「メタンハイドレート」の版間の差分
削除された内容 追加された内容
m編集の要約なし |
|||
| (8人の利用者による、間の32版が非表示) | |||
1行目:
{{告知|議論|記載内容のあり方について|section=記載内容のあり方について}}
{{精度|date=2013年8月}}
[[Image:Burning hydrate inlay US Office Naval Research.jpg|right|frame| メタンと水に分離し燃えるメタンハイドレート。左上にクラスレートの構造を示す。 (University of Göttingen, GZG. Abt. Kristallographie)<br />出典: [[アメリカ地質調査所]]。]]
'''メタンハイドレート'''（{{lang-en-short|methane hydrate}}）とは、低温かつ高圧の条件下で[[メタン]][[分子]]が[[水]][[分子]]に囲まれた、[[網]]状の[[結晶]][[構造]]をもつ[[包接水和物]]の[[固体]]である<ref>{{citation|publisher=U.S. Geological Survey |url=http://web.archive.org/web/20120614141539/http://woodshole.er.usgs.gov/project-pages/hydrates/what.html |date=31 August 2009 |accessdate=28 December 2014 |title=Gas Hydrate: What is it?}}</ref>。およその[[比重]]は<span lang="en">0.9 g/cm<sup>3</sup></span>であり、[[堆積物]]に固着して海底に大量に埋蔵されている<ref name=Max>{{Cite book
メタンは、石油や石炭に比べ燃焼時の二酸化炭素排出量がおよそ半分で大気汚染の原因となる硫黄がゼロであり、しかも燃焼時に排出されるのは水だけというクリーンエネルギーであるため、地球温暖化対策としても有効な[[新エネルギー]]源であるとされる（[[天然ガス]]も参照。）。また、メタンには同量の二酸化炭素の21～72倍の温室効果があるため、メタンハイドレートも積極的に採掘して燃焼させる方が地球温暖化防止になるという特質を持つ。▼
| last = Max
| first = Michael D.
| title = Natural Gas Hydrate in Oceanic and Permafrost Environments
| publisher = Kluwer Academic Publishers
| year = 2003
| page =62
| url = http://books.google.com/?id=fd8QFKwcSskC&printsec=frontcover#v=onepage&q
| isbn = 0-7923-6606-9 }}。
▲</ref>。メタンは、石油や石炭に比べ燃焼時の二酸化炭素排出量がおよそ半分
== 性状 ==
見た目は氷に似ている。1 m
▲見た目は氷に似ている。1 m<sup>3</sup>のメタンハイドレートを1気圧の状態で解凍すると164 m<sup>3</sup>のメタンガスと水に変わる。解凍する前のメタンはメタンハイドレートの体積の20%に過ぎず、他の80%は水である。[[分子式]]は CH<sub>4</sub>·5.75H<sub>2</sub>O と表され、密度は0.91 g/cm<sup>3</sup>である。火をつけると燃えるために「燃える氷」と言われることもある。
水分子で構成される立体網状構造の間隙中にガス分子が位置して安定な固体結晶となっている氷状の物質は[[包接水和物]]、ガスハイドレート、あるいは、クラスレートと呼ばれる構造になっている。
ガスハイドレートには、ガスが失われると残された立体網状構造である「包接格子」だけでは格子構造を維持できないもの（ガスハイドレート、クラスレート）と、包接格子だけでも格子構造を維持出来るものがある。メタンハイドレートは「包接化合物」とも呼ばれるクラスレートであり、骨格となる水分子間の5-6 Å（[[オングストローム]]、1 Å = 100 [[ピコメートル|pm]]）程度の隙間に入り込んだガスが出て行くと格子は壊れる
=== 生成過程（海底下） ===
;火山ガス
メタンは[[マグマ]]を原料とする[[火山ガス]]であり、もっとも単純な炭化水素である。実際にメタンハイドレートは[[環太平洋火山帯]]に多く分布し、特に地震の多い火山帯の日本に集中していることが知られる。
;
:地層中深部の高温環境では、有機物が非生物的に分解する。量的には熱分解ガスの方が多いとされ、プレート境界や油田地帯では熱分解起源の天然ガスハイドレートが確認されている。上越沖では、海底下数kmに由来する熱分解起源のメタン由来のメタンハイドレートが、海底下百数十mの堆積物中に密集して生成していると推定されている。海底にはメタンプルームがあり、噴出口から数10cm上昇するうちにメタンハイドレートが生成することや大規模な化学合成生物群集が確認されており、メタンプルーム探査がメタンハイドレート資源探査に有効であるとされている<ref>{{Cite press release|url=http://www.aist.go.jp/aist_j/press_release/pr2007/pr20070302/pr20070302.html#e1|title=新潟県上越市沖の海底にメタンハイドレートの気泡を発見|date=2007-03-02|publisher=[[産業技術総合研究所]]}}</ref>。
▲メタンは[[マグマ]]を原料とする[[火山ガス]]であり、もっとも単純な炭化水素である。実際にメタンハイドレートは[[環太平洋火山帯]]に多く分布し、特に地震の多い火山帯の日本に集中していることが知られる。日本には[[南関東ガス田]]など[[第二次世界大戦]]（日本では[[大東亜戦争]]）以前から活用されてきた巨大なメタンガス田も存在し、独立総合研究所の[[青山千春]]の調査により日本近海のメタンプルームの湧出量に大きな変化が無いことも判明している。
;
:
▲現在までに報告されているメタンハイドレートを構成するメタンの炭素[[同位体]]比は比較的小さい値（[[炭素13|<sup>13</sup>C]] が少ない）を示していることから、これは堆積物中で有機物の分解によって生じる生物起源のものであるという説もある。
