| 業界 | 炭素隔離 |
|---|---|
| 設立 | 2007 |
| 創設者 | レイキャビク・エネルギー、アイスランド大学、CNRS、コロンビア大学地球研究所 |
| 本部 | 、 |
| Webサイト | https://www.carbfix.com/ |
カーブフィックスは2007年に設立されたアイスランドの企業です。同社は、CO2を水に溶解し玄武岩に注入することで、 CO2を永久に貯留する方法を開発しました。地下に注入されたCO2は母岩と反応して安定した炭酸塩鉱物を形成し、これにより注入されたCO2の永久貯留が可能になります[ 1 ]。
2012年にアイスランド南西部で初めてのパイロット注入が行われ、約200トンのCO2が地下玄武岩に注入されました。2016年に発表された研究結果によると、注入されたCO2の95%が2年以内に方解石に固化しました。これにはCO21トンあたり25トンの水が使用されました。[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] 2014年以来、この技術はヘトリシェイジ地熱発電所の排出物に適用されています。発電所の排出流からH2SとCO2が共回収され、フスムリ再注入地点での原位置炭素鉱化によって永久に安全に貯留されます。[ 5 ]このプロセスにより、発電所からのCO2排出量(年間12,000 tCO2)の約3分の1とH2S排出量(年間6,000 tH2S)の60%が回収されます。シルバーストーン・プロジェクトは、2025年以降、ヘトリシェイジ地熱発電所において本格的なCO2回収、圧入、および鉱物貯留を実施することを目指しています。[ 6 ]
Carbfix は現在、アイスランドのヘトリスヘイジ地熱発電所に関連して、ネシャヴェトリル地熱発電所、ヘトリスヘイジ近郊の Orca 直接空気回収プラント、およびヘルグヴィークの CO2 シーストーン プロジェクト内の 4 つの注入サイトを運営しています(「現在の状況」の章を参照)。
カーブフィックスは、アイスランドの温室効果ガス排出を制限するために、当時のアイスランド大統領オラフール・ラグナル・グリムソン博士、レイキャビク・エナジーのアイナー・グンラウグソン、コロンビア大学のウォレス・S・ブロッカー、トゥールーズ(フランス)のエリック・H・エルカーズ、アイスランド大学のシグルズ・レイニル・ギスラソンによって設立されました。[ 7 ]レイキャビク・エナジーがカーブフィックスに最初の資金を提供しました。その後、欧州委員会と米国エネルギー省から資金提供を受けました。このプロジェクトのもう一つの目的は、二酸化炭素の永久貯留のための新しい方法を見つけることに加えて、科学者を育成することでした。[ 8 ]

回収されたCO2は、玄武岩などの塩基性岩層または超塩基性岩層への圧入前または圧入中に水に溶解されます。CO2の水への溶解度は以下のように表されます。
CO 2 (g) + H 2 O(l) ⇌ H 2 CO 3 (aq)
↔ H 3 O + (水溶液) + HCO 3 - (水溶液)
↔ 2H 3 O + (水溶液) + CO 3 2- (水溶液)
CO2を水に溶解することで、瞬間溶解トラッピングが達成されます。これは、CO2貯留の2番目に安全なトラッピングメカニズムです。 [ 9 ] CO2を充填した水にはCO2の泡は存在せず、さらに地層中に存在する水よりも密度が高いため、CO2を充填した水は表面に向かって上昇するよりもむしろ沈む傾向があります。[ 10 ]
CO 2をチャージした水は酸性で、通常pHは3~5ですが、CO 2の分圧、水の組成、システムの温度に依存します。CO 2をチャージした水は地下の岩石と反応し、カルシウム、マグネシウム、鉄などの陽イオンを溶解します。[ 11 ]陽イオンを含むケイ酸塩鉱物の溶解、例えば玄武岩やペリドタイトに含まれる一般的な鉱物である輝石の溶解は、次のように表すことができます。
2H 3 O ++ (Ca,Mg,Fe)SiO 3 = Ca 2+、 Mg 2+、 Fe 2+ + H 4 SiO 4 + H 2 O
