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メタンハイドレート

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燃えるメタンハイドレート

メタンハイドレート（メタンハイドレ－ド）（英: methane hydrate[† 1]、methane clathrate、hydromethane、 methane ice）とは、メタンを中心にして周囲を水分子が囲んだ形になっている包接水和物の一種である。低温かつ高圧の条件下で、水分子は立体の網状構造を作り、内部の隙間にメタン分子が入り込み氷状の結晶になっている。

メタンは、石油や石炭に比べ燃焼時の二酸化炭素排出量がおよそ半分で大気汚染の原因となる硫黄がゼロであり、しかも燃焼時に排出されるのは水だけというクリーンエネルギーであるため、地球温暖化対策としても有効な新エネルギー源であるとされる（天然ガスも参照。）。また、メタンには同量の二酸化炭素の21 - 72倍の温室効果があるため、メタンハイドレートも積極的に採掘して燃焼させる方が地球温暖化防止になるという特質を持つ。

メタンはもっとも単純な形の炭化水素であり、マグマからも生成される火山ガスのひとつなので、天王星など生物のいない惑星にも大量に存在する。

性状

米オレゴン州沖で採取されたメタンハイドレート

見た目は氷に似ている。1 m3のメタンハイドレートを1気圧の状態で解凍すると164 m3のメタンガスと水に変わる[1]。解凍する前のメタンはメタンハイドレートの体積の20%に過ぎず、他の80%は水である。分子式は CH4·5.75H2O と表され、密度は0.91 g/cm3である。火をつけると燃えるために「燃える氷」と言われることもある。

水分子で構成される立体網状構造の間隙中にガス分子が位置して安定な固体結晶となっている氷状の物質は包接水和物、ガスハイドレート、あるいは、クラスレートと呼ばれる構造になっている。

ガスハイドレートには、ガスが失われると残された立体網状構造である「包接格子」だけでは格子構造を維持できないもの（ガスハイドレート、クラスレート）と、包接格子だけでも格子構造を維持出来るものがある。メタンハイドレートは「包接化合物」とも呼ばれるクラスレートであり、骨格となる水分子間の5-6 Å（オングストローム、1 Å = 100 pm）程度の隙間に入り込んだガスが出て行くと格子は壊れる[2]。

生成過程（海底下）

メタンが海底下に大量に存在している原因は、無機起源説と、生物起源説に大別される。

無機起源説

メタンはマグマを原料とする火山ガスであり、もっとも単純な炭化水素である。実際にメタンハイドレートは環太平洋火山帯に多く分布し、特に地震の多い火山帯の日本に集中していることが知られる。日本には南関東ガス田など第二次世界大戦（日本では大東亜戦争）以前から活用されてきた巨大なメタンガス田も存在し、独立総合研究所の青山千春の調査により日本近海のメタンプルームの湧出量に大きな変化が無いことも判明している。

また、巨大な地震がすぐ近くで発生した場所の海底から1.6メートルほどの深さの地層にメタンハイドレート等が含まれていることからメタンガスが海底に埋まっている場所に地震で裂け目ができる可能性があるというドイツとスイスの科学者らが英科学誌ネイチャージオサイエンスで発表した論文など、これらのメタンは火山活動や海底熱水系等において確認されている非生物起源であるという主張[3]がある。

生物起源説

現在までに報告されているメタンハイドレートを構成するメタンの炭素同位体比は比較的小さい値（13C が少ない）を示していることから、これは堆積物中で有機物の分解によって生じる生物起源のものであるという説もある。

