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二酸化炭素漏洩モニタリング装置及び二酸化炭素漏洩モニタリング方法並びに二酸化炭素の地中固定方法
説明

二酸化炭素漏洩モニタリング装置及び二酸化炭素漏洩モニタリング方法並びに二酸化炭素の地中固定方法

【課題】本発明は、生物代謝により生成される二酸化炭素濃度と、地中に圧入された二酸化炭素濃度の漏洩分とを識別すると共に、二酸化炭素を地中に適量圧入できるようにしたものである。
【解決手段】本発明は、チャンバ2内の生物代謝による酸素消費濃度を測定すると共に、前記チャンバ内の二酸化炭素濃度を測定し、これら生物代謝による酸素消費濃度と二酸化炭素濃度との収支を計算して二酸化炭素の漏洩の有無を評価するようにしたのである。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は二酸化炭素漏洩モニタリング装置及び二酸化炭素漏洩モニタリング方法並びに二酸化炭素の地中固定方法に係り、特に、二酸化炭素の地中への圧入後又は圧入中における二酸化炭素の漏洩を監視する二酸化炭素漏洩モニタリング装置及び二酸化炭素漏洩モニタリング方法並びに二酸化炭素の地中固定方法に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、地球規模における環境汚染が進む中で、化石燃料の使用によって排出される二酸化炭素の大気圏内蓄積による温室効果のために、地球の温暖化が問題になっている。そこで、使用後の排出ガス中から二酸化炭素を分離し、この分離した二酸化炭素を地中の石炭層や油田,天然ガス田,帯水層等に圧入して固定化する技術が開発されている。
【0003】
しかしながら、地中には断層等の割れ目が無数にあることや、砂礫層等の多孔質の地層もあるために、地中に固定した二酸化炭素の一部が、圧力変動や地殻変動、更には濃度拡散によって断層や砂礫層を経由して地表に漏洩することが懸念される。
【0004】
そこで、二酸化炭素の圧入中及び圧入後の地表付近のガスを測定して地中からの二酸化炭素の漏洩を監視するために、地表付近にチャンバを埋設し、大気と地中ガスとを隔離した状態で、チャンバ内の二酸化炭素濃度を測定することで、地中からの二酸化炭素の漏洩を監視することが提案されている。
【0005】
尚、関連技術として特許文献1がある。
【0006】
【特許文献1】特開平7−333129号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
上記背景技術によれば、大気中の二酸化炭素に左右されずに地中の二酸化炭素を監視することができる。
【0008】
しかしながら、チャンバ内で測定される地中の二酸化炭素の中には、地中に圧入した二酸化炭素の漏洩分のほかに、地表付近の地中に存在する二酸化炭素も一緒に測定されるので、二酸化炭素の漏洩を正確に測定する妨げになっていた。
【0009】
即ち、地表付近の地中には、生物代謝によって生成される二酸化炭素が存在している。具体的には、地表付近の地中には、微生物等が地中の有機物を栄養源として活動しており、これら微生物が排出する二酸化炭素が地中に存在する。したがって、チャンバ内の二酸化炭素を測定しようとすると、微生物活動により生成された、云い代えれば生物代謝によって生成された二酸化炭素が地中からの二酸化炭素漏洩に加味されて測定されるので、漏洩した二酸化炭素を正確に測定する妨げになっていた。
【0010】
そのために、二酸化炭素の地中への圧入時も、正確な二酸化炭素の漏洩を把握しないまま圧入作業を行なっていた。
【0011】
