メタンハイドレート(MH)開発促進事業の目的は、わが国周辺海域に大量に存在すると期待されているMHについて、将来のエネルギー資源として、開発利用するために、経済的に掘削・生産回収する技術開発を行い、エネルギーの長期安定供給確保に寄与することです。
この研究開発は、平成13年7月、経済産業省に設置された「メタンハイドレート開発検討委員会」でとりまとめられた「我が国におけるメタンハイドレート開発計画」に基づいて進められているものです。
「研究開発の概要」
研究開発の目標は、2016年度までに日本周辺海域におけるMHの商業的産出の技術を整備することで、以下のようになっています。
● MH賦存海域の探査及び資源量評価手法の確立
● MHからのメタンガス生産手法の確立及び現場産出試験の実施
● 開発に伴う環境影響評価及び経済性評価手法の確立
研究開発は、段階的に進めることとし、フェーズ1～3までに分かれています。
[フェーズ1]（2001年度～2008年度）
● 我が国近海域での物理探査、試錐によるMH賦存有望地域の選定、産出試験実施場所の確定
● 陸域でのMH産出試験、並びに生産技術の検証
● MHに関する基礎研究
[フェーズ2]（2009年度～2011年度）
● 我が国のMH賦存有望地点での海洋産出試験、並びに評価
● MHに関する基礎研究
[フェーズ3]（2012年度～2016年度）
● 商業的産出のための技術の整備、並びに経済性等の評価
研究開発は、資源量評価分野（現:（独）石油天然ガス・金属鉱物資源機構 旧:石油公団石油開発技術センター担当）、生産手法開発分野（（独）産業技術総合技術研究所担当）、環境影響評価分野（当センター担当）の3分野に分かれ実施しており、これら3分野の研究開発を調整、統括するため、これら3研究機関が「メタンハイドレート資源開発研究コンソーシアム」を組織しています。
当センターの担当分野である環境影響評価分野のフェーズ１の研究開発目標は、以下の4項目です。
・MH資源フィールドのベースライン調査及び低温水放出影響予測調査
・メタンガス及び地層変形モニタリング技術の研究開発
・海洋産出試験に備えたHSE調査
・地層変形予測シミュレーターの研究開発
メタンハイドレート資源開発研究コンソーシアム
環境影響評価グループ全体イメージ |
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当センターでは、これらの開発目標毎に、海域環境調査評価、モニタリング技術、HSE調査、地層変形予測技術の4サブグループ（SG）を設けて調査研究を行っています。
「研究開発の現況」
海域環境調査評価SG
・ベースライン調査
MH資源フィールド候補海域の環境条件を把握することを目的に海域環境ベースライン調査を行うもので、基礎試錐調査域を含む海域環境の特徴を明らかにすることを目標に、本年度は平成15年度及び平成16年度に実施した南海トラフ海域の環境調査により取得したデータの分析・解析を行い、調査海域の海況、生態系等の基礎的現況を明らかにしました。また、平成15年度及び平成16年度に実施した海上基礎試錐（東海沖～熊野灘）周辺域の調査データの解析を行い、海底堆積物の性状、生物種とその量、溶存メタン濃度等について整理し、海底地形、地質のデータをあわせて取りまとめました。
| 海洋環境の特徴付けを行った解析対象範囲 |
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・低温水放出影響予測調査
メタンガスの生産に伴うMH分解生成水（低温水）を海域に放出した場合に、これが海洋環境に及ぼす影響を予測する手法の研究開発を行うもので、本年度は拡散を評価する実証機レベルの物理モデルを構築し、試計算を元に実海域に適用できるモデルに改良を行いました。
・データベースシステム
環境影響評価グループで取得されるデータを一元的な管理をするために構築したデータベースシステムの円滑な運用を行っています。
モニタリング技術SG
・ 全体システム
MHの開発に伴う環境問題として、メタンガスの漏洩と海底地層の変形が懸念されています。このため、これらメタンガスの漏洩モニタリング及び地層変形モニタリング等を包括する総合システムの検討を行うため、本年度は、総合モニタリングシステムを構築する各サブシステムの概略仕様、構成の検討を行うとともに、開発中のモニタリング機器の設置回収及び保守管理システムについて検討し、現状技術の適用性を調査評価し、設置、回収、保守管理の観点からの制約条件を把握しました。これらの検討結果に基づき、基本設計の準備作業として、基本仕様を整理しました。
・ ガス漏洩モニタリング
メタンガスを直接検知する方法として、既存の溶存メタンセンサーを利用するシステム及び新たに海水中のメタンガスを分離し、濃度を検知する「集水型モニタリングシステム」を中心に研究開発を行っています。本年度は海水中のメタンの濃度測定技術として室内試験、フィールド試験の性能試験結果に基づき、METSセンサー（現：Franatech GmbH（独））の更なる改良（自己較正機能の付加、省電力化、溶存酸素濃度ファクターのフォーミュラーの組み込み）に取り組み改良型METSセンサーを作成しました。集水型モニタリングシステムについては、平成16年度に構築した初期モデルの室内試験結果から、実験機構築に向けて、光学系の設計・試作、高性能化、小型化、最適化の検討及びメタン透過膜を試作しました。さらに、間接検出法はメタン酸化細菌の存在確認とバイオマーカーとしての有効性に関する基礎的研究に取り組んでいます。
フィールド試験（浅海域） |
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| ドイツIFM-GEOMAR研究所の沿岸域調査用観測船 |
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ワンショットカメラで撮影したメタンシープ採泥場所の状況
（メタン酸化細菌の遺伝子を検出） |
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・ 地層変形モニタリング
海底はかなり軟弱と予想され、このためモニタリング装置の設置方法が大きな課題となっています。これに対応するために、傾斜計、加速度計等のセンサー類を組み込んだモニタリング装置を海底に落下し、貫入して設置する「貫入設置型のモニタリングシステム」の研究開発を進めることとしています。本年度は、陸域地すべり観測による地すべり挙動の解明とともに平成15年度製作した初期モデルの陸上での性能試験結果に基づき、実証機の設計製作を行い、室内試験により評価を行いました。
HSE調査SG
フェーズ1においては、安全面を中心に調査研究を行い、フェーズ2で予定されている海洋産出試験を対象に安全管理システムを策定することを目標に、本年度は大水深掘削における安全上の問題点に関する資料調査により取りまとめを行いました。産出試験における安全上の問題点調査では、文献調査と海外聞き取り調査を行い、インタビューの結果とあわせて全体の取りまとめを行いました。
地層変形予測技術SG
MHの開発に伴う地層変形を予測するシミュレーターの開発を目標に、本年度は、「地盤物性の評価」、「構成式の構築」、「地層変形予測プログラムの作成」の３項目について研究開発に取り組みました。地盤物性の評価は、基礎試錐「東海沖～熊野灘」で採取されたコア試料及び海底地盤模擬試料を用いた三軸圧縮試験、圧密試験を行い、海底地盤の強度・変形特性、圧密特性を把握しました。構成式の構築は、三軸圧縮試験を対象に要素シミュレーション並びに数値解析を行い、シミュレーション結果と試験結果の比較検討により構成式の改良を行いました。地層変形予測プログラムの作成については、システム設計及び構成式の検討結果に基づき、実証レベルのプログラムの開発に着手しました。
低温高圧三軸試験装置（左）と低温高圧圧密試験装置（右） |
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砂泥互層試料の一例（左）と基礎試錐コア三軸圧縮試験の応力－ひずみ関係（右） |
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「リンク先：MH21ホームページ http://www.mh21japan.gr.jp」 |
