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公開番号2024106935
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-08-08
出願番号2023020350
出願日2023-01-27
発明の名称大気中二酸化炭素の増加抑制および削減方法と、大気中二酸化炭素の増加抑制および削減システム
出願人Solution Creators株式会社
代理人
主分類B09B 3/40 20220101AFI20240801BHJP(固体廃棄物の処理;汚染土壌の再生)
要約【課題】簡易かつ効率よく化石燃料起源の廃棄物燃焼に係わる二酸化炭素排出を抑制したり、大気中二酸化炭素を吸収して炭化させたバイオ炭を長期固定させることで、大気中の二酸化炭素を回収削減する方法と、これらの方法を適用した大気中二酸化炭素の増加抑制および削減システムを提供する。
【解決手段】炭化水素化合物を低酸素または無酸素環境下で加熱して炭化、半炭化あるいはこれらの混合体にするとともに、生成した炭化物、半炭化物またはこれらの混合体か、炭化物を微粉化して水と混合した炭化物スラリー水を、地下または地上に形成する耐腐食性を有する難燃性または不燃性の材料で囲まれた空間内に充填または埋設して封止するか、前記の材料で構成された容器内に充填保管することで、炭化物、半炭化物またはこれらの混合体の着火や燃焼および微生物の分解による温暖化ガスの排出を抑制しながら長期貯留させる。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
炭化水素化合物を低酸素または無酸素環境下で加熱して炭化、半炭化あるいるこれらの混合体にするとともに、生成した炭化物、半炭化物またはこれらの混合体を、地下または地上に形成させ、耐腐食性を有する難燃性または不燃性の材料で一部または全部が囲まれた空間内に充填または埋設し、さらに充填または埋設後の露出部の一部または全部を耐腐食性を有する難燃性または不燃性の材料で封止することで、炭化水素化合物起源の炭化物、半炭化物またはこれらの混合体を、耐腐食性を有する難燃性または不燃性の空間内に長期貯留させることを特徴とする、炭素または炭化物の長期貯留方法
続きを表示（約 1,500 文字）【請求項２】
炭化水素化合物を低酸素または無酸素環境下で加熱して炭化、半炭化あるいはこれらの混合体にするとともに、生成した炭化物、半炭化物またはこれらの混合体を、耐腐食性と耐熱性を有する難燃性または不燃性の材料で一部または全部が製作された容器内に充填し、さらに容器充填後の露出部の一部または全部を耐腐食性と耐熱性を有する難燃性または不燃性の材料で封止することで、炭化水素化合物起源の炭化物、半炭化物またはこれらの混合体を、耐腐食性を有する難燃性または不燃性の容器内に長期貯留させることを特徴とする、、炭素または炭化物の長期貯留方法
【請求項３】
請求項１に記載の長期貯留空間が、廃鉱山の採掘跡地および廃坑道、洞窟内、廃線鉄道および廃止道路上のトンネル空間、利用廃止された地下配管および共同溝、未利用または利用停止する水井戸または温泉井戸、採掘後の油田、ガス田および炭田のいずれかであることを特徴とする、炭素または炭化物の長期貯留方法
【請求項４】
請求項１に記載の長期貯留空間が、山または地下を掘削しながらコンクリート壁を施工するシールド工法によって構成された人工地下空間か、地下を掘削しながらセメント壁または鋼管挿入によって形成される人工地下空間であることを特徴とする、炭素または炭化物の長期貯留方法
【請求項５】
請求項２に記載の長期貯留容器が、利用廃止された化石燃料の備蓄タンク、廃止された上下水施設の沈砂池、遊水地および貯水槽、廃止されたダム貯水槽のいずれかであることを特徴とする、炭素または炭化物の長期貯留方法
【請求項６】
請求項１～５に記載の炭素または炭化水素化合物の長期貯留方法において、長期貯留空間内または長期貯留容器内に炭素または炭化水素化合物を充填または埋設する際に、炭化物、半炭化物またはこれらの混合体を微粉化させて水と混合攪拌させてスラリー化させ、炭化物スラリー水として充填または埋設することを特徴とする、炭素または炭化物の長期貯留方法
【請求項７】
請求項６に記載の炭素または炭化水素化合物の長期貯留方法において、炭化物スラリー水の貯留槽を封止することなく、タンク内の炭化物スラリー水の水分を蒸発させながら、新たな炭化物スラリー水の補充を繰り返すことで、炭化物スラリー水の炭化物濃度を高めるか、水分を全量蒸発除去させ、残留炭化物だけをタンク内に貯留させることを特徴とする、炭素または炭化物の長期貯留方法
【請求項８】
請求項１、請求項３および請求項４に記載の長期貯留空間を構成する内壁被覆材と壁面構成材および壁面の接合封止材が、鉄筋コンクリートかコンクリート、モルタル、または耐腐食性と難燃性または不燃性を有する金属、鉱物または樹脂材料のいずれか一つ以上の材料であることを特徴とする、炭素または炭化物の長期貯留方法
【請求項９】
請求項２および請求項５に記載の容器の構成材料と容器壁の接合封止材が、耐腐食性と難燃性または不燃性を有する金属、鉱物、または樹脂材料のうち、いずれか一つ以上の材料であることを特徴とする、炭素または炭化物の長期貯留方法
【請求項１０】