本発明の目的の一つは、生物代謝により生成される二酸化炭素と、地中に圧入された二酸化炭素の漏洩分とを識別できる二酸化炭素漏洩モニタリング装置及び二酸化炭素漏洩モニタリング方法を提供することにある。
【0012】
本発明の目的のもう一つは、生物代謝により生成される二酸化炭素と、地中に圧入された二酸化炭素の漏洩分とを識別しながら二酸化炭素の地中への圧入を制限し、例えば圧力を適正化処理するなどして、最適条件による二酸化炭素の地中固定方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0013】
本発明は上記目的を達成するために、チャンバ内の生物代謝による酸素消費濃度を測定すると共に、前記チャンバ内の二酸化炭素濃度を測定し、これら生物代謝による酸素消費濃度と二酸化炭素濃度との収支を計算して二酸化炭素の漏洩の有無を評価するようにしたのである。
【0014】
通常、地表付近の地中の微生物は、酸素が比較的供給され易い環境にあるので、地中(土壌中)の有機物を栄養源として、酸素を吸収して二酸化炭素を排出する呼吸作用により活動している。
【0015】
そして、微生物の呼吸は、次式のように、消費される酸素量と生成排出される二酸化炭素量の収支は等しく、等モルであることが知られている。
(CHO)x+xO→xCO+xH
したがって、1モルの二酸化炭素が微生物から生成されたときは、1モルの酸素が消費されたことになり、加えて微生物が生成した二酸化炭素濃度は、次式のように、微生物が消費した酸素濃度を超えることがない。
二酸化炭素濃度≦酸素消費濃度
以上から、チャンバ内の二酸化炭素濃度と酸素消費濃度との収支を求めることにより、云い代えれば、二酸化炭素濃度が酸素消費濃度を超えたとき地中からの二酸化炭素の漏洩があることが判断できるので、生物代謝によって生成される二酸化炭素と地中に圧入した二酸化炭素の漏洩分を容易に識別することができる。尚、微生物が消費した酸素濃度は、大気中の酸素濃度とチャンバ内の酸素濃度の差から求めることができる。
【0016】
図2は、微生物による酸素消費濃度とチャンバ内の二酸化炭素濃度の相関図である。微生物が消費した酸素量が増えると、微生物が生成排出する二酸化炭素量も増加する。一方、図2において残る領域が二酸化炭素漏洩濃度となる。
【0017】
したがって、チャンバ内の二酸化炭素濃度と酸素消費濃度との収支を求めながら、地中に二酸化炭素を圧入することで、漏洩がない適量の二酸化炭素を地中に圧入して固定化することができる。
【0018】
また、上述のように、微生物が消費した酸素量と微生物が生成排出する二酸化炭素量の収支は、等モルであるために、上記微生物が消費した酸素濃度を微生物が生成した二酸化炭素濃度と見なすことができる。そして、チャンバ内の二酸化炭素濃度と微生物が生成した二酸化炭素濃度との収支を求めることで、二酸化炭素の漏洩の有無を評価することができ、この評価を行いながら、地中に二酸化炭素を圧入することで、漏洩がない適量の二酸化炭素を地中に圧入して固定化することができる。
【発明の効果】
【0019】
以上説明したように本発明によれば、生物代謝により生成される二酸化炭素と、地中に圧入された二酸化炭素の漏洩分とを識別して測定できる二酸化炭素漏洩モニタリング装置及び二酸化炭素漏洩モニタリング方法を得ることができる。
【0020】
さらに、生物代謝により生成される二酸化炭素と、地中に圧入された二酸化炭素の漏洩分とを識別しながら二酸化炭素を地中に圧入することで、適量の二酸化炭素を地中に固定化することができる二酸化炭素の地中固定方法を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0021】
