JP3207699B2 - 二酸化炭素の海底投棄システム - Google Patents

二酸化炭素の海底投棄システム

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、地球温暖化の原因と考
えられる二酸化炭素の大量処理方法である海底投棄シス
テムに関する。
【０００２】
【従来の技術】現在、二酸化炭素（以下ＣＯ2 という）
の海洋処理（隔離）技術は、研究開発の途上にあり、実
施された例はまだ無いが、最も一般的な方法は、発電所
等のＣＯ2 の大量発生源から回収したＣＯ2 を液化し、
洋上基地から長尺のパイプで深度３５００ｍ以上の深海
に投入して沈降させ、深海底に貯留する方法である。そ
のためのシステムとして、従来考えられている手段は、
図９側面図に示すように、発電所から回収されたＣＯ2
を液化し、液体ＣＯ2 搬送船０１で洋上基地０２へ輸送
し、洋上基地０２から海中へ垂下された投入管０３を通
して液体ＣＯ2０６を深海へ投入することである。ここ
で、投入管出口０４は通常水圧の影響で海水密度よりも
液体ＣＯ2 密度が大きくなる３５００ｍ以上に設定され
る。これは投入管０３を出た液体ＣＯ2 ０６を海底０５
まで重力で自然沈降させるためである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな液体ＣＯ2 の海底投棄においては、液体ＣＯ2 06が
沈降する際、液体ＣＯ2 06の一部が海水中に溶解07し、
海水07のＰＨを変化させるため、生態系等の深海環境へ
悪影響を及ぼす惧れがあることが考えられる。また、深
海底05に溜まった液体ＣＯ2 08が海水中07へ溶け出し、
このため長期間にわたって少なからず深海環境の変化を
もたらすことが考えられる。
【０００４】本発明はこのような事情に鑑みて提案され
たもので、深海環境及び深海海底環境への悪影響を防止
する液体ＣＯ2 の海底投棄システム及びこれに使用する
装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１の液体ＣＯ2 の
海底投棄システムは、二酸化炭素を深海投棄するシステ
ムにおいて、洋上に浮設され液体ＣＯ2 運搬船により運
ばれた液体二酸化炭素を受入れ、上記二酸化炭素の液相
状態が保持される深度の海中で袋へ封入するための投入
管及び投入口を有する洋上基地と、上記液体二酸化炭素
を封入するための上記袋を収納した複数個のカプセルを
搭載し、上記二酸化炭素の液相状態が保持される深度の
海中へ運搬し、この深度において、上記袋へ上記液体二
酸化炭素を封入した後、この液体二酸化炭素を袋ととも
に海底へ落下させる作業を行う無人潜水作業船と、洋上
にあって上記無人潜水作業船をコントロールするコント
ロール基地とからなることを特徴とする。
【０００６】請求項２の液体ＣＯ2 の無人潜水作業船
は、請求項１の二酸化炭素の海底投棄システムにおい
て、その潜水作業船コントロール基地と通信用ケーブル
で結ばれ、その洋上基地の液体二酸化炭素投入管出口に
接続する取り入れ口を有し、鉛直方向及び水平方向へ移
動するための移動装置を備え、上記取り入れ口から取り
入れた上記液体二酸化炭素を分配用配管を通して入れる
封入袋を収納した複数の投下可能で下端が開口可能のカ
プセルを具えたことを特徴とする。
【０００７】請求項３の液体ＣＯ2 封入袋は、請求項２
のカプセル内に収納された液体二酸化炭素を入れる袋に
おいて、上記液体二酸化炭素を通さない不透性シート材
で作られた球状の袋のそれぞれ上部に設けられ上記液体
二酸化炭素を封入する弁と、同袋のそれぞれ下部に取り
付けられた重量調整用の錘とを具えたことを特徴とす
る。
【０００８】
【作用】このような構成によれば、カプセルとともに液
体ＣＯ2 が封入された球状の袋が、海中を沈降する間、
また、深海底に到達後も、液体ＣＯ2 は不透性シートに
より海水と隔絶されるため、液体ＣＯ2 の海水への溶解
が無くなり、海水のＰＨは変化しない。これにより、深
海海水環境及び深海海底環境への液体ＣＯ2 の影響がな
くなり、永久的に液体ＣＯ2 が深海洋底に隔離される。
【０００９】
【実施例】本発明の一実施例を図面について説明する
と、図１はその全体システムを示す側面図であり、主と