▲: メタンハイドレートは大陸周辺の海底に分布しており、大陸から遠く離れた海洋の深部に有意な発見はない。それら分布領域における表層[[堆積物]]の特徴は、長い運搬過程を経た粒度の小さい[[砕屑物]]や[[鉱物]]粒子、[[火山灰]]などの他に[[有機物]]や[[有孔虫]]などの生物遺骸が含まれる海底泥質堆積物である。その海底面（表層）では生物活動による土壌が作られ、土壌の上に新たな堆積物が積み重なり海水の比率が減少するとともに堆積物の[[続成作用]]が働く環境となる。堆積作用により表層から埋没後しばらくは硫酸還元菌（例えば [[アーキオグロバス属|''Archaeoglobus'']]、''[[デスルフォルディス・アウダクスウィアートル|Desulforudis]]'' など）の活動が続き、この活動している地層を硫酸還元帯という。活動時間が長い深部になるほど炭素同位体比は大きい値を示す。硫酸塩の枯渇などにより硫酸還元菌の活動が終わると、[[メタン生成菌]]の活動が活発になり、メタンと[[炭酸水素イオン]]が生成される。ここでは地層深部の圧密作用を受けメタンや炭酸水素イオンを含む水が上層へ移動し、一定の条件下で水分子のかご構造にメタンが入り込みメタンハイドレートとして蓄積される。このメタン醗酵が発生する層では [[炭素13|<sup>13</sup>C]] が[[炭酸水素イオン]]に濃縮されるため、メタンの炭素同位体比は軽く（<sup>13</sup>C が少なく）なる。
: [[熱水噴出孔]]などでこれらのメタン菌の活動を垣間見ることができる。例えば [[メタノパイラス属|''Methanopyrus'']] や''Methanocaldococcus'' は地底で発生する水素と二酸化炭素からメタンを合成する。この他 ''Methanocalculus'' などのメタン菌が油田から得られている。
=== 安定条件 ===
38行目:
地表の条件では、[[分解]]して[[吸熱反応]]を起こす。この時生成される水は[[氷]]の薄膜を形成するため、メタンハイドレートは常圧下-20 {{℃}}程度でも長く保存できる自己保存性を持つ。
[[ファイル:Gas hydrates 1996.svg|thumb|350px|[[1996年]]の[[アメリカ地質調査所]]の調査によるハイドレートの分布図<br />黄色の点がガスハイドレートを示す。]]
== 埋蔵域 ==
[[ファイル:Gas hydrates 1996.svg|thumb|350px|[[1996年]]の[[アメリカ地質調査所]]の調査によるハイドレートの分布図<br />黄色の点がガスハイドレートを示す。]]
状況によって異なるがおおむね、[[大陸棚]]が海底へとつながる、海底斜面内の水深500-1000 m<ref>{{Cite web|title = メタンハイドレートの採掘と生産について|author = 市川祐一郎|url = http://www.gsj.jp/Pub/News/pdf/1997/02/97_02_07.pdf|publisher = 地質ニュース510号|publisher = 産業技術総合研究所・地質調査総合センター|date = 1997-02|pages = 3-58||accessdate = 2012-08-14}}</ref><ref name=tennen>石井彰 『天然ガスが日本を救う』 日経BP社 2008年9月22日、183-185頁
=== 日本近海の埋蔵域 ===
2008年現在、日本近海は世界有数のメタンハイドレート埋蔵量を持つとされる。[[本州]]、[[四国]]、[[九州]]といった西日本地方の南側の[[南海トラフ]]<ref name=tennen />に最大の推定埋蔵域を持ち、北海道周辺と新潟県沖<ref name="jgeography.118.43"/>、南西諸島沖にも存在する<ref name=tennen />。また、日本海側には海底表面に純度が高く塊の状態で存在していることが独立総合研究所
また2013年6月には、千島列島と北方領土の大陸棚に最大でガス87兆立方メートル相当のメタンハイドレートが埋蔵されている可能性が高いとして、ロシアの国立研究機関であるロシア科学アカデミー極東地質学研究所露もロシア国営石油大手「ロスネフチ」に開発検討を提案している<ref>{{Cite web|title = 千島列島にメタンハイドレート 露の研究機関が開発提唱|url =http://sankei.jp.msn.com/world/news/130619/erp13061920460005-n1.htm|publisher = 産経新聞|date = 2003-06-19|accessdate = 2013-08-15}}</ref>。また中国では青海地区で350億トンの油に相当するメタンハイドレートが見つかっており、南シナ海には680億トン相当のメタンハイドレートがあるとされており、2013年の6月から9月には、中国国土資源部が広東沿海の珠江口盆地東部の海域で初めて高純度のメタンハイドレート採掘に成功。1000億から1500億立方メートルの天然ガスに相当する資源を確認しており、2030年の商用化を目指していると発表している<ref>{{Cite web|title = メタンハイドレートの採掘に成功した中国、照準は「2030年の商用化」―中国メディア|url =http://www.asahi.com/business/xinhuajapan/CXINHUA369293.html|publisher = 朝日新聞|date = 2013-12-21|accessdate = 2013-12-23}}</ref>。
51 ⟶ 53行目:
=== 日本近海の埋蔵量 ===
日本のメタンハイドレートの資源量は、1996年の時点でわかっているだけでも、天然ガス換算で7.35兆m
== 採取方法とその課題 ==
陸上から採掘する方法と、直接海中で採掘する方法に大別される<ref>[http://dx.doi.org/10.5026/jgeography.118.913 山本晃司：メタンハイドレートの生産手法とフィールド産出試験] 地学雑誌 Vol.118 (2009) No.5 P913-934</ref>。
2002年、日本・カナダ・インド・米国・ドイツの共同研究でカナダ北西準州のマッケンジーデルタにおいて実施した陸上産出試験（温水循環による熱刺激法）では商業生産に結びつく日量には至らなかった<ref>[http://dx.doi.org/10.3720/japt.74.270 メタンハイドレート資源量評価と陸上産出試験] 石油技術協会誌 Vol.74 (2009) No.4 P270-279</ref>。
陸上からの採掘は、[[青山繁晴]]により、新潟県上越市の直江津港沖（佐渡島の南西沖）の熱起源メタンハイドレートを、従来の海底炭鉱と同じ方式で採掘する方法が、[[AGU]]（アメリカ地球物理学連合、英語: American Geophysical Union）（2014年12月15-19日）で提案されている。▼
▲日本での陸上からの採掘は、[[青山繁晴]]により、新潟県上越市の直江津港沖（佐渡島の南西沖）の熱起源メタンハイドレートを、従来の海底炭鉱と同じ方式で採掘する方法が、[[AGU]]（アメリカ地球物理学連合、英語: American Geophysical Union）（2014年12月15-19日）で提案されている。