以下本発明による二酸化炭素漏洩モニタリング装置GMの第1の実施の形態を図1に基づいて説明する。ここでは、地上で回収された二酸化炭素が、地中の石炭層や油田,天然ガス田,帯水層等の二酸化炭素貯留層に圧入されて固定化されていることを前提とする。
【0022】
地表1から地中に向かって底部が開口しているチャンバ2を埋設し、大気と捕集した地中ガスGAとを隔離する。このようにチャンバ2を埋設することで、チャンバ2内に補修されたガスは、地中ガス(土壌ガス)GAと見なすことができる。このチャンバ2には、捕集ガス循環路3を設け、ポンプ4によって捕集した地中ガスGAを循環させている。そして、この捕集ガス循環路3には、二酸化炭素濃度センサ5と酸素濃度センサ6とが設けられており、捕集した地中ガスGAが循環する過程においてチャンバ2内の二酸化炭素濃度と酸素濃度とを測定している。これら二酸化炭素濃度センサ5と酸素濃度センサ6からの測定信号は、二酸化炭素濃度計7及び酸素濃度計8によって処理され、演算器9に測定結果が送られる。ここで、二酸化炭素濃度センサ5と二酸化炭素濃度計7が本発明によるチャンバ内の二酸化炭素を検出する手段を構成し、酸素濃度センサ6と酸素濃度計8が本発明によるチャンバ内の酸素濃度測定手段を構成する。
【0023】
一方、チャンバ2外には、大気中の酸素濃度を測定する大気酸素濃度センサ10が設置され、測定信号は、大気酸素濃度計11を経由して前記演算器9に送られる。この大気酸素濃度センサ10及び大気酸素濃度計11が本発明による大気中の酸素濃度測定手段を構成する。
【0024】
上記構成の二酸化炭素漏洩モニタリング装置において、まず、演算器9によって、大気酸素濃度センサ10及び大気酸素濃度計11で測定した大気酸素濃度と、酸素濃度センサ6及び酸素濃度計8で測定したチャンバ2内の酸素濃度から、微生物が消費した酸素消費濃度を求める。したがって、酸素濃度センサ6と酸素濃度計8と演算器9と酸素濃度センサ10と大気酸素濃度計11とが本発明によるチャンバ内の生物代謝による酸素消費濃度を測定する手段となる。
【0025】
次に、演算器9によって、二酸化炭素濃度センサ5及び二酸化炭素濃度計7で測定したチャンバ2内の二酸化炭素濃度と、既に求められた微生物による酸素消費濃度とを比較する。比較の結果、微生物による酸素消費濃度に較べてチャンバ2内の二酸化炭素濃度が高い場合には、地中ガスGA中に地中の二酸化炭素貯留層に固定した二酸化炭素からの漏洩ガスGLが含まれていると判断し、微生物による酸素消費濃度に較べてチャンバ2内の二酸化炭素濃度が低い場合には、地中の二酸化炭素貯留層に固定した二酸化炭素からの漏洩ガスGLが地中ガスGA中に含まれていないと判断する。
【0026】
尚、上記実施の形態においては、チャンバ2内の二酸化炭素濃度と、微生物による酸素消費濃度とを比較することで、地中に固定して二酸化炭素の漏洩の有無を判断したが、求められた微生物による酸素消費濃度を、演算器9によって生物代謝によって生成した二酸化炭素濃度に換算し、更に演算器9によって、生物代謝による二酸化炭素濃度とチャンバ2内の二酸化炭素濃度とを比較することで、二酸化炭素の地中からの漏洩の有無を判断するようにしてもよい。ここで前記演算器9が、本発明による生物代謝による酸素消費濃度を生物代謝で生成された二酸化炭素濃度に換算する手段及び換算された二酸化炭素濃度をチャンバ内の二酸化炭素濃度と識別する手段となる。
【0027】
いずれにしても、本実施の形態によれば、生物代謝により生成される二酸化炭素と、地中に圧入された二酸化炭素の漏洩分とを識別して測定できるので、二酸化炭素の漏洩の有無を正確に把握することができる。
【0028】
次に、上記判断の実験例を説明する。この実験は、ある年の9月と10月の2ヶ月に渡るものである。
【0029】
