水徒然2

主に、水に関する記事・感想を紹介します。
水が流れるままに自然科学的な眼で解析・コメントして交流できたらと思います。

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「水」とはどのようにあるべきか?に係る記載(その1:シェールガス利用に際しての水の管理は重要)

2013-01-09 | 水とはどのようにすべきか

'13-01-09投稿

 既報「水」とはどのようなものか?に係る投稿の整理(~’12-12-31)にて、
「水」とはどのようなものか?
1)地球環境での水の実態、2)水の具体的な用途の現状、
水を構成する物質(水素、酸素)、水と共存する物質

について環境水(農業用水工業用水、生活用水など)を安全に管理することを願って、水に係る基礎的かつ初歩的な記載をインターネット検索した結果を整理しました。

今後は「水」とはどのようにあるべきか?に係る記載を調べていきます。

 
 個人的には、一番有効な利用は水から太陽エネルギーによって効率よく低コストな無限に存在する水素を安定に生成する技術の確立と思われますが、現状は開発中で非常に難しいようです。
関連投稿:「水」から光触媒によって水素発生させる「水素生成効率」およびその進捗・成果に着目しよう。
2010-09-22
ウイキペディアによれば、・・・
   水素分子の生産*1は、
 *1 2008年度の水素の生産量は 534,810×km3  工業消費量は 309,645×km3
①炭化水素の水蒸気改質や部分酸化の副生成物として 大量に生産される(炭化水素ガス分解法)。現在のところ、水素ガスはメタンを主成分とする天然ガスと水から、触媒を用いた水蒸気改質によって生産する方法が主流である。 ・・・

④CO2を発生させない、「水素」と「酸素」との反応による水素自動車、電気自動車(燃料電池車)等の登場によって、ここ四半世紀を超えて研究開発 されている「光触媒」*2によって炭化水素などの化石燃料に頼らずに、「水」を電気分解することによって水素を発生させる方法が知られている。
 *2大気や水質の浄化、脱臭、抗菌など、幅広い分野での活躍が期待されている     http://app2.infoc.nedo.go.jp/kaisetsu/evm/evm05/index.html

 今回は、既報地異に影響する要因に係る記載(その5:天然ガス採掘でメタン汚染の可能性)2011-09-29で紹介しました次世代エネルギーとして注目されている地下に堆積するシェールガスに係る記載を調べました。

既報の記載をおさらいすると、
メタンハイドレイドに係る調査から、常温、常圧では簡単に水から分離すると言われて、水にはほとんど溶けないと思っていましたが、何らかの微生物、不純物元素による影響で改質されて溶けやすくなっているのでしょうか?
「ナショナルジオグラフィック ニュース May 10, 2011
「天然ガス採掘でメタン汚染の可能性」によれば、・・・
・・・アメリカにあるデューク大学の研究チームは、ペンシルバニア州北東部の60カ所の家庭用井戸からサンプルを採取した。同地では、地下に堆積するシェール層に天然ガスが豊富に存在し、水圧破砕法(フラッキング)によって採掘が進められている。
 報告によると、操業中のガス採掘地では、ガス井に近いほどメタン濃度が上昇しており、また、ある採掘地から1キロ離れた場所でも、着火濃度のメタンを含む飲み水が確認されたという。採掘地付近の井戸と遠い井戸を比較すると、平均17倍のメタン濃度が検出された。
 水圧破砕法は、地下深くの岩石層に水を押し入れ、岩石がひび割れるまで圧力を高め、天然ガスを解放する手法である。環境面の問題が指摘されており、今回の研究もそれを裏付けている。
 アメリカやカナダでは、過去6年間にわたるこの新技術の成功実績により、広大な天然ガスの新貯蔵庫の扉が開け放たれた。シェールガス開発が順調に進めば、2035年にはアメリカの天然ガス生産の45%を占めると見込まれている。アメリカ政府は、世界32カ国でも同様のシェール層が利用可能だとする報告を発表した。
 しかし、天然ガスの主成分メタンによる飲み水汚染がクローズアップされている。本年度のアカデミー賞長編ドキュメンタリー賞にノミネートされた映画『ガスランド』では、民家の水道水が燃える印象的なシーンが注目を集めた。 ・・・
メタンは、飲み水に関して規制対象となる汚染物質ではない。密閉空間で窒息や爆発の原因となることは知られているが、水の色や味、臭いを変化させるわけではなく、飲料適性に影響を与えるのかどうかもわかっていない。
 また、低レベルのメタン暴露が長期的に続いた場合に、人体へ現れる影響を分析した研究は一つもない。「健康への影響がわからないとは、驚くべきことだ。メタンは確かに飲み水に含まれている」
とジャクソン氏は憂慮している。・・・ 」という。本文詳しく読む