政府が1990年代より試掘を行なっている御前崎沖南海トラフの海底地下メタンハイドレート鉱床<ref name="japt.69.214">[http://dx.doi.org/10.3720/japt.69.214 資源化を目指すメタンハイドレート探査 基礎試錐「南海トラフ」の概要と今後の研究開発計画] 石油技術協会誌 Vol.69 (2004) No.2 P214-221</ref>では、現有する採掘技術を使用して採掘・生産しても現時点では経済的には全く引き合わないため、商業生産に向けた民間レベルでの採掘計画は少なく、研究用以外の目的では採掘されていない。▼
日本海沿岸では、表層型と呼ばれる海底表面に露出したメタンハイドレート鉱床が発見されているがこの表層型に関しては調査が進み、より効率的な採掘方法が模索されている<ref>{{Cite web|title = 夢の国産エネ獲得へ－メタンハイドレート、日本近海に100年分|url = http://www.nikkan.co.jp/news/nkx0720130813eaaf.html|publisher = [[日刊工業新聞]]|date = 2013年08月13日|accessdate = 2013-09-04}}</ref><ref>{{Cite web|title = 日本海でもメタンハイドレートの調査開始、海底の浅い部分にある「表層型」|url = http://www.itmedia.co.jp/smartjapan/articles/1306/11/news017.html|publisher = [[ITmedia]]・スマートジャパン |date = 2013年06月11日|accessdate = 2013-09-04}}</ref>。今まで[[東京大学
▲政府が試掘を行なっている南海トラフの海底地下メタンハイドレート鉱床では、現有する採掘技術を使用して採掘・生産しても現時点では経済的には全く引き合わないため、商業生産に向けた民間レベルでの採掘計画は少なく、研究用以外の目的では採掘されていない。
▲日本海沿岸では、表層型と呼ばれる海底表面に露出したメタンハイドレート鉱床が発見されているがこの表層型に関しては調査が進み、より効率的な採掘方法が模索されている<ref>{{Cite web|title = 夢の国産エネ獲得へ－メタンハイドレート、日本近海に100年分|url = http://www.nikkan.co.jp/news/nkx0720130813eaaf.html|publisher = [[日刊工業新聞]]|date = 2013年08月13日|accessdate = 2013-09-04}}</ref><ref>{{Cite web|title = 日本海でもメタンハイドレートの調査開始、海底の浅い部分にある「表層型」|url = http://www.itmedia.co.jp/smartjapan/articles/1306/11/news017.html|publisher = [[ITmedia]]・スマートジャパン |date = 2013年06月11日|accessdate = 2013-09-04}}</ref>。今まで[[東京大学]]、[[青山繁晴|独立総合研究所]]、[[海洋研究開発機構]]、[[産業技術総合研究所]]などにより調査が行われてきたが<ref name=aist>{{Cite web|title = 新潟県上越市沖の海底にメタンハイドレートの気泡を発見|url = http://www.aist.go.jp/aist_j/press_release/pr2007/pr20070302/pr20070302.html|publisher = 東京大学・海洋研究開発機構・[[東京家政学院大学]]・独立総合研究所・産業技術総合研究所|date = 2007-03-02|accessdate = 2012-08-14}}</ref><ref name="rosyutu">{{Cite web|title = 新潟県上越市沖の海底に露出した熱分解起源メタンハイドレートを確認、採取に成功|author = 松本良|url = http://www.s.u-tokyo.ac.jp/ja/press/2006/03.html |publisher = 東京大学・海洋研究開発機構・[[東京家政学院大学]]・独立総合研究所・産業技術総合研究所|date = 2006-02-28|accessdate = 2012-08-14}}</ref>、メタンハイドレート資源開発研究コンソーシアムによる調査は行われていない。 日本海側については一部の学者や民間らが独自に調査を続けてきたものの、政府による本格的な調査は後回しにされていたが、2012年9月に日本海沿岸の10府県により設立された「海洋エネルギー資源開発促進日本海連合」が広範囲の調査を国に求め<ref name="fuken">「[http://money.jp.msn.com/news/toyokeizai-online/%E3%83%A1%E3%82%BF%E3%83%B3%E3%83%8F%E3%82%A4%E3%83%89%E3%83%AC%E3%83%BC%E3%83%88%E3%80%81%E6%97%A5%E6%9C%AC%E6%B5%B7%E5%81%B4%E3%81%A7%E3%82%82%E6%9C%AC%E6%A0%BC%E8%AA%BF%E6%9F%BB%E3%81%B8-%E6%9C%9F%E5%BE%85%E3%81%AE%E5%9B%BD%E7%94%A3%E3%82%A8%E3%83%8D%E3%83%AB%E3%82%AE%E3%83%BC%E8%B3%87%E6%BA%90%E3%80%81%E8%AA%B2%E9%A1%8C%E3%81%AF%E7%94%9F%E7%94%A3%E3%82%B3%E3%82%B9%E3%83%88%E4%BD%8E%E6%B8%9B-1 メタンハイドレート、日本海側でも本格調査へ 期待の国産エネルギー資源、課題は生産コスト低減]」産経新聞、2013年3月22日。</ref>、その結果、政府の総合海洋政策本部が日本海側について、明治大学、国の委託を受けた独立行政法人産業技術総合研究所と学者のチームにより佐渡沖と石川県・能登半島沖で母船からのケーブルなしで航行できる自動の自立型巡航探査機を使い、2013年度から2015年度までの3年程度で音波を使って地質探査、海底地形、海底下での構造データ等の海底調査を行い、資源量把握に向け集中的に調査すると同時に、調査データの分析を踏まえたうえで試掘実施地点を絞り込み、表層型メタンハイドレートの試掘を実施する方針を打ち出した<ref name="fuken" /><ref>「[http://jp.wsj.com/article/JJ10957818147071284800020424136032886763067.html 15年度までに資源量調査＝表層型メタンハイドレートで—政府]」時事通信社、2013年4月1日。</ref><ref name="sadooki">「[http://sankei.jp.msn.com/science/news/130409/scn13040912540000-n2.htm 佐渡沖資源中旬に調査 メタンハイドレートも計画、確認できれば国内最大規模]」産経新聞、2013年4月9日。</ref>。