生物生成メタン
メタンハイドレートは大陸周辺の海底に分布しており、大陸から遠く離れた海洋の深部に有意な発見はない。それら分布領域における表層堆積物の特徴は、長い運搬過程を経た粒度の小さい砕屑物や鉱物粒子、火山灰などの他に有機物や有孔虫などの生物遺骸が含まれる海底泥質堆積物である。その海底面（表層）では生物活動による土壌が作られ、土壌の上に新たな堆積物が積み重なり海水の比率が減少するとともに堆積物の続成作用が働く環境となる。堆積作用により表層から埋没後しばらくは硫酸還元菌（例えば Archaeoglobus、Desulforudis など）の活動が続き、この活動している地層を硫酸還元帯という。活動時間が長い深部になるほど炭素同位体比は大きい値を示す。硫酸塩の枯渇などにより硫酸還元菌の活動が終わると、メタン生成菌の活動が活発になり、メタンと炭酸水素イオンが生成される。ここでは地層深部の圧密作用を受けメタンや炭酸水素イオンを含む水が上層へ移動し、一定の条件下で水分子のかご構造にメタンが入り込みメタンハイドレートとして蓄積される。このメタン醗酵が発生する層では 13C が炭酸水素イオンに濃縮されるため、メタンの炭素同位体比は軽く（13C が少なく）なる。
熱水噴出孔などでこれらのメタン菌の活動を垣間見ることができる。例えば Methanopyrus やMethanocaldococcus は地底で発生する水素と二酸化炭素からメタンを合成する。この他 Methanocalculus などのメタン菌が油田から得られている。
熱生成メタン
更に地中深くなると、地温が上昇するとともに微生物の活動は減少し、有機物は熱によるカルボキシル基が除去される反応によってメタンが生成される。ここでは生成された炭酸水素イオンから炭酸塩物を析出する。これらの炭素同位体比は、硫酸還元帯にみられる有機体と比べ大差がない（近似値を示す）特徴がある。ただし、上記 Methanopyrus の培養の際、高温高圧下（122 °C、400気圧）では炭素同位対比の重いメタンを合成することが報告されており、今後研究の進展しだいでは一部の熱生成メタンの起源について再考される可能性もある。なお、日本海側で発見された海底表面に露出しているものは、海底下数kmでの深部ガスに由来している熱分解起源のメタンハイドレートである可能性があり、地球の深部から熱生成ガスが生成され無尽蔵に湧出し続けるため地球活動が続く限り枯渇することが無い可能性があるという主張もある[4]。

安定条件

ハイドレートの網状構造を維持するためには、環境が低温かつ高圧であることが求められる。地球上では、シベリアなどの永久凍土の地下数100-1000 mの堆積物中や海底でこの条件が満たされ、メタンハイドレートが存在できる。実際にはほとんどが海底に存在し、地上の永久凍土などにはそれほど多くない。またメタンハイドレートを含有できる深海堆積物は海底直下では低温だが、地中深くなるにつれて地温が高くなるため、海底付近でしかメタンハイドレートは存在できない。また、圧力と温度の関係から同じ地温を成す大陸斜面であれば、深くなるほどメタンハイドレートの含有層は厚くなる。これらの場所では、大量の有機物を含んだ堆積物が低温・高圧の状態におかれ結晶化している。

地表の条件では、分解して吸熱反応を起こす。この時生成される水は氷の薄膜を形成するため、メタンハイドレートは常圧下-20 °C程度でも長く保存できる自己保存性を持つ。

埋蔵域

1996年のアメリカ地質調査所の調査によるハイドレートの分布図
黄色の点がガスハイドレートを示す。

状況によって異なるがおおむね、大陸棚が海底へとつながる、海底斜面内の水深500-1000 m[5][6]（2000mまでとする研究もある）[7]での、地下数十から数百m[6]に存在し、メタンガス層の上部境目に存在するとされている。通常は高圧下でありながら、凍った水分子の篭状の結晶構造に封じ込められている。

日本近海の埋蔵域

2008年現在、日本近海は世界有数のメタンハイドレート埋蔵量を持つとされる。本州、四国、九州といった西日本地方の南側の南海トラフ[6]に最大の推定埋蔵域を持ち、北海道周辺と新潟県沖[1]、南西諸島沖にも存在する[6]。また、日本海側には海底表面に純度が高く塊の状態で存在していることが独立総合研究所[8]、石油天然ガス・金属鉱物資源機構、海洋研究開発機構などの調査よりわかっている。日本海の尖閣・竹島を始めとする領土問題は日本海側のメタンハイドレートが目的だとの見方もある[9]。なお、新潟、秋田、京都など日本海沿岸の10府県による「海洋エネルギー資源開発促進日本海連合」は、「日本海側では、一部の地域における学術的な調査の実施にとどまり、開発に向けた本格的な調査・産出試験が実施されていない」として、日本海のメタンハイドレートの開発に向け、経済産業省資源エネルギー庁に予算の確保を要請しており[10]、海洋基本法に合わせて海洋政策の指針とする2013年度「海洋基本計画」では2018年度の商業化と2023年度以降の民間企業主導による商業化を目途として日本海側も調査する方針を示しており[11]、日本海側における表層型の調査を行った結果、新潟県上越沖と能登半島沖だけでメタンハイドレートを含んでいるとみられる特殊な地形をした有望な地点が広範囲に渡り225ヵ所見つかったことが2013年8月に経済産業省により発表され[12][13]、経済産業省資源エネルギー庁が2014年度に採掘調査を計画していることが発表された[14][15]。