 
以下、最近の記載を調べました。

東洋経済ON LINE
2013年、シェールガス革命で世界は激変する

素材、化学など日本企業にも恩恵http://toyokeizai.net/articles/-/12402
「・・・
シェールガス革命の大旋風が世界に吹き荒れ始めた。エネルギー問題といえば、原発の是否やメガソーラーの導入などに関心が深い日本国内の事情からいえば、ピンとこない人も多いかもしれない。しかしながら、これは100年、200年に1回あるかないかというほどのインパクトを持つ一大産業革命なのだ。

圧倒的に安いシェールガスのコスト

米国のオバマ大統領は、2011年秋ごろまでは、ひたすら自ら提唱する「グリーンニューディール」の政策実行に腐心していた。しかしながら、最近の彼はグリーンニューディールを一言も口にしない。

シェールガスは水圧で地層にひびを入れ採掘される (JOGMEC、アイコンとも)

それに代わって、「米国発のシェールガス革命は世界を席巻する。今後のエネルギーの覇権については、米国は勝ったも同然だ。とんでもないことになる」とコメントすることが多い。

今までは、石油があと20~30年、石炭が100年もたないという事情があるからこそ、原子力発電にいくか、太陽光、風力、地熱などの再生可能新エネルギーにいくか、という選択しかなかったのだ。ところが、である。シェールガス、すなわち砂や泥まみれの地中から取り出す天然ガスは、この状況を一変させてしまった。

なにしろ、1キロワットあたりのコストが、石油10円、風力20円、太陽光35円というのに対し、シェールガスはたったの6円なのだ。しかも埋蔵量が少なくとも150年分、実際には300年以上もあるともいわれている。なおかつ、CO2排出量は石炭に対し40%、石油に対し15%も少ないのだ。

米国はこのシェールガスの取り出しについて独占的な知財権で固めており、ピンポイントで見つけ出し、堀り上げ、精製まで持ち込むすべての工法を確立している。世界のシェールガスの約4割は米国にあるといわれている。中国をはじめ、世界各地にはシェールガスはあるものの、前記の事情で、米国が一気に最先行することになる。

 

日本の技術が支えるシェールガス革命

しかして、わが国日本ではシェールガスはほとんど出てこない。わずかに秋田県由利本荘でシェールオイルが見つかった程度である。それならシェールガス革命は米国に最大の恩恵をもたらすが、日本にはそれほどのメリットはないのでは、と考える人たちも多い。

ところが、実はそうではないのだ。結論を先に言えば、シェールガス革命で日本の企業には莫大なメリットが生じてくる。

シェールガスを取り出すためには2000メートルも掘り下げるわけであり、この圧力に耐えられる鋼管パイプは、新日鉄住金など、日本の鉄鋼メーカー以外には作れない。シェールガスを精製して気体から液体、液体から気体へとリサイクルを行うが、このプラントは住友精密工業と神戸製鋼しか作れない。