して請求項１の説明用である。図２は図１の無人潜水作
業船を示す平面図，側面図及び正面図、図３は図２の潜
水作業船の液体ＣＯ2 取り入れ口を示す拡大縦断面図、
図４は図１の洋上基地の投入管の下端に図３の無人潜水
作業船の液体ＣＯ2 取り入れ口を外挿した状態を示す縦
断面図、図５は図４の全体詳細図であり、図１〜図５は
協働して主として請求項２の説明用である。図６は図２
のVI部である分配用配管の先端分岐部及びこれに外挿さ
れたカプセルを示す縦断面図、図７は図６の分配用配管
分岐部からカプセルとともに液体ＣＯ2 封入済み袋を落
下させる要領を示す同じく縦断面図、図８は図７におけ
る液体ＣＯ2 封入済み袋をカプセルとともに無人潜水作
業船から切り離す状態を示す同じく縦断面図であり、図
６〜図８は協働して主として請求項３の発明の説明用で
ある。
【００１０】まず、請求項１の発明について説明する
と、図１においてＣＯ2 の海洋隔離システムは、液体Ｃ
Ｏ2 を受入れ、これをＣＯ2 の液相状態が保持される深
度の海中で袋１１に封入するための投入管３及び投入管
出口４を有する洋上基地２と、袋１１を収納したカプセ
ルを複数個装備して液体ＣＯ2 投入管出口４へ運搬する
無人潜水作業船と、無人潜水作業船をコントロールする
コントロール基地９とから構成されている。
【００１１】火力発電所等のＣＯ2 の大量発生源から回
収したＣＯ2 は、まず液化し、液体ＣＯ2 搬送船１で洋
上基地２まで輸送する。洋上基地２では液体ＣＯ2 を投
入管３を通して投入管出口４に接続した液体ＣＯ2 封入
用の袋１１を収納してなる複数のカプセルを搭載した無
人潜水作業船１０へ送り込み、液体ＣＯ2 不透性の球状
の袋１１に封入する。袋１１は所定量封入後封入弁１３
を閉じ、無人潜水作業船１０から離脱する。
【００１２】無人潜水作業船１０の投入管出口４への接
続等の操作，液体ＣＯ2 の封入作業，カプセルと一体的
に行う封入袋１１の離脱作業等は、洋上基地２から潜水
作業船コントロール基地９を介して非常時の牽引ケーブ
ルも兼ねた通信用ケーブルを通してリモートコントロー
ルされる。投入管出口４の深度はＣＯ2 が液相状態とな
る例えば０℃で約４０ａｔｍ，２０℃では約６０ａｔｍ
が確保できる深度に設定される。液体ＣＯ2 封入袋１１
の大きさは直径５０〜１００ｍが適当と考えられる。な
お、液体ＣＯ2 の密度は深度３５００ｍ程度以下では海
水の密度よりも軽く、３５００ｍ以上では海水密度より
重くなる。このため、液体ＣＯ2 の封入作業が行われる
深度の上下では液体ＣＯ2 に浮力が働くことがあること
考慮して浮力に抗してカプセルと封入袋１１を海中に沈
めるため、封入袋１１の下端に重量調整用の錘１２を取
り付ける。
【００１３】次に、請求項２の発明を図２〜図５により
説明すると、図２において、無人潜水作業船１０は液体
ＣＯ2 を封入する球状の袋１１を収納した竪円筒状カプ
セル２６を１２個保持し、潜水作業船コントロール基地
９とケーブル２８で結ばれている。作業船１０は海中で
の移動用に鉛直方向推進装置２４と水平方向推進装置２
１とを装備している。
【００１４】推進装置２４，２５で移動する無人潜水作
業船１０は、液体ＣＯ2 投入管出口４と取入口１５とを
接続させる。その接続手順は、図３に示すように、液体
ＣＯ2 取入口１５は円筒型であり、作動油の出し入れに
よって伸縮する中空リング状ゴム１８が内側に取り付け
てあり、外側には油圧制御弁１６が２ヶ所設置してあ
る。作動油は無人潜水作業船１０から供給される。
【００１５】その際、液体ＣＯ2 取入口１５が、図３に
示す状態で液体ＣＯ2 投入管４を内側に取込み、作動油
を中空リング状ゴム１８へ送り込む。そうすると、図４
に示すように、ゴム１８が膨張して投入管出口４を周囲
から抱き締め、投入管出口４と液体ＣＯ2 取入口１５を
密閉し、接続する。
【００１６】図５は投入管４から潜水作業船１０への液
体ＣＯ2 取入れ要領を示したものである。投入管出口４
と潜水作業船１０の液体ＣＯ2 取入口１５とが接続され
た段階で、投入管先端バルブ１９の開閉用軸２２と潜水
作業船１０内の先端バルブ開閉用装置２１とが接続器具
２３で連結される。ここで、先端バルブ１９を開けると
液体ＣＯ2 が潜水作業船内へ流入する。潜水作業船１０