調査はチャンバーで海底のメタンハイドレートの塊を砕き、その衝撃と水圧の低下で解離したメタンを採取する方法を用いる<ref>{{Cite web|title = メタンハイドレート、日本海側でも本格調査へ|url = http://toyokeizai.net/articles/-/13375?page=2|publisher = 東洋経済|date = 2013-3-22|accessdate = 2012-08-20}}</ref><ref>「[http://www.youtube.com/watch?v=A2PdHMZa5Qw いよいよ動き出したメタンハイドレートの未来]」[[日本文化チャンネル桜]]、2013年3月29日。</ref>。調査予定海域には、メタンハイドレートの存在がこれまでに確認されている佐渡沖、能登半島沖、秋田・山形沖、隠岐周辺が2013年夏に行われる他、2014年度は秋田県・山形県沖と島根県の隠岐島周辺、2015年度はオホーツク海の北海道網走沖周辺も候補に入っている<ref name="sadooki" /><ref name="fuken" /><ref>{{Cite news|title = 新潟・石川沖8日から調査 日本海メタンハイドレート|url = http://sankei.jp.msn.com/life/news/130608/trd13060808110002-n1.htm|newspaper = 産経新聞|date = 2013-06-08|accessdate = 2013-06-09}}。</ref><ref>{{Cite news|title = 新潟沖でメタンハイドレート＝埋蔵量の調査開始－経産省|url = http://www.jiji.com/jc/c?g=eco_30&k=2013060800061|newspaper = 時事通信|date = 2013-06-08|accessdate = 2013-06-09}}。</ref>。佐渡沖ではピストンコアリングと呼ばれる一般的な調査方法でも容易にメタンハイドレートの結晶を試掘できる<ref name="rosyutu" />。[[ファイル:Seafloor mounds.jpg|thumb|240px|メタンガス（気泡）を放出するメタンハイドレート塊]]
▲メタンハイドレートが多く存在する場所には、ズワイガニがたくさんいることや、魚群探知機にメタンハイドレートの泡が写ることがわかっており<ref name=aist /><ref name="saguru" /><ref name="Strategy">「[https://www.youtube.com/watch?v=aFyInzqhYps メタンハイドレート開発とエネルギー戦略の可能性]」チャンネル桜、2011年4月6日。</ref><ref name="mura">「[http://www.youtube.com/watch?v=t8Jb_7y3tEw メタンハイドレートの可能性と既得権益の壁]」チャンネル桜、2011年6月23日。</ref>、水産学博士の[[青山千春]]は魚群探知機を使った調査方法を日本、韓国、中国、アメリカ、ロシア、オーストラリアで特許取得している<ref name="Strategy" /><ref name="mura" />。2012年も兵庫県や和歌山県などと連携して日本海側の調査が行われ<ref>{{Cite news|title = メタンハイドレート 県、独自調査を開始 和歌山・潮岬沖|url = http://sankei.jp.msn.com/region/news/131127/wky13112702070002-n1.htm|newspaper = 産経新聞|date = 2013-11-27|accessdate = 2013-12-23}}。</ref>、兵庫では水深が1000mから1500mになる沖合約100kmから150kmにおける4カ所の海底でメタンハイドレートが存在する可能性が高いことが判明したほか<ref>「[http://sankei.jp.msn.com/region/news/130511/hyg13051102000002-n1.htm 香美沖4カ所で可能性 県、メタンハイドレート調査 兵庫]」『産経新聞』、2013年5月11日。</ref>、2013年7、8月にも兵庫県が詳細な調査を実施する方針を打ち出している<ref>「[http://www.nikkei.com/article/DGXNZO54556730R00C13A5LDA000/ 兵庫県、メタンハイドレート「存在の可能性高まる」]」『日本経済新聞』、2013年5月1日。</ref><ref>「[http://mainichi.jp/area/wakayama/news/20130508ddlk30010413000c.html メタンハイドレート:串本−すさみ予備調査の結果発表 地形に「存在」可能性、県が調査継続へ]」『毎日新聞』、2013年5月8日。</ref>。
=== 探査方法 ===
従来的には反射法による地震探査によりBSR（海底擬似反射面）を捉えることが主であるが{{Sfn|松本ら|1994|pp=73-100}}、東京大学の松本良はBSR以外に上越沖のような背斜構造やプレート境界、メタンプルーム、メタンシープにも手がかりを探すべきだとし{{Sfn|松本|2009|pp=73-100}}、独立総合研究所の青山千春らは魚群探知機で確認できるメタンプルームに着眼している{{Sfn|青山|2013|pp=38-44}}。また、松本、青山ともに、経験的にメタンプルームの湧出口付近にカニ群集が見られることを指摘している{{Sfn|松本|2009|pp=55-56}}{{Sfn|青山|2013|pp=101-104}}。
===メタンの回収方法 ===
考案されているメタン回収方法には以下のような方法がある<ref>{{Cite news |last = |first = |author-link = |last2 = |first2 = |author2-link = |title = Giant dome fails to fix Deepwater Horizon oil disaster |date = May 10, 2010 |publisher = Nature.com |url = http://blogs.nature.com/news/thegreatbeyond/2010/05/_giant_dome_fails_to_fix_deepw.html |accessdate = 10 May 2010 | postscript = <!--None--> }}</ref><ref>US Geological Survey, [http://web.archive.org/web/20120614141539/http://woodshole.er.usgs.gov/project-pages/hydrates/what.html Gas hydrate: What is it?], accessed 21 March 2013.</ref><ref>{{Cite journal| title=Old Gas, New Gas | author=Roald Hoffmann | journal=[[American Scientist]] | volume=94 | issue=1 | pages=16–18 | year=2006| doi=10.1511/2006.57.3476}}</ref>。
