火力発電分野でも二酸化炭素の削減が強く求められていることから、本研究開発は、二酸化炭素を分離・回収・貯留するCCS（Carbon Dioxide Capture and Storage）を含めたゼロエミッション型の石炭ガス化発電技術の実現可能性を検討するために、発電から二酸化炭素貯留までのトータルシステムに関するフィージビリティ･スタディ（FS）を実施するものであり、全体として以下の5つの事業項目からなっている。

1) 石炭ガス化発電と二酸化炭素分離･回収システムの概念設計
2) 二酸化炭素輸送システムの概念設計
3) 二酸化炭素貯留システムの概念設計と貯留ポテンシャル評価
4) 全体システム評価（発電から二酸化炭素貯留に至るトータルシステムの評価）
5) 特定サイトでの石炭ガス化発電から二酸化炭素貯留に至るトータルシステムの概念設計

　当センターは技術部海洋開発室と共同で、上記のうち2) 二酸化炭素輸送システムの概念設計を受託した。二酸化炭素輸送システムには、液化二酸化炭素の船舶輸送、二酸化炭素ハイドレート輸送及びパイプライン輸送があるが、当センターはパイプライン輸送を担当し、その他の事業は海洋開発室を中心とする企業グループが担当した。
　当センターでは、分離･回収システム及び貯留システムの検討グループから与えられた検討条件に基づき、平成20年度の実証規模の検討に引き続き、平成21年度は商用規模の二酸化炭素輸送量を対象として陸上及び海底パイプライン概念設計を行い、全体システム評価に資するための概算コストを算定した。
　このパイプラインは、火力発電所（A地点）に設置される二酸化炭素の分離･回収設備から供給される二酸化炭素を海底下の貯留層（B地点）まで輸送するものである。輸送中に二酸化炭素の相変化が起きることを避けるために、以下の2ケースの圧力範囲での輸送を検討した。
　ケース1では、輸送中の最低温度でも二酸化炭素が液化しないようにパイプラインの入口圧力を3.0MPaとした。ケース2では、海底坑口で10.5MPaを維持することを条件とし、この条件に基づきパイプラインのサイズ･仕様を検討した。以上の検討に基づき概算コストを算定した。
　あわせて、国内で前例のない長距離二酸化炭素パイプラインにおいて設計圧力の設定によっては発生する可能性のある気液二相流輸送について、技術上のメリット・デメリットを検討した。

ケース1　低圧（気体）輸送のシステム構成

ケース2　高圧（液体）輸送のシステム構成

気液二相流のフローパターン