陽イオンは溶解した CO 2と反応して方解石(CaCO 3 )、マグネサイト(MgCO 3 )、シデライト(FeCO 3 )などの安定した炭酸塩鉱物を形成します。この反応は次のように表すことができます。
Ca 2+、Mg 2+、Fe 2+ (水溶液) + CO 3 2- (水溶液) → CaCO 3 (水溶液)、MgCO 3 (水溶液)、FeCO 3 (水溶液)
超塩基性岩石および塩基性岩石は、その高い反応性と二価金属陽イオンの豊富さから、最も効率的です。放出された陽イオンが鉱物を形成する程度は、元素、pH、温度に依存します。[ 1 ]
ヘトリスヘイジの玄武岩に高圧で炭酸水を掘削して注入するコストは、隔離される二酸化炭素1トンあたり25ドル未満と推定されています。[ 12 ]
このプロジェクトは2012年に炭素注入を開始しました。[ 13 ] [ 14 ] [ 15 ] [ 16 ] 資金はアイスランド大学、コロンビア大学、フランス国立科学研究センター、米国エネルギー省、EU、北欧諸国の基金、レイキャビク・エネルギーから提供されました。[ 14 ]
これらの資金源には、欧州連合(EU)のHorizon 2020研究イノベーションプログラム(助成契約番号764760および764810)が含まれます。欧州委員会は、CarbFix(EC協調行動番号283148)、Min-GRO(MC-RTN-35488)、Delta-Min(PITN-GA-2008-215360)、およびCO 2 -REACT(ECプロジェクト番号317235)の各プロジェクトを通じて資金を提供しています。北欧基金11029-NORDICCS、アイスランドのGEORG地熱研究基金(09-02-001)(SRGおよびレイキャビク・エナジー)、および米国エネルギー省(助成番号DE-FE0004847)も資金を提供しています。
コストはCO21トンあたり約25ドルです。[ 17 ]
ヘトリシェイジ地熱発電所からの地熱流体のフスムリ還元フィールドへの還元は、2011年9月に開始されました。還元サイトの稼働開始に伴い、近隣のコミュニティで感じられるほどの大きな誘発地震が発生しました。 [ 18 ] [ 19 ]この問題は、注入率の調整など、このリスクを最小限に抑えるための予防措置を講じる新しいワークフローを導入することで解決されました。[ 20 ]このワークフローの実装により、この地域でのマグニチュード2以上の地震の年間発生件数は、2011年の96件から2018年の1件に減少しました。[ 21 ]これは満足のいく結果と考えられ、現在の運用が規制の範囲内であることを示し
カービフィックスは、2014年4月にヘトリシェイジ地熱発電所から回収され、同発電所のタービンから排出されるコンデンセートに溶解したCO2を、フスムリ再注入フィールドの既存の再注入井の一つに注入し始めた。 [ 22 ] CO2の注入開始後、地震活動の増加は見られなかった。これは、コンデンセートに溶解したCO2の注入によって地震活動が誘発されるのではないことを示唆している。[ 23 ]

カービフィックスは現在アイスランドで4つの注入場を運営しており、CO2の点源から回収したCO2 、回収して注入場に輸送したCO2、直接空気回収(DAC)技術を使用して大気から直接回収したCO2の注入に重点を置いています。[ 24 ]
カービックスは2014年6月以来、ヘトリシェイジ地熱発電所から二酸化炭素と硫化水素(H 2 S)を回収・注入している。地熱ガスは、特別に設計された洗浄塔で発電所のタービンから出る凝縮水に溶解され、地下750メートルの玄武岩に注入される。[ 5 ] [ 25 ]現在、発電所の排出物のH 2 Sの約68%とCO 2の34%が回収・注入されており、これは年間約12,000トンのCO 2と約5,000トンのH 2 Sに相当します。[ 5 ]結果によると、注入されたCO 2の60%以上が注入後4ヶ月以内に鉱化され、注入されたH 2 Sの85%以上が注入後4ヶ月以内に鉱化されました。[ 26 ]
