明した佐川社長は、保磁力を高めるため、
レアアースの一つジスプロシウムを加えて試行錯誤した経験を紹介しながら、
現在、貴重なジスプロシウムの使用量を劇的に削減したことを紹介。
足立名誉教授はレアアースの特徴を分かりやすく解説した。 北海道新聞記事
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中国鉱床の「10倍」2013年3月21日
海洋研究開発機構(JAMSTEC)と東京大の研究チームは21日、
日本の排他的経済水域(EEZ)の小笠原諸島・南鳥島周辺の水深5600～5800㍍の海底に、
高い濃度のレアアース(希土類)が存在していることを確認したと発表した。
主な産出国の中国の鉱床の10倍以上の濃度という。
ただ、水深5千㍍以上の海底の鉱物を大量に採掘する技術は世界的にまだなく、
商業化が可能かどうか課題となる。
研究チームは1月、深海調査船「かいれい」で、南鳥島周辺の7ヵ所の海底の土や泥を
深さ10数㍍にわたって採取。
分析できた2ヶ所の試料のうち1ヶ所で、海底から 深さ3㍍の泥中のレアアースの濃度が、
6600㏙(0.66％)に上がった。
今回判明した濃度から、東京大の加藤泰浩教授(地質資源学)は1日1万㌧の泥を採取すれば、
国内需要4割以上がまかなえる可能性があるとしている。
レアアースは、中国で操業する鉱床の300～500㏙より高比率なうえ、
海底から数㍍と比較的浅いところに多く存在することも判明した。
これまでは、レアアースの層の上には厚さ10㍍以上の堆積物があり、
採掘の障害になると想定されていた。
ただ、海底資源の開発は現在のところJAMSTECの探査船「ちきゅう」が研究目的で
水深2500㍍の海底の泥を引き揚げる技術のほか、
海外では海底3千㍍での油田開発の実績があるが、5千㍍を超える深海ではまだない。
水圧や海流への耐性、採掘後の海洋での処理技術など課題は山積しているという。
2万から3万㌧あったレアアースの国内需要も昨年は在庫調整や代替物の開発、
リサイクルなどで大幅に落ち込み、実勢価格も種類によってはピーク時の
2割ほどに落ち込んだものもあるという。
採掘コストも海底レアアース開発の可能性を左右しそうだ。
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政権「開発後押し」
愛知県の渥美半島沖の海底で、
「燃える氷り」と呼ばれる「メタンハイドレート」から天然ガスを取り出すことに
世界で初めて成功した。
資源が乏しい日本には待望の「国産燃料」と期待される。
だが、生産するまでには費用の高さなど課題は少なくない。
3月12日午前10時ごろ、渥美半島から約80㌔の海上に浮かぶ
探査船「ちきゅう」からオレンジ色の炎が立ちのぼった。
深さ1千㍍の海底の地下約330㍍のあるメタンハイドレート層から取り出し、
パイプで運ばれたメタンガス(天然ガス)。
経済産業省幹部は「大きな一歩が踏み出せる」と胸をなで下ろした。
経産省に委託され、独立行政法人の石油天然ガス・金属鉱物資源機(JOGMEC)が
作業を進めた。
メタンハイドレートのまわりの水をくみ上げて圧力を下げることで、メタンガスが水と分離する。
この「減圧法」と呼ばれる手法でガスを取り出した。
日本では1980年代からメタンハイドレートの研究が始まった。
「日本の天然ガス消費量の100年分が近海に眠っている」。
96年、こんな試算を通商産業省(現経産省)系の研究所がだし、期待が高まった。
政府は2000年代から埋蔵量調査などに588億円を投じ、研究開発を進めた。
08年に閣議決定した「海洋基本計画」などでは、
メタンハイドレートからガスを生産して利用する技術を18年度をめどに整備するとした。
しかし、最大の壁は費用。
海底深く掘り進んでパイプを差し込む作業は、
地上からパイプを差し込んで取り出すガスよりはるかに費用がかかる。
JOGMEなどの試算でも、費用(生産原価)は1立方㍍あたり46～174円で、
米国の天然ガス価格約10円と比べても高くなりそうだ。
このため、メタンハイドレートからのガス生産に本腰を入れて取り組んでいるのは、
資源が少ない日本と韓国が中心だ。
民間の企業も参入していない。
ただ、安部政権は積極的に技術開発を進める方針だ。
安部晋三首相は2月末の施政方針演説で
「新たな可能性をもたらすイノベーション(技術革新)」として、ロケット打ち上げなどとともに
「世界初の海洋メタンハイドレート産出試験」をあげた。
13年度予算案に87億円を盛り込み、日本海のメタンハイドレートは海底の表面に固まる
「表層型」とされ、渥美半島のような地下にある「砂層型」とちがうため、
別の取り出し法をしなければならない。
「(米国で生産される)シェールガスも技術的に難しいと言われていたが、
大規模に生産されるようになった。課題を乗りこえ、
我が国周辺の資源を活用できる時代が早く来るといい」。
茂木経産相は12日の記者会見でこう話した。
「国産エネ 自治体も期待」
日本はエネルギーの多くを輸入に頼り、国内でまかなうのは水力発電など4％しかない。
だが、東京電力福島原発事故をきっかけにガスや石油を燃料にする火力発電が増えたため、
国産エネルギーを探そうという動きが盛んになった。
日本海にもあるとされるメタンハイドレートには自治体も期待する。
昨年9月には、日本海に面した10府県が協力して
「海洋エネルギー資源開発促進日本海連合」を立ち上げ、
どれだけ埋蔵量があるか探ろうとしている。
米国では近年、採掘技術の進歩で「シェールガス」と呼ばれる天然ガスを
大量に生産できるようになった。
中東などへのエネルギー依存を減らす「シェール革命」。
日本でも石油開発会社の石油資源開発が昨年10月、
日本で初めて秋田県でシェールオイル(原油)の試験採掘に成功した。
秋田や新潟には国内の原油消費量の数ヶ月分にあたる数億㌭が埋まっている
可能性があり、採算に合うかを調べている。
ただ、どの資源も調査が始まったばかりだ。
輸入されている石油やガスに取って代わるほどの埋蔵量が確認されたわけでもなく、
国産エネルギーにめどが立つかどうかはまだみえていない。
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