まず、図3は、上記二酸化炭素漏洩モニタリング装置で測定したチャンバ2内の、云い代えれば、土壌中の二酸化炭素濃度の変化である。土壌中の二酸化炭素濃度は、大気濃度から3%強の濃度変化があり、この変化は気象変化によるものと判断される。
【0030】
図4は、同じ装置で測定した土壌及び大気中の酸素濃度の変化である。これら酸素濃度も上記土壌中の二酸化炭素濃度と同じ影響を受けて変化しているものと判断できる。
【0031】
図5は、実験期間中における大気圧の変動を示すもので、別置の気圧測定装置で測定したものである。
【0032】
これらから、大気圧の変動が大きいときに、土壌中の二酸化炭素濃度及び酸素濃度の変化が顕著であることが分かる。
【0033】
図6は、大気中の酸素濃度と土壌中(チャンバ2内)の酸素濃度から求めた生物代謝による酸素消費濃度と、土壌中(チャンバ2内)の二酸化炭素濃度との相関図である。この図から、生物代謝によるものは、ほぼ直線的に分布して高い相関があるが、一部に、相関から外れて二酸化炭素濃度が上方に分布している部分がある。この上方に外れて分布している部分が、地中からの二酸化炭素の漏洩分と判断できる。
【0034】
図7は、チャンバ2内(土壌中)の二酸化炭素濃度と生物代謝による酸素消費濃度の変化を重ねて表示したものである。
【0035】
図7から分かるように、大部分は両者が重なって変化しており、これは図6の直線に沿って分布している部分に該当する。一方、図中、斜線部で表示した部分では、酸素消費濃度よりも二酸化炭素濃度が高くなっており、この部分は図6に示した相関から外れて二酸化炭素濃度が上方に分布している部分に該当するもので、地中からの二酸化炭素の漏洩を表している。
【0036】
上記第1の実施の形態は、チャンバ2内の二酸化炭素濃度と酸素濃度を測定するために、捕集ガス循環路3を設けたものであるが、捕集ガス循環路3を設けることで二酸化炭素漏洩モニタリング装置が大型化する懸念がある。
【0037】
そこで本発明による第2の実施の形態は、図8に示すように、二酸化炭素漏洩モニタリング装置GMを簡素化したものである。尚、図1と同符号は同一構成部品を示すので、再度の詳細な説明は省略する。
【0038】
即ち、図1に示す第1の実施の形態と異なる点は、チャンバ2内の二酸化炭素濃度と酸素濃度を測定するために、二酸化炭素濃度センサ5と酸素濃度センサ6とを、直接チャンバ2内に設置した点である。そして、チャンバ2内に捕集された地中ガスGAを均一化するために、チャンバ2内に攪拌用ファン12を設けている。
【0039】
上記構成によれば、各種ガスの濃度の測定,処理,判断(判定)は、第1の実施の形態と同じであるが、二酸化炭素濃度センサ5と酸素濃度センサ6をチャンバ2内に設置することで、二酸化炭素漏洩モニタリング装置全体を簡素化することができる。
【0040】
ところで、以上説明の各実施の形態においては、地中に固定した二酸化炭素の漏洩を、生物代謝により生成される二酸化炭素を識別することで検出精度はかなり向上したが、この検出精度は前述のように、気象変化によって左右されることがある。
【0041】
そこで、気象変化に左右されにくい検出精度を得るために、図9に基づいて本発明による第3の実施の形態を説明する。尚、図1と同一符号は同一構成部品を示すので、再度の詳細な説明は省略する。
【0042】
図1の第1の実施の形態と異なる点は、チャンバ2内にチャンバ内温度センサ13とチャンバ内湿度センサ14を設置し、チャンバ内温度センサ13からの測定信号は演算器9へ送信し、チャンバ内湿度センサ14からの測定信号はチャンバ内湿度計15を経由して演算器9へ送信するようにしている。また、チャンバ2内の圧力は、チャンバ内圧力センサ16を経由して演算器9へ測定信号を送信するようにしている。
【0043】