* 土木的手法▼
:メタンハイドレートを土木的に陸上まで運びあげ陸上でメタンを取り出す。上述のピストンコアリングもこの方法の一つ。海底から固体のメタンハイドレートを引き上げる必要があり、かつ引き上げた後に改めてメタンを取り出す必要があるため膨大なエネルギーを要する。なお土木的な手法は海底面に何度も衝撃を与えるためブローアウトを引き起こす可能性がある<ref>{{Cite journal | last = Wang | first = Zhiyuan | authorlink = | coauthors = Sun Baojiang | title = Annular multiphase flow behavior during deep water drilling and the effect of hydrate phase transition | journal = Petroleum Science | volume = 6 | issue = | pages = 57–63 | publisher = | location = | year = 2009 | url = | doi = 10.1007/s12182-009-0010-3 | id = }}</ref>。▼
▲
:温水注入や発電などで海底の温度を上げることでメタンハイドレートからメタンを取り出す。メタンハイドレートからメタンが自壊するほど海底の温度を引き上げるには膨大なエネルギーを要する。▼
* 減圧法▼
; 加熱法
:海底の圧力を下げメタンハイドレートからメタンを取り出す。海底の圧力を広範囲に下げるにはかなりのエネルギーが必要である。圧力を低下に伴う[[吸熱反応]]により、さらに温度が低下してパイプが凍って詰まりやすいという課題がある。▼
:分解促進剤や分子置換材の注入により化学反応でメタンハイドレートからメタンを取り出す。上記の手法に比べエネルギー効率は格段に良いが、注入した物質や、化学反応後の残留生成物による海水汚染の可能性がある。▼
▲
▲
[[2011年]]に[[愛媛大学]]大学院理工学研究科のグループは、液中[[プラズマ]]でメタンハイドレートを分解し、[[水素]]として採取する技術を発表した<ref>{{Cite news|url = http://www.ehime-np.co.jp/news/local/20110523/news20110523460.html|title = CO2抑え水素抽出 愛媛大・野村教授らが開発|newspaper = [[愛媛新聞]]|date = 2011-05-23|accessdate=2011-05-24}}{{リンク切れ|date=2012年8月}}</ref>。
[[2012年]]には[[アメリカ合衆国エネルギー省]]と[[石油天然ガス・金属鉱物資源機構]]が採掘・生産試験を共同で実施。3月4日から4月10日に、地層の中にあるメタンハイドレート層へ二酸化炭素を圧入して二酸化炭素の圧力をメタンハイドレートが溶解する圧力に保ちながら減圧法を使用することにより、メタンハイドレートを二酸化炭素ハイドレートへ置換する生産試験を行い、成功させた<ref>{{Cite web|title = アラスカCO2置換ガス回収実証プロジェクトの現地試験終了|url = http://www.jogmec.go.jp/news/release/docs/2012/newsrelease_120502.pdf|publisher = 石油天然ガス・金属鉱物資源機構|date = 2012-05-02|accessdate = 2012-08-14}}</ref>。
=== 輸送技術として ===
2010年4月には三井造船が世界初の天然ガスハイドレート（NGH）陸上輸送の実証研究を完了している<ref>{{Cite press release | url = http://www.mes.co.jp/press/2010/20100419.html | title = 世界初の天然ガスハイドレート（NGH）陸上輸送の実証研究が完了 | publisher = [[三井造船]] | date = 2010-04-19 | accessdate = 2013-05-15 }}</ref>。
== メタンハイドレートに関する議論 ==
=== コストパフォーマンスに関して ===
日本近海で初期に日本政府（メタンハイドレート資源開発研究コンソーシアム）によるメタンハイドレート採取の研究が行われたのは南海トラフであった。この海域では、海底油田の採掘方法を応用して1999年から2000年にかけて試掘が行われ、詳細な分布状況が判明しているが、総額500億円を費やしたが商業化には至っていない。これは、南海トラフなど太平洋側のメタンハイドレートは、分子レベルで深海における泥や砂の中に混溜しており、探索・採取が困難を極めているからであるとされている
1990年代に設立されたエネルギー総合工学研究所の、太平洋側で調査を行ったメタンハイドレート調査委員会で初代調査委員長を務めた石井吉徳は「採掘以外にもメタンハイドレートからメタンを取り出すためにもエネルギーが必要であり、最終的に1のエネルギーを使ってメタンハイドレートから得られるエネルギーは1に満たない。メタンハイドレート採掘は旨みを享受できる政府機関や関連企業、鉱山閉鎖で食い扶持を失った企業のための公共事業と化している」と主張している<ref>{{Citation|和書|author=石井吉徳|date=2013-04-13|title=『メタンハイドレートにダマされるな』週刊文春2013年4月4日号|journal=[http://www1.kamakuranet.ne.jp/oilpeak/ 地球は有限、資源は質が全て]|url=http://oilpeak.exblog.jp/20280892/}}</ref><ref>{{Cite web|title = 「メタンハイドレートは資源ではない」石井吉徳・元国立環境研究所長|url = http://www.alterna.co.jp/7097/5|publisher = [[オルタナ (雑誌)]] |date = 2011-10-9|accessdate = 2013-09-17}}</ref><ref>{{Cite web|title = 海洋資源大国は「幻」 質を見ねば国を誤る|url = http://newsbiz.yahoo.co.jp/detail?a=20130805-00000301-facta-nb|publisher = YAHOO!ニュースBusiness 月刊FACTA|date = 2013-04-19|accessdate = 2013-08-28}}</ref>{{要高次出典|date=2013年8月}}。