(Special session) Recent trends in the development and utilization of coal and other energy resources［Thu. Sep 14, 2023 PM Room-3］

[3301-10-03] Study on in-situ methane conversion technology for CO2 using underground microorganisms

○Yuichi Sugai¹, Takehiro Esaki¹, Hiroto Inoue¹ (1. Kyushu University)

Keywords:CO2, Hydrogen, Methanogen, Methanation, Olivine

CCSにおいて地下に貯留されたCO₂を、地下に生息する微生物によってメタンに変換し、将来的に天然ガス資源として再利用することが検討されている。CO₂をメタンに変換する微生物はメタン菌と呼ばれており、偏性嫌気性菌であるメタン菌は、一般にCCSの対象となるような地下深部に普遍的に生息している。メタン菌によるCO₂のメタン変換のためには水素が必須であり、地下においてメタン菌に水素を供給する必要がある。発表者らは、枯渇油田に貯留したCO₂のメタン変換を想定し、取れ残し石油の一部を分解して水素を生成する石油資化性水素生成菌を用いて水素を生成させる検討を行った。同研究によれば、メタン菌と水素生成菌が共存する培養系に、CO₂と石油を供給することによりメタンの生成が確認されている。しかしながら、その生成速度が極めて遅く、とりわけ水素生成速度が反応の律速になっていることが明らかになった。そこで、石油からの水素生成ではない、別の水素源を検討しており、地下に存在する鉱物であるかんらん石に着目した。かんらん石が蛇紋岩化する際に水素が発生する反応に着目して検討を行ったところ、メタン菌が生息可能な温度（70℃）においても水素の発生が認められた。さらに、メタン菌をかんらん石とCO₂とともに培養した結果、メタンの生成が確認された。これらの結果から、かんらん石を含むような地下貯留層ならびに帯水層におけるCCSにおいて、メタン菌によるCO₂のメタン変換の可能性が示唆された。