このほか、チャンバ2外には、大気温度センサ17,大気圧力センサ18,大気湿度センサ19が設置されており、大気温度センサ17,大気圧力センサ18からの測定信号は演算器9に送信し、大気湿度センサ19の測定信号は大気湿度計20を経由して演算器9へ測定信号を送信するようにしている。
【0044】
このような二酸化炭素漏洩モニタリング装置において、二酸化炭素濃度センサ5と酸素濃度センサ6及び大気酸素濃度センサ10で測定された値は、(1)式で示される基本式で補正される。
【0045】
【数1】

【0046】
ここで、Cは補正後のガス濃度(%)、Cmは測定されたガス濃度(%)、Trは基準温度(℃)、Tmは測定温度(℃)、Prは基準大気圧(hPa)、Pmは測定大気圧(hPa)、Phは測定湿度(絶対湿度hPa)である。
【0047】
(1)式でチャンバ2内の二酸化炭素濃度及び酸素濃度の補正を行うと、それぞれ(2)式及び(3)式となる。
【0048】
【数2】

【0049】
【数3】

【0050】
ここで、C(CO)は補正後のチャンバ内二酸化炭素濃度(%)、Cm(CO)は測定されたチャンバ2内の二酸化炭素濃度(%)、C(CO)chは補正後のチャンバ2内の酸素濃度(%)、Cm(O)chは測定されたチャンバ2内の酸素濃度(%)、Tchはチャンバ2内の温度(℃)、Pchはチャンバ2内の圧力(hPa)、Phchはチャンバ2内の湿度(hPa)である。
【0051】
大気の酸素濃度の補正は、(4)式によって行う。
【0052】
【数4】

【0053】
ここで、C(O)atmは補正後の大気中の酸素濃度(%)、Cm(O)atmは測定された大気中の酸素濃度(%)、Tatmは気温(℃)、Patmは大気圧(hPa)、Phatmは大気の湿度(hPa)である。
【0054】
尚、それぞれのガス濃度センサ及びガス濃度計において自動的に環境パラメータの一部又は全部が補正されて出力される場合は、環境パラメータの一部又は全ての補正が省略される。
【0055】
また、大気とチャンバ2内のそれぞれ補正された酸素濃度から(5)式により酸素消費濃度を演算する。
【0056】
【数5】

【0057】
得られた酸素消費濃度とチャンバ2内の二酸化炭素濃度を比較することにより、二酸化炭素の漏洩有無を判断するのである。
【0058】
次に、本発明による二酸化炭素漏洩モニタリング装置の第4の実施の形態を図10に基づいて説明する。尚、図9に示す第3の実施の形態と同符号は同一構成部品を示すので、再度の詳細な説明は省略する。
【0059】
図9に示す第3の実施の形態と異なる構成は、チャンバ2及び大気中の二酸化炭素濃度及び酸素濃度を測定する機器を、多成分ガス分析計21によって行うようにした点である。尚、チャンバ2内の採取ガスと大気中の採取ガスは、捕集ガス循環路3のチャンバ2側に設けた切換弁22を切り替えることによって、チャンバ2内及び外気取り入れ口23から交互に採取して測定するようにしたものである。
【0060】
このような多成分ガス分析計21によっても試料ガスの温度,圧力,湿度等の補正は行うほうが望ましく、第3の実施の形態と同様な補正を行うことで、地中からの二酸化炭素の漏洩分を的確に判定することができる。但し、多成分ガス分析計21に第3の実施の形態と同様な補正機能がある場合には、第3の実施の形態と同様な補正処理は省略できる。
【0061】
以上の説明は、前述したように、地上で回収された二酸化炭素が、地中の石炭層や油田,天然ガス田,帯水層等の二酸化炭素貯留層に圧入されて固定化されていることを前提とした上での二酸化炭素漏洩モニタリング装置GMによる二酸化炭素の漏洩の有無の監視である。しかしながら、例えば石炭層に回収した二酸化炭素を圧入する場合にも、各実施の形態における二酸化炭素漏洩モニタリング装置GMで二酸化炭素の漏洩の有無の監視を行いながら圧入することが望ましい。