ただし、採掘が既得権益と化しているという主張に関する具体的な証拠は示していない。また太平洋側が3段階中のフェーズ2の段階で、日本海側においては調査段階であり、メタンハイドレートに否定的な石井の見解については否定的な意見もある<ref>{{Cite web|title = メタンハイドレートは国産エネルギー資源になるか|url = http://www.nippon.com/ja/currents/d00077/|publisher = nippon.com|date = 2013-04-19|accessdate = 2013-08-28}}</ref>。一方、青山繁晴は火力発電に使用している天然ガスの主成分とメタンハイドレートから取り出せるメタンガスは同じなため、ガスの取り出しさえ上手くいけば、発電や運搬は既存のインフラを最小限改良することで活用できるため、すぐにでも発電でき、都市ガスとしての供給も可能になると主張し<ref name="potential" />、火力発電所の所長たちと何度も会って確認した結果、砂と交じり合っておらず結晶状で存在している日本海側のメタンハイドレートは海洋土木の技術を使用して海底から拾い上げ溶かしてガス化すれば、火力発電所の横に小さな建屋を立てるだけで既存の火力発電所でも直ぐに使うことは可能で、その場合、コストがどれくらい安くなるか見当も付かないほど安くなり、どれくらい高く見積もっても輸入した液化天然ガスの10分の1の価格にはなるだろうとも主張しているが、具体的な方法や採算性の計算は提示していない<ref name="mura" />{{要高次出典|date=2013年8月}}。▼
▲1990年代に設立されたエネルギー総合工学研究所の、太平洋側で砂層型メタンハイドレートの調査を行ったメタンハイドレート調査委員会で初代調査委員長を務めた石井吉徳は「採掘以外にもメタンハイドレートからメタンを取り出すためにもエネルギーが必要であり、最終的に1のエネルギーを使ってメタンハイドレートから得られるエネルギーは1に満たない。<!--メタンハイドレート採掘は旨みを享受できる政府機関や関連企業、鉱山閉鎖で食い扶持を失った企業のための公共事業と化している-->」と主張している<ref>{{Citation|和書|author=石井吉徳|date=2013-04-13|title=『メタンハイドレートにダマされるな』週刊文春2013年4月4日号|journal=[http://www1.kamakuranet.ne.jp/oilpeak/ 地球は有限、資源は質が全て]|url=http://oilpeak.exblog.jp/20280892/}}</ref><ref>{{Cite web|title = 「メタンハイドレートは資源ではない」石井吉徳・元国立環境研究所長|url = http://www.alterna.co.jp/7097/5|publisher = [[オルタナ (雑誌)]] |date = 2011-10-9|accessdate = 2013-09-17}}</ref><ref>{{Cite web|title = 海洋資源大国は「幻」 質を見ねば国を誤る|url = http://newsbiz.yahoo.co.jp/detail?a=20130805-00000301-facta-nb|publisher = YAHOO!ニュースBusiness 月刊FACTA|date = 2013-04-19|accessdate = 2013-08-28}}</ref>
=== 地球温暖化 ===
大気中のメタンは二酸化炭素の20倍超もの[[温室効果]]があるのではないかと言われており<ref name="NorthPole" />、メタンハイドレートは放置したままでも海水温の変化や海流の影響で僅かずつメタンを乖離し、そのメタンは自然と海中から大気中に放出されてしまう。このメタンによる温室効果は最終的には数千兆円もの損害を与える可能性が指摘されており<ref name="NorthPole">{{Cite web|title = 北極温暖化でメタン放出、さらに加速し6千兆円損害「時限爆弾」と研究チーム|url = http://sankei.jp.msn.com/science/news/130730/scn13073011470001-n1.htm|publisher = 産経新聞|date = 2013-07-30|accessdate = 2013-08-15}}</ref><ref name="dollar">{{Cite web|title = 永久凍土が溶けたときの被害額は何と60兆ドル!?|url =http://wired.jp/2013/08/31/gas-disaste/|publisher = WIRED|date = 2013-08-31|accessdate = 2013-09-27}}</ref
▲大気中のメタンは二酸化炭素の20倍超もの[[温室効果]]があるのではないかと言われており<ref name="NorthPole" />、メタンハイドレートは放置したままでも海水温の変化や海流の影響で僅かずつメタンを乖離し、そのメタンは自然と海中から大気中に放出されてしまう。このメタンによる温室効果は最終的には数千兆円もの損害を与える可能性が指摘されており<ref name="NorthPole">{{Cite web|title = 北極温暖化でメタン放出、さらに加速し6千兆円損害「時限爆弾」と研究チーム|url = http://sankei.jp.msn.com/science/news/130730/scn13073011470001-n1.htm|publisher = 産経新聞|date = 2013-07-30|accessdate = 2013-08-15}}</ref><ref name="dollar">{{Cite web|title = 永久凍土が溶けたときの被害額は何と60兆ドル!?|url =http://wired.jp/2013/08/31/gas-disaste/|publisher = WIRED|date = 2013-08-31|accessdate = 2013-09-27}}</ref><ref name="Leakage" />、[[アメリカ地質調査所]]等はメタンハイドレート開発によって発生するメタンのうち回収しきれずに大気中に放出されるメタンが気候変動にさらに大きな影響をもたらす可能性があることを警告している<ref>{{Cite web|title = Japan's 'frozen gas' is worthless if we take climate change seriously|url = http://www.theguardian.com/environment/georgemonbiot/2013/mar/14/japan-gas-climate-change|publisher = ガーディアン|date = 2013-03-14|accessdate = 2013-08-17}}</ref><ref>[http://worldoceanreview.com/en/wor-1/ocean-chemistry/climate-change-and-methane-hydrates/ Climate change impacts on methane hydrates] - world ocean review</ref>。