カービックスは現在、EUイノベーション基金のシルバーストーンプロジェクトを通じてヘトリスヘイジ地熱発電所の操業拡大に取り組んでおり、2025年以降、同発電所からの排出ガスからCO2の95%以上とH2Sの99%以上を回収することで、地熱発電の生産量をほぼゼロにすることを目指しています。これは、年間最大4万トンのCO2と最大1万2千トンのH2Sに相当します。[ 27 ]
カービックスは2023年初頭から、ヨーロッパ・ホライズン2020の資金提供を受けたGECOプロジェクトの一環として、アイスランド南西部のネシャヴェトリル地熱発電所からCO2とH2Sの回収・圧入を開始した。[ 28 ]ヘトリシェイジ地熱発電所と同様の手法が用いられているが、スクラビングタワーの回収効率が最適化されている。回収されたガスは発電所のタービンから排出されるコンデンセートに溶解され、地下900メートル以下の玄武岩質の地下層に圧入される。[ 29 ]
大気から回収したCO2の世界初の注入は、2017年にアイスランド南西部のヘトリスヘイジで、欧州H2020資金提供プロジェクト「CarbFix2」の一環として実施されました。CO2は、スイスのグリーンテクノロジー企業Climeworksが開発した直接空気回収(DAC)装置を用いて回収されました。その後、CO2は水に溶解され、玄武岩質の地下に注入されました。[ 30 ] [ 31 ]
2021年、世界初の商業用DACと貯留設備を組み合わせたOrcaが、クライムワークスとカーブフィックスの共同でヘトリスヘイジに稼働しました。この設備は、大気中から最大3,600トンのCO2を直接回収し、玄武岩に注入して永久的に鉱物を貯留する能力を備えています。 [ 32 ]
クライムワークスとカーブフィックスは2024年にマンモスDACプラントを稼働させる予定で、年間最大36,000トンの地熱資源を採取し、ヘトリスヘイジ地熱公園の玄武岩に注入して永久的に貯蔵する。[ 33 ] [ 34 ]
CO2の国境を越えた輸送は、2022年8月にDemoUpCarmaプロジェクトの一環として初めて実証されました。[ 35 ]このプロジェクトはスイス連邦省の資金提供を受け、ETHが主導しました。[ 36 ] [ 37 ] CO2はスイスのベルンにあるバイオガス精製プラントから回収され、アイスランドに輸送され、ヘトリスヘイジサイトで最初に注入されました。DemoUpCarmaプロジェクトの現在の注入場所はアイスランドのヘルグヴィークで、CO2はR &DプロジェクトCO2 Seastoneの一環として海水と共注入されています。[ 38 ]
2021年7月、カーブフィックスは、コダターミナルプロジェクトのためにEUイノベーション基金の1500万ユーロの助成金にノミネートされ、アイスランドの企業に与えられた史上最大の研究助成金を受賞しました。[ 39 ] [ 40 ]
コーダ・ターミナルは、アイスランド南西部のシュトラウムスヴィークに、アイスランド初の国境を越えた炭素輸送・貯留ハブとして建設されます。CO2は、北ヨーロッパの工業地帯、特に排出削減が困難なセクターで回収され、ターミナルに輸送されます。そこで陸上タンクに積み替えられ、一時貯留されます。その後、CO2は近隣の圧入井ネットワークに圧送され、玄武岩質の岩盤に圧入される際に水に溶解されます。事業は段階的に拡大され、2031年以降は年間最大300万トンのCO2に達する。 [ 41 ]比較のため、人口約40万人のアイスランドのCO2排出量は、2007年~2023年の期間に334万トン(329万ロングトン、368万ショートトン)(2020年)から381万トン(375万ロングトン、420万ショートトン)(2008年)の間で変動した。[ 42 ]アイスランドのエネルギー部門は、水力発電と地熱エネルギーの浸透率が高いため、電力生産量あたりの炭素排出量が最も低い部門である。しかし、アイスランドのアルミニウム製錬所のエネルギー需要が大きいため、一人当たりの電力消費量は異常に高い。
同社は2025年7月に、中小企業環境部門でWIPOグローバルアワードを受賞した。[ 43 ] [ 44 ]
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