【0062】
図11は、二酸化炭素漏洩モニタリング装置GMで二酸化炭素の漏洩の有無の監視を行いながら圧入する二酸化炭素の地中固定方法の一例である。
【0063】
地中24の深部に石炭層25が存在する場合、回収した二酸化炭素をこの石炭層25に圧入して固定化するために、地表1の二酸化炭素圧入井口26から石炭層25に達する二酸化炭素圧入孔27が掘られ、この二酸化炭素圧入孔27を利用して二酸化炭素が圧入される。
【0064】
ところで、石炭の中には元々メタンガスが含まれており、地表1のメタンガス生産井口28から石炭層25に達するメタンガス生産用孔29を設けてメタンガスを回収してエネルギー源として利用する。このメタンガスの石炭層25からの回収は、二酸化炭素の二酸化炭素圧入孔27からの石炭層25への圧入圧力とメタンガス生産用孔29内の石炭層25から湧出水をポンプで汲み上げることによって石炭層25内のメタンガスを押し出してメタンガス生産用孔29から回収するものである。
【0065】
このように、二酸化炭素は、圧力をもって二酸化炭素圧入孔27から圧入することで、二酸化炭素圧入井口26とメタンガス生産井口28との間の石炭層25に封じ込められて固定化される。しかしながら、石炭層25の上部の地層は完全な一枚岩で形成されているとは限らないので、岩盤等の隙間から固定化した二酸化炭素が漏洩ガスGLとなって地表1へ漏洩する可能性がある。
【0066】
そのために、地表1に前述の各実施の形態による二酸化炭素漏洩モニタリング装置GMを用いて二酸化炭素の圧入管理、圧入後の漏洩管理を行う必要がある。
【0067】
即ち、二酸化炭素を二酸化炭素圧入孔27から圧入中に二酸化炭素漏洩モニタリング装置GMによって二酸化炭素の漏洩ガスGLが生物代謝による酸素消費濃度よりも上回ったときは、石炭層25の二酸化炭素吸着量が許容量を超えたか何らかの理由で圧入できない状態になっているので、二酸化炭素の圧入を中止して漏洩がない状態になるまで二酸化炭素圧入を停止し、また、石炭層25への二酸化炭素圧入後に二酸化炭素の漏洩ガスGLが検出されたなら、石炭層25から地表1に通じる隙間が存在していると判断できるので、石炭層25内の二酸化炭素ガス圧を低下させて適正化するために、二酸化炭素の圧入を停止して、漏洩のない適量の二酸化炭素量を固定化する等の適正化処理を行う必要がある。
【0068】
尚、二酸化炭素漏洩モニタリング装置GMの設置位置としては、予め実施している地質調査から地表1から石炭層25に至る断層30のほか、地質的にガスが通り易い場所や二酸化炭素圧入孔27やメタンガス生産用孔29の近傍等、他のガス不透過性の地質に対して漏洩ガスGLが地表1に早く到達する場所が選定される。
【0069】
以上説明したように、二酸化炭素の地中への圧入中及び圧入して固定化した後の漏洩ガスGLの監視を二酸化炭素漏洩モニタリング装置GMで行うことにより、漏洩のない適量の二酸化炭素を地中に固定化することができる。
【0070】
尚、以上の説明は、二酸化炭素を石炭層25へ圧入し、石炭層25内のメタンガスを抽出する際の漏洩ガスGLの監視を説明したが、化石燃料の抽出を伴わない二酸化炭素の地中への圧入にも本実施の形態による二酸化炭素漏洩モニタリング装置GMによる監視を適用できるのは云うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【0071】
【図1】本発明による二酸化炭素漏洩モニタリング装置の第1の実施の形態を示す概念図。
【図2】微生物による酸素消費濃度とチャンバ内の二酸化炭素濃度の相関図。
【図3】図1の装置で測定した土壌中の二酸化炭素濃度の変化を示す線図。