請求項１～９に記載の長期貯留空間か長期貯留容器の内部に、酸素除去した低酸素空気か脱酸素空気、または二酸化炭素ガス以外の不活性ガスを充填して加圧空間とし、空間内の圧力と充填ガスの成分を測定監視することで、長期貯留空間内または長期貯留容器内の気密性と温室効果ガスの生成状況を管理することを特徴とする、炭素または炭化物の長期貯留状態の管理方法
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、地球温暖化の主な原因物質である二酸化炭素の大気中への排出を抑制する方法と、これまで大気中に蓄積されてきた二酸化炭素を削減する方法、およびこれらの方法を具現化するシステムに関するものである。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
主要な温暖化ガスである二酸化炭素の増加抑制にむけて、化石燃料の利用時や炭化水素を含む焼却廃棄物を燃焼する際に、排気ガス中に含まれる二酸化炭素ガスを分離回収し、枯渇油田や帯水層など、地下の貯留槽に圧入固定する方法が提案され、実用化されている。
【０００３】
一方、前記の方法では、排気ガスに含まれる低濃度の二酸化炭素ガスの分離回収や貯留地への輸送にむけた圧縮と液化、および地下貯留槽内への圧入固定化において、多大なエネルギーとコストが発生することに加え、圧入した二酸化炭素が漏洩して気化放散せず、長期貯留できる場所が限定されることから、二酸化炭素を含む排気ガスを、無機物を含む水性溶媒中に吹き込みながら通電して無機物と反応させ、固体の炭酸化合物として回収して貯留または有効利用する方法（特許文献１）が提案されている。
【０００４】
さらに、これまでの産業活動等を通じて大気中に蓄積された二酸化炭素ガスを吸収して固定化することで、大気中の二酸化炭素を回収削減する方法として、大気中の二酸化炭素を吸収して固定化されたバイオマスを利用し、発電や熱利用時の燃焼排ガスに含まれる二酸化炭素ガスを分離回収して固定化する方法（ＢＥＣＣＳ）や、バイオマス資源を無酸素または低炭素環境下で３５０℃以上の高温加熱を行ってバイオマス資源を炭化し、難分解性の炭素と炭化水素化合物から構成されるバイオ炭として、微生物分解が抑制される鉱質土壌の農地等に施用することで、農地の土壌改良を実現しながら、バイオマス起源の炭素を土中に長期固定化する炭素貯留農法（カーボンファーミング）も実用化され、この炭素削減価値を排出権取引において効率的に推定評価するシステム（特許文献２）も提案されている。
【０００５】
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２０２２－１４５０８０
特開２０２２－１５３０１２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前記の通り、特許文献１の従来技術によれば、化石燃料や炭化水素含有廃棄物のほか、大気中の二酸化炭素を吸収固定化して生成したバイオマス資源を含め、多様な炭化水素化合物を燃焼した際に発生する排気ガスに含まれる二酸化炭素ガスを、輸送や貯留および有効活用が容易な固体の炭酸化合物として回収することが可能となり、さらに特許文献２の従来技術によれば、バイオマス資源をはじめとする炭化水素化合物を炭化させ、土壌中に埋設させることで、炭素を簡易に効率よく固定化し、その環境価値を簡便かつ適正に評価することが可能となるが、これらの技術には以下に示す課題がある。
【０００８】
まず特許文献１の従来技術では、濃度の低い二酸化炭素ガスを含む排気ガスを全量、水性溶媒中に吹き込む工程で多量のガス圧縮エネルギーを要し、さらに水性溶媒に通電して電解処理を行う工程でも、多量の電解エネルギーを必要とするほか、原料となるマグネシウム合金の製造や調達の工程でも多量のエネルギーが発生するため、これらの工程で化石燃料起源の電力を利用する場合には、正味の二酸化炭素削減効果や排出抑制効果（二酸化炭素の削減または排出抑制価値）が減少するほか、多量の電力消費やマグネシウム合金の原料調達に伴うコストが発生し、二酸化炭素の回収固定化コストが嵩むという課題がある。
【０００９】
また、特許文献２の従来技術を構成する炭素貯留農法については、農用地にバイオ炭を施用した際に、バイオ炭に含まれる難分解性炭素以外の炭化水素化合物が土壌中の微生物によって分解され、二酸化炭素などの温暖化物質として大気中に放散されることで、二酸化炭素の削減効果が減少してしまう課題があるほか、こうした土壌中微生物によるバイオ炭の分解による二酸化炭素削減効果の減少量が推定・考慮されていないという課題がある。
【００１０】
すなわち、土壌中の微生物によるバイオ炭中の炭化水素化合物の分解効果については、バイオ炭を施用する土壌中の微生物種とその生息数をはじめ、これらの土中微生物の生息数や活性が、土壌の温度や湿度、酸性度などの環境と、施用されたバイオ炭の特性によって変化するため、これらを加味して施用したバイオ炭の分解効果を推定し、二酸化炭素の削減効果から控除することで、バイオ炭施用による正味の二酸化炭素削減効果を推定評価できるが、こうした方法や同様の効果が得られる推定評価の方法が開示されていない。
（【００１１】以降は省略されています）

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