一番難しいのはアルミの穴あけなのだ。技能オリンピックで十数年連続金メダルを取る日本の「匠」の技術の一つが、アルミの穴あけなのだ。シェールガスを収納する運搬容器には炭素繊維が使われる。この分野は東レ、帝人、三菱レイヨンの国内勢が世界シェアの約70%を握っており、ここにも強い追い風が吹くのだ。

また、シェールガスは大型タンカーで輸送することになるが、ここでモノをいうのがアルミの厚板であり、これまた古河スカイなど日本勢しか作れない。地中から引き上げてきたシェールガスの原材料に対し、大量の水を使うが、この水量全体を減らすために膨大な窒素を使用することになる。

材料ガス国内最大手の大陽日酸は、笑いが止まらないかもしれない。さらにいえば、シェールガス採掘に伴う工事は土木であり、大型ブルドーザー、各種ショベル、大型トラックが必要になる。コマツや日立建機もまた笑いが止まらないだろう。

そしてまた、これらの建機に使用する超大型タイヤは、世界でただひとつブリヂストンにしか作れないのだ。

東京都は400億円のファンドを積んで,東京湾岸に火力発電10基を作る計画を打ち出している。猪瀬直樹新知事は必ずや断行するだろう。ここにもシェールガスを中心とする天然ガスが採用される。

 原発稼働や着工が難しい現状にあって、火力発電こそが日本の中心的なエネルギーになるだろう。世界的に見ても火力発電こそが主力、という声が多いのだ。こうなれば、原発プラントで世界トップシェアを持つ東芝は、その持てる技術をシェールガスに転用して稼ぐだろう。また、ガスタービンでは世界ナンバーワンの折り紙つきの三菱重工業にも福音がもたらされることになる。

排水や薬液などの環境問題も難なくクリア

最近になって、国内化学メーカー第1位の三菱ケミカルホールディングスは、米化学大手のダウケミカルと提携し、シェールガスを活用した石油化学コンビナート構築を打ち出した。

シェールガスから基礎化学品のエチレンを生産すると、コストが日本の化学工場の20分の1になるという。つまりは、自動車部品や液晶パネルに使う樹脂工場をローコストで建設し、世界の競合メーカーに対して先行してブッチぎっていこうとの考えなのだ。

一方でシェールガスは大量の排水があり、多くの薬液も使われることからEU諸国の中にはこれを禁止する国も出てきた。つまりは、公害問題の発生がデメリットという向きもある。ところがどっこい、それなれば世界ナンバーワンの日本の水処理技術がすべてを解決してしまう。三機工業、栗田工業、荏原の出番が来たのだ。

2013年は米国で1万カ所のシェールガス掘り出しが始まるといわれている。三菱商事、三井物産、住友商事、双日など世界に誇る日本の総合商社は、これらの掘り出しに大量の出資をしており、かなりの権利を握っている。

それゆえに、現在の天然ガスのような高い価格で日本がシェールガスを輸入するということはない。シェールガス革命は米国におけるモノづくりを大復活させ、日本の最大の輸出先は中国から再び米国に変わるのだ。反日ではない国、米国との取引が一気に拡大することは確実であり、もしかしたらこれが最大のシェールガスメリット、と言ってもいいかもしれない。」という。

⇒シェールガスの回収には大量の排水があり、多くの薬液も使われることからEU諸国の中にはこれを禁止する国も出てきたという。

大量な水を安定に低コストに供給する技術と排水処理技術などを含めたトータルコスト、および、低レベルのメタン暴露が長期的に続いた場合に、人体へ現れる影響がどのようになっているのか?が今後の着目点となるのだろうか?

 また、メタンはそれ自体でもガス化すれば、水(H2O)、CO2と並ぶ温室効果ガスとして地球温暖化に影響を与える可能性もあり、漏洩なく回収する技術の確立も期待されます。

参考投稿: 温室効果ガスに係る記載(その2:温室効果ガスCO2、メタンガスの鉛直分布の測定方法)

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