へ流入した液体ＣＯ2 は分配用配管２０を通り、カプセ
ル２６へ送られ、封入袋１１に封入される。液体ＣＯ2
の封入はバルブ２７で制御する。なお、バルブ２７は各
カプセル２６ごとに設置されており、液体ＣＯ2 の封入
中はそのバルブのみが開で、その他はすべて閉となる。
【００１７】さらに、請求項３の実施例を図６〜図８に
て説明すると、液体ＣＯ2 を封入する球状の袋１１は液
体ＣＯ2 を通さない不透性シート材でできており、球状
の袋１１の上部には液体ＣＯ2 の封入弁１３が、下部に
は重量調整用錘１２がそれぞれ付設されている。
【００１８】カプセル２６への液体ＣＯ2 の封入手順と
所定量の液体ＣＯ2 を封入した袋１１の離脱手順とを説
明すると、図６はカプセル２６の概略を示す。すなわ
ち、作業船１０内の分配管２０とカプセル２６はゴムパ
ッキン３２で密閉接続されている。また、作業船側には
カプセル２６を離脱するための袋離脱装置３１が設置さ
れ、カプセル２６に接触している。カプセル２６には、
カプセル封入弁１３が設置され、液体ＣＯ2 封入袋１１
と重量調整用錘１２とが収納されている。
【００１９】液体ＣＯ2 の封入に際しては、まず、袋離
脱装置３１を伸長させ、仕切用破断膜を破り、封入袋１
１と重量調整用錘１２とを海中に放出する。この状態で
は分配管２０とカプセル２６とは密閉接続状態にある。
その後、カプセル封入弁１３とバルブ２７（図２）とを
開き、液体ＣＯ2 を封入袋１１に封入する。
【００２０】液体ＣＯ2 封入開始直後の状態は、図７に
示すように、封入袋１１へ所定量の液体ＣＯ2 の封入が
完了すると、カプセル封入弁１３とバルブ２７（図2)と
を閉じ、その後、袋離脱装置３１をさらに伸長させ、潜
水作業船１０からカプセル及び液体ＣＯ2 封入袋１１を
離脱させる。なお、封入完了直前に、次に封入するカプ
セル２６の準備（次のカプセル２６の仕切用破断膜の破
断）をし、現在封入しているカプセル２６と次に封入す
るカプセル２６とのカプセル封入弁１３とバルブ２７と
を同時に切り換え、連続して液体ＣＯ2 が封入されるよ
うに制御する。
【００２１】所定量の液体ＣＯ2 を封入した袋がカプセ
ルとともに潜水作業船から分離した直後の状態では、図
８に示すように、カプセル２６のＣＯ2 を封入した袋を
すべて放出した潜水作業船１０は、投入管出口４（図
１）の先端バルブ１９を閉じ、潜水作業船コントロール
基地９へ向かう。なお、図１に示すように、投入管出口
４は複数に分岐（本実施例では２つに分岐）しており、
潜水作業船１０が一方の投入管出口２４を離れる際に
は、別の潜水作業船１０が他方の投入管出口４に接続し
ており、２つの投入管出口４の先端バルブ１９を同時に
切り換え、連続して液体ＣＯ2 を封入する。コントロー
ル基地９へ戻った潜水作業船１０は、ここでカプセル２
６を装着し、別の作業船がカプセル２６をすべて放出す
る前に、投入管出口４へ接続する。これにより、液体Ｃ
Ｏ2 は逐次封入袋１１に封入され、海中を沈降して深海
底５に貯留される。
【００２２】
【発明の効果】請求項１の発明によれば、下記の効果が
奏せられる。 （１）液体ＣＯ2 の深海への投入作業がＣＯ2 の液相状
態が保持される深度にて実施できるので、深度３５００
ｍ以上のときと比べて投入装置のコストが低減される。 （２）液体ＣＯ2 の深海への投入に伴う海洋生態系への
影響が無くなる。 （３）地球温暖化の原凶である二酸化炭素が大量に安定
して大気圏から永久的に隔離できる。
【００２３】請求項２の発明によれば、下記の効果が奏
せられる。ＣＯ2 の液相状態が保持される深度の海中で
の液体ＣＯ2 の袋詰め作業がコントロール基地からの遠
隔操作で無人で行うことができ、作業の安全性が確保で
きる。
【００２４】請求項３の発明によれば、液体ＣＯ2 の不
透性の材料でできた封入袋により、海底で漏れ出すこと
がなく海洋生態系への影響をなくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の全体システムの一実施例を示す側面図
である。
【図２】図１の無人潜水作業船を示す平面図，側面図及
び正面図である。
【図３】図２の潜水作業船の液体ＣＯ2 取り入れ口を示
す拡大縦断面図である。
【図４】図１の洋上基地の投入管の下端に図３の無人潜
