研究開発

メタンハイドレートとは、低温高圧下において水分子が作るかご状構造の中にメタン分子が封じ込められている物質のことですが、 日本近海の海底下にかなり大きな賦存量が期待できること、燃焼時の二酸化炭素の排出量が少なくクリーンであることから、 次世代のエネルギーとして注目されています。
JOEはメタンハイドレートの分解・生産挙動をフィールドスケールで予測する「数値シミュレータ」の開発をはじめ、世界初の海洋におけるメタンハイドレート産出試験のシミュレーション予測・解析や貯留層モデリングなど、メタンハイドレート開発研究における様々な場面で活躍しています。

地球温暖化が深刻な問題となりつつある現在、世界各地で二酸化炭素の大気放散を減らす様々な努力がなされています。その一つの方法として、二酸化炭素を地下に圧入し閉じこめるCCS（CO₂ Capture and Storage）という方法があります。
CCSでは地下へ圧入したCO₂の挙動を流動シミュレータによって解析し、安定的なCO₂貯留状態が将来にわたって保持されるかの分析を行います。この際、圧入CO₂の貯留層内での移動や水への溶解量、また圧力上昇を抑えるための坑井配置の計算などを行います。また、CO₂は地中で水に溶け、さらに岩石と化学反応を起こしますが、岩石の種類によってはCO₂が炭酸塩鉱物として沈殿するため、数万年スケールでの安定的な貯留が可能となります。しかし、この一連の反応を含む流動シミュレーションは非常に長い計算時間を要し、また計算の収束性など数値解析としての困難も多いため、高度なシミュレーション解析と言えます。
JOEではこれらのシミュレーションに数多くの経験を持ち、コンサルテーションなども行っております。坑井の配置やコントロールの最適化を行うことで、より安定的で効果的なCO₂貯留が可能となると考えられるため、JOEでは最適化アルゴリズムを計算に適用した信頼性の高い評価を試みています。