[[アメリカ合衆国エネルギー省]]国立エネルギー研究所メタンハイドレート開発技術マネージャーのレイ・ボズウェルは特に表層型のメタンハイドレートは回収不能なメタン放出の危険性が高く、安易に開発を進めることは好ましくないとしている<ref>[http://www.greeningofoil.com/post/Methane-hydrate-a-future-clean-energy-source.aspx Methane hydrate: a future clean energy source?] - greening of oil</ref>。なおメタンの大気中の滞留期間は12年程度、二酸化炭素は5年から200年と解析方法によって差がある<ref>{{Cite web|title = 大気・海洋環境観測報告>二酸化炭素|url = http://www.data.kishou.go.jp/obs-env/cdrom/report/html/2_1.html |publisher = 気象庁|accessdate = 2013-10-21}}</ref><ref>{{Cite web|title = 大気・海洋環境観測報告>メタン|url = http://www.data.kishou.go.jp/obs-env/cdrom/report/html/2_2.html |publisher = 気象庁|accessdate = 2013-10-21}}</ref><ref>{{Cite book |author = 鳥海光弘 |coauthors = 田近英一 |year = 1996年 |title = 地球システム科学 |publisher = 岩波書店 |page = 22-37 |isbn = ISBN4-00-010722-4}}</ref><ref>{{Cite web|title = メタンとは何か？|url = http://www.mh21japan.gr.jp/mh/01-2/|publisher = メタンハイドレート資源開発研究コンソーシアム|accessdate = 2013-09-17}}</ref>。
また、[[地球温暖化]]が進むと海水温がさらに上昇し、やがてこれまでは海底で安定状態にあったメタンハイドレートからメタンが乖離され大気中に放出される。するとさらに温暖化がすすみ海水温を上げ、さらに多くのメタンが吐き出される悪循環をおこすだろうという仮説がある。2億5千万年前の[[P-T境界]]では、この現象が実際におこり、大量絶滅をより深刻なものにしたという説もある
一方、青山千春は、氷期の海退による水圧減がメタンハイドレートの分解をもたらし、間氷期に移行するきっかけになっていることが最近の研究で明らかになっている、としている{{Sfn|青山|2013|pp=106-107}}。
== メタンハイドレートの
{| class="wikitable"
|+ メタンハイドレートの
! style="width:10em" |
|-
| [[1930年代]]
153 ⟶ 157行目:
|-
| [[2004年]][[7月]]
| 日本海側の[[新潟県]][[上越市
|-
| [[2005年]]
| 2004年に続き、新潟県上越市沖で海底に露出した試料を取得<ref name="rosyutu" />。
|-
| [[2008年]][[3月]]
162 ⟶ 166行目:
|-
| 2008年[[8月]]
| [[清水建設]]、[[北海道大学]]、[[北見工業大学]]、[[ロシア科学アカデミー]]は共同で[[バイカル湖]]湖底のメタンハイドレートの採取を実施。[[ウォータージェット]]で湖底を攪拌、ガスを湖水に溶け込ませて引き揚げる手法により14 m
|-
| [[2010年]]
177 ⟶ 181行目:
|-
| [[2012年]][[6月4日]]～[[6月6日|6日]]
| 兵庫県と独立総合研究所が共同で県の漁業調査船「たじま」と魚群探知機を使用して、香住沖約百数十キロの海域にて埋蔵域を調査するため2度に渡り予備調査を
|-
| 2012年
183 ⟶ 187行目:
|-
| [[2013年]][[3月12日]]
| 日本の[[独立行政法人]][[石油天然ガス・金属鉱物資源機構]]（JOGMEC）と[[産業技術総合研究所]]が愛知県と三重県の沖合で、世界で初めて海底からのメタンガスの採取に成功したと発表した<ref name="jiji312">{{cite news|title = メタンハイドレート、産出を確認＝政府|url = http://www.jiji.com/jc/c?g=eco_30&k=2013031200398|publisher = [[時事通信社]]|date = 2013年3月12日| accessdate = 2013年3月12日}}</ref><ref name="nhk312">{{cite news|title = メタンハイドレート採取成功|url = http://www3.nhk.or.jp/news/html/20130312/j68680410000.html|publisher =[[日本放送協会|NHK]]|date = 2013年3月12日| accessdate = 2013年3月12日}}</ref>。このことについてMH21プロジェクトリーダーの増田昌敬は「陸上試験の結果から推して1日5000m
|-
| [[2013年]][[7月25日]]
| [[鳥取県]]の平井伸治知事が定例記者会見で日本海側の資源量を調査する採掘調査が、明治大学を中心とした関連大学共同学術研究チームにより2013年8月から10月にかけ上越沖2海域、秋田山形沖1海域、隠岐東方2海域の計15地点で行われ、このうち1海域が2013年9月下旬に隠岐東方の鳥取県沖で1週間程度行われることを発表した<ref name="sankei20130725">{{cite news|title =メタンハイドレート 9月にも試掘調査 鳥取沖|url =http://sankei.jp.msn.com/region/news/130726/ttr13072602240000-n1.htm|publisher = [[産経新聞]]|date = 2013年7月26日| accessdate = 2013年7月26日}}</ref><ref name="nikkei20130725">{{cite news|title =鳥取沖でメタンハイドレート調査 9月下旬にも、県は研究会 |url =http://www.nikkei.com/article/DGXNZO57754140V20C13A7LC0000/|publisher = [[日本経済新聞]]|date = 2013年7月26日| accessdate = 2013年7月26日}}</ref><ref name="nihonumi20130725">{{cite news|title =鳥取沖で試掘調査 メタンハイドレート|url =http://www.nnn.co.jp/news/130726/20130726011.html|publisher = [[日本海新聞]]|date = 2013年7月26日| accessdate = 2013年7月26日}}</ref><ref name="sankei20130725"/><ref name="nikkei20130725"/><ref name="nihonumi20130725"/>。