【図4】図1の装置で測定した土壌中と大気中の酸素濃度の変化を示す線図。
【図5】図3及び図4の二酸化炭素及び酸素濃度測定時の大気圧の変化を示す線図。
【図6】図1の装置で求めた生物代謝による酸素消費濃度と土壌中の二酸化炭素濃度との相関図。
【図7】図1の装置で求めた土壌中の二酸化炭素濃度と生物代謝による酸素消費濃度の変化を示す線図。
【図8】本発明による二酸化炭素漏洩モニタリング装置の第2の実施の形態を示す概念図。
【図9】本発明による二酸化炭素漏洩モニタリング装置の第3の実施の形態を示す概念図。
【図10】本発明による二酸化炭素漏洩モニタリング装置の第4の実施の形態を示す概念図。
【図11】本発明による二酸化炭素漏洩モニタリング装置で監視を行いながら圧入する二酸化炭素の地中固定方法を示す概念図。
【符号の説明】
【0072】
1…地表、2…チャンバ、3…捕集ガス循環路、4…ポンプ、5…二酸化炭素濃度センサ、6…酸素濃度センサ、7…二酸化炭素濃度計、8…酸素濃度計、9…演算器、10…大気酸素濃度センサ、11…大気酸素濃度、12…攪拌用ファン、13…チャンバ内温度センサ、14…チャンバ内湿度センサ、15…チャンバ内湿度計、16…チャンバ内圧力センサ、17…大気温度センサ、18…大気圧力センサ、19…大気湿度センサ、20…大気湿度計、21…多成分ガス分析計、22…切換弁、23…外気取り入れ口、24…地中、25…石炭層、26…二酸化炭素圧入井口、27…二酸化炭素圧入孔、28…メタンガス生産井口、29…メタンガス生産用孔、30…断層。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
地中に圧入した二酸化炭素の地表への漏洩を、大気と地中ガスを隔離するチャンバを用いて監視する二酸化炭素漏洩モニタリング装置において、前記チャンバ内の生物代謝による酸素消費濃度を測定する手段と、前記チャンバ内の二酸化炭素濃度を検出する手段と、これら酸素消費濃度と二酸化炭素濃度との収支を計算して二酸化炭素の漏洩の有無を評価する演算器とを備えたことを特徴とする二酸化炭素漏洩モニタリング装置。
【請求項2】
前記チャンバ内の生物代謝による酸素消費濃度を測定する手段は、大気中の酸素濃度測定手段と、前記チャンバ内の酸素濃度測定手段と、これら二つの酸素濃度測定手段での測定値から生物代謝による酸素消費濃度を求める演算器とを有することを特徴とする請求項1記載の二酸化炭素漏洩モニタリング装置。
【請求項3】
前記生物代謝による酸素消費濃度を求める演算器は、前記二酸化炭素の漏洩の有無を評価する演算器であることを特徴とする請求項2記載の二酸化炭素漏洩モニタリング装置。
【請求項4】
地中に圧入した二酸化炭素の地表への漏洩を、大気と地中ガスを隔離するチャンバを用いて監視する二酸化炭素漏洩モニタリング装置において、前記チャンバ内の生物代謝による酸素消費濃度を測定する手段と、前記チャンバ内の二酸化炭素濃度を検出する手段と、前記生物代謝による酸素消費濃度を生物代謝で生成された二酸化炭素濃度に換算する手段と、これら換算された二酸化炭素濃度を前記チャンバ内の二酸化炭素濃度と識別する手段とを備えたことを特徴とする二酸化炭素漏洩モニタリング装置。
【請求項5】