水作業船の液体ＣＯ2 取り入れ口を外挿嵌着した状態を
示す縦断面図である。
【図５】図４の全体詳細図である。
【図６】図２のVI部である分配用配管の分岐口及びカプ
セルを示す縦断面図である。
【図７】図６の分配用配管分岐口のカプセルから液体Ｃ
Ｏ2 封入袋を落下させる状態を示す同じく縦断面図であ
る。
【図８】図７において、液体ＣＯ2 封入袋を無人潜水作
業船から切り離す際の状態を示す同じく縦断面図であ
る。
【図９】従来考えられている二酸化炭素の深海投棄シス
テムを示す全体側面図である。
【符号の説明】
１ 液体ＣＯ2 搬送船 ２ 洋上基地 ３ 投入管 ４ 投入管出口 ５ 海底 ９ 潜水作業船コントロール基地 １０ 無人潜水作業船 １１ 液体ＣＯ2 封入用の袋（封入袋） １２ 重量調整用錘 １３ 封入弁 １４ 液体ＣＯ2 を封入した袋 １５ 液体ＣＯ2 取入口 １６ 油圧制御弁 １７ 作動油配管 １８ 中空リング状ゴム １９ 投入管先端バルブ ２０ 液体ＣＯ2 分配用配管（分配管） ２０ａ 分岐口 ２１ 投入管先端バルブ開閉用装置 ２２ 投入管先端バルブ開閉用軸 ２３ 接続器具 ２４ 鉛直方向推進装置 ２５ 水平方向推進装置 ２６ カプセル ２７ バルブ ２８ ケーブル ２９ カプセル封入弁制御ケーブル ３１ 袋離脱装置 ３２ ゴムパッキン ３３ 仕切用破断膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 塚本 修 長崎県長崎市飽の浦町１番１号 三菱重 工業株式会社長崎造船所内 (56)参考文献 特開 平３−128792（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−297392（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−176789（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−215590（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B63B 35/00 B63B 35/44 B63C 11/00

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 二酸化炭素を深海投棄するシステムにお
    いて、洋上に浮設され液体ＣＯ2 運搬船により運ばれた
    液体二酸化炭素を受入れ、上記二酸化炭素の液相状態が
    保持される深度の海中で袋へ封入するための投入管及び
    投入口を有する洋上基地と、上記液体二酸化炭素を封入
    するための上記袋を収納した複数個のカプセルを搭載
    し、上記二酸化炭素の液相状態が保持される深度の海中
    へ運搬し、この深度において、上記袋へ上記液体二酸化
    炭素を封入した後、この液体二酸化炭素を袋とともに海
    底へ落下させる作業を行う無人潜水作業船と、洋上にあ
    って上記無人潜水作業船をコントロールするコントロー
    ル基地とからなることを特徴とする二酸化炭素の海底投
    棄システム。
  2. 【請求項２】 請求項１の二酸化炭素の海底投棄システ
    ムにおいて、その潜水作業船コントロール基地と通信用
    ケーブルで結ばれ、その洋上基地の液体二酸化炭素投入
    管出口に接続する取り入れ口を有し、鉛直方向及び水平
    方向へ移動するための移動装置を備え、上記取り入れ口
    から取り入れた上記液体二酸化炭素を分配用配管を通し
    て入れる封入袋を収納した複数の投下可能で下端が開口
    可能のカプセルを具えたことを特徴とする無人潜水作業
    船。
  3. 【請求項３】 請求項２のカプセル内に収納された液体
    二酸化炭素を入れる袋において、上記液体二酸化炭素を
    通さない不透性シート材で作られた球状の袋のそれぞれ
    上部に設けられ上記液体二酸化炭素を封入する弁と、同
    袋のそれぞれ下部に取り付けられた重量調整用の錘とを
    具えたことを特徴とする液体二酸化炭素封入袋。
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