日本海洋掘削社長の市川祐一郎は、データが揃っていないため詳細は分からないと前置きした上で、鳥取沖の海底にメタンハイドレートが存在する可能性が高いことを示唆する見解を述べている<ref>{{Cite web|title = 鳥取市の講演会で鳥取沖にメタンハイドレートが存在する可能性を示唆|url = http://www.excite.co.jp/News/science/20130819/Fujiyama_water_4769.html|publisher = 世界の水事情|date = 2013-8-19|accessdate = 2012-08-23}}</ref>。
|-
| [[2013年]][[
| [[独立総合研究所]]と[[兵庫県]]が[[香住港]]沖で[[第七開洋丸]]によりメタンハイドレートの存在確認を共同調査。メタンガスの湧出地点と見られる窪み（ポックマーク pockmark）を50か所程度発見することに成功した。ピストンコアリングによるメタンハイドレートの採取にも成功したが、兵庫県職員のミスにより船上で直射日光下に放置されたため蒸発。パイプ内にメタンハイドレートが存在したことを[[青山千春]]博士が確認していたことが、2013年10月2日の[[関西テレビ]]「[[FNNスーパーニュースアンカー]]」で[[青山繁晴]]により報道された。
|-
| [[2014年]][[6月21日]]～[[7月10日]]
| [[資源エネルギー庁]]が2013年度に実施した広域調査の結果等を踏まえ、有望地点と考えられる上越沖、秋田・山形沖において、調査船を用いたメタンハイドレートを含む地質サンプル取得を実施<ref name="keisan20140623">[http://www.meti.go.jp/press/2014/06/20140623003/20140623003.html 経済産業省>お知らせ>ニュースリリース>2014年度一覧>表層型メタンハイドレートの掘削調査を開始します～国による初めての本格的な地質サンプル取得作業の実施～]</ref>。
|-
| [[2014年]][[9月19日]]
204 ⟶ 208行目:
|-
| [[2014年]][[12月10日]]
| [[北見工業大学]]が北海道十勝沖で80キロの海域に、「メタンハイドレート」が存在する可能性が高いと発表<ref name="asahi20141211">{{cite news|title =北海道）メタンハイドレートか、十勝沖に可能性|url =http://www.asahi.com/articles/ASGDB5KNCGDBIIPE01Z.html|publisher = [[産経新聞]]|date = 2014年12月11日| accessdate = 2014年12月23日}}</ref><ref name="hokkaidou20141211">{{cite news|title =十勝沖にメタンハイドレート 北見工大、存在の可能性高いと発表|url =http://www.hokkaido-np.co.jp/news/economic/579449.html|publisher = [[北海道新聞]]|date = 2014年12月11日| accessdate = 2014年12月23日}}</ref><ref name="47NEWS20141210">{{cite news|title =「十勝沖にメタンハイドレート」 存在の可能性と北見工業大|url =http://www.47news.jp/CN/201412/CN2014121001001919.html|publisher = [[47NEWS]]|date = 2014年12月10日| accessdate = 2014年12月23日}}</ref>。調査は2014年11月22～25日、北大水産学部の練習船「[[おしょろ丸]]」を使って、十勝沖約80キロ、水深約1000メートルの海域で実施した<ref name="asahi20141211"/><ref name="hokkaidou20141211"/><ref name="47NEWS20141210"/>。海底から噴出するメタンプルーム（柱状のメタンの気泡塊）を約20ヵ所で観測し、付近で採取した海底堆積物からもメタンの分解過程で生じる炭酸塩の採取に成功<ref name="asahi20141211"/><ref name="hokkaidou20141211"/><ref name="47NEWS20141210"/>。その反面、調査で他者の特許を無許可で使用し、違法状態での調査となっている問題も報道された。
|-
| [[2014年]][[12月25日]]
| 経済産業省が、新潟県の上越沖と秋田・山形の沖合で
<!-- （新しい事柄は下記3行の形式でこの上に追加してください。）
|-
220 ⟶ 224行目:
== 脚注 ==
{{脚注ヘルプ}}
{{Reflist|2}}▼
=== 注釈 ===
{{Reflist|group="†"|2}}
*{{Cite book|和書|title=メタンハイドレート―21世紀の巨大天然ガス資源|author1=松本良|author2=奥田義久|author3=青木豊|year=1994|publisher=日経サイエンス|isbn=978-4532520298|ref={{SfnRef|松本ほか|1994}} }}
▲{{Reflist}}
*{{Cite book|和書|title=エネルギー革命 メタンハイドレート|author=松本良|year=2009|publisher=飛鳥新社|isbn=978-4870319288|ref={{SfnRef|松本|2009}} }}
*{{Cite book|和書|title=希望の現場 メタンハイドレート|author1=青山千春|author2=青山繁晴|year=2013|publisher=ワニ・プラス|isbn=978-4847091636|ref={{SfnRef|松本|1994}} }}
== 関連項目 ==
239 ⟶ 246行目:
== 外部リンク ==
* [http://www.mh21japan.gr.jp/mh/02-2/ メタンハイドレートとは何か？] メタンハイドレート資源開発研究コンソーシアム
* [http://www.mh21japan.gr.jp/ メタンハイドレート資源開発研究コンソーシアム]
* [http://unit.aist.go.jp/mhrc/ メタンハイドレート研究センター] 産業技術総合研究所
| |||