地中に圧入した二酸化炭素の地表への漏洩を、大気と地中ガスを隔離するチャンバを用いて監視する二酸化炭素漏洩モニタリング装置において、前記チャンバ内の二酸化炭素濃度を検出する手段と、前記チャンバ内外の酸素濃度を検出する手段と、前記チャンバ内外の酸素濃度から前記チャンバ内の生物代謝による酸素消費濃度を計算し、これら酸素消費濃度と二酸化炭素濃度との収支を計算して二酸化炭素の漏洩の有無を評価する演算器と、前記チャンバ内の温度を測定するチャンバ内温度センサと、前記チャンバ内の湿度を測定するチャンバ内湿度センサ及びチャンバ内湿度計と、前記チャンバ内の圧力を測定するチャンバ内圧力センサと、前記チャンバ外に設置した大気温度センサと、前記チャンバ外に設置した大気圧力センサと、前記チャンバ外に設置した大気湿度センサ及び大気湿度計と、これらチャンバ内温度,チャンバ内湿度,チャンバ内圧力,チャンバ外大気温度,チャンバ外大気湿度,チャンバ外圧力とに基づいて前記チャンバ内の二酸化炭素濃度及び前記チャンバ内外の酸素濃度を補正する演算器とを備えたことを特徴とする二酸化炭素漏洩モニタリング装置。
【請求項6】
地中に圧入した二酸化炭素の地表への漏洩を、大気と地中ガスを隔離するチャンバを用いて監視する二酸化炭素漏洩モニタリング方法において、前記チャンバ内の生物代謝による酸素消費濃度を測定すると共に、前記チャンバ内の二酸化炭素濃度を測定し、これら生物代謝による酸素消費濃度と二酸化炭素濃度との収支を計算して二酸化炭素の漏洩の有無を評価することを特徴とする二酸化炭素漏洩モニタリング方法。
【請求項7】
前記チャンバ内の生物代謝による酸素消費濃度の測定は、大気中の酸素濃度と前記チャンバ内の酸素濃度を測定し、これら二つの酸素濃度から生物代謝による酸素消費濃度を求めるようにしたことを特徴とする請求項6記載の二酸化炭素漏洩モニタリング方法。
【請求項8】
地中に圧入した二酸化炭素の地表への漏洩を、大気と地中ガスを隔離するチャンバを用いて監視する二酸化炭素漏洩モニタリング方法において、前記チャンバ内の生物代謝による酸素消費濃度を測定すると共に、前記チャンバ内の二酸化炭素濃度を測定し、前記生物代謝による酸素消費濃度を生物代謝で生成された二酸化炭素濃度に換算させた後、換算された二酸化炭素濃度を前記チャンバ内の二酸化炭素濃度と識別することを特徴とする二酸化炭素漏洩モニタリング方法。
【請求項9】
大気と地中ガスを隔離するチャンバ内の生物代謝による酸素消費濃度を測定すると共に、前記チャンバ内の二酸化炭素濃度を測定し、これら生物代謝による酸素消費濃度と二酸化炭素濃度との収支を計算して二酸化炭素の漏洩の有無を監視しながら二酸化炭素を地中に圧入するようにしたことを特徴とする二酸化炭素の地中固定方法。
【請求項10】
前記チャンバ内の生物代謝による酸素消費濃度の測定は、大気中の酸素濃度と前記チャンバ内の酸素濃度とを測定し、これら二つの酸素濃度から生物代謝による酸素消費濃度を求めるようにしたことを特徴とする請求項9記載の二酸化炭素の地中固定方法。
【請求項11】
生物代謝による酸素消費濃度よりも二酸化炭素濃度が上回ったとき、二酸化炭素の地中への圧入を制限するようにしたことを特徴とする請求項9記載の二酸化炭素の地中固定方法。
【請求項12】
生物代謝による酸素消費濃度よりも二酸化炭素濃度が上回ったとき、圧入した二酸化炭素の圧力を適正化処理することを特徴とする請求項9記載の二酸化炭素の地中固定方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【図11】
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【公開番号】特開2008−203124(P2008−203124A)
【公開日】平成20年9月4日(2008.9.4)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−40415(P2007−40415)
【出願日】平成19年2月21日(2007.2.21)
【出願人】(000233228)日立協和エンジニアリング株式会社 (35)
【出願人】(591151808)株式会社環境総合テクノス (23)
【Fターム(参考)】