また2013年6月には、千島列島と北方領土の大陸棚に最大でガス87兆立方メートル相当のメタンハイドレートが埋蔵されている可能性が高いとして、ロシアの国立研究機関であるロシア科学アカデミー極東地質学研究所露もロシア国営石油大手「ロスネフチ」に開発検討を提案している[16]。また中国では青海地区で350億トンの油に相当するメタンハイドレートが見つかっており、南シナ海には680億トン相当のメタンハイドレートがあるとされており、2013年の6月から9月には、中国国土資源部が広東沿海の珠江口盆地東部の海域で初めて高純度のメタンハイドレート採掘に成功。1000億から1500億立方メートルの天然ガスに相当する資源を確認しており、2030年の商用化を目指していると発表している[17]。

2008年までに調査された（民間等による一部の調査は除く）日本周辺海域におけるメタンハイドレート推定埋蔵域

日本近海の埋蔵量

日本のメタンハイドレートの資源量は、1996年の時点でわかっているだけでも、天然ガス換算で7.35兆m3（日本で消費される天然ガスの約96年分）以上と推計されている[18]。通常、可採埋蔵量という場合は、現在の価格で採算が取れる埋蔵量を指し、採掘すると赤字になる存在量もあわせた総量は究極埋蔵量という。通常　可採埋蔵量は究極埋蔵量の極一部である。7.35兆m3は究極埋蔵量であって経済可採埋蔵量は現在ゼロであるという意見もある。[要出典]そして木材よりカロリー単価が高い埋蔵は資源とは言えないという考えから、可採年数は可採埋蔵量のみが対象となる。しかし、もし将来、石油や天然ガスが枯渇するか異常に価格が高騰し、海底のメタンハイドレートが低コストで採掘が可能となれば、日本は自国で消費するエネルギー量を賄える自主資源の保有国になるという意見があり[9]、尖閣諸島近海の海底にあるとされている天然ガスなどを含めると日本は世界有数のエネルギー資源大国になれる可能性があるという意見もある[19]。

採取方法とその課題

陸上から採掘する方法と、直接海中で採掘する方法に大別される[20]。

2002年、日本･カナダ・インド・米国・ドイツの共同研究でカナダ北西準州のマッケンジーデルタにおいて実施した陸上産出試験（温水循環による熱刺激法）では商業生産に結びつく日量には至らなかった[21]。

日本での陸上からの採掘は、青山繁晴により、新潟県上越市の直江津港沖（佐渡島の南西沖）の熱起源メタンハイドレートを、従来の海底炭鉱と同じ方式で採掘する方法が、AGU（アメリカ地球物理学連合、英語: American Geophysical Union）（2014年12月15-19日）で提案されている。

海中採掘は水圧など課題が多く、例えば、南海沖海底のメタンハイドレートは潜水士が作業できない深い海底のさらに地下に氷のような結晶の形で存在する。そのままでは流動性が無いので、石油やガスのように穴を掘っても自噴せず、石炭のように掘り出そうとしてもガスの含有量が少なく費用対効果の点で現実的ではない。ハイドレートを含む地層を暖めるなどすれば、少しの温度の上昇や圧力の低下でメタンがガスとなって漏れ出してくるが、上層や周囲の土中がハイドレート生成に適する氷を含む温度や圧力の環境であれば再びメタンガスは水分子のカゴに取り込まれてしまう。メタンがガスとなって結晶から遊離する時は吸熱反応となる事も、結晶化を助ける。これらの事情によって、低コストでかつ大量に採取することは技術的に課題が多いという意見がある。

また、ストロー状の筒を刺して自噴もしくは吸い上げることができる液体と違い、メタンハイドレートは固体状態で存在しているため、砂層型と呼ばれる砂と交じり合っている太平洋側のメタンハイドレートに対して深海油田採掘方法を応用してもパイプに砂が詰まるなど[22]採取には課題が多い。

政府が1990年代より試掘を行なっている御前崎沖南海トラフの海底地下メタンハイドレート鉱床[23]では、現有する採掘技術を使用して採掘・生産しても現時点では経済的には全く引き合わないため、商業生産に向けた民間レベルでの採掘計画は少なく、研究用以外の目的では採掘されていない。

日本海沿岸では、表層型と呼ばれる海底表面に露出したメタンハイドレート鉱床が発見されているがこの表層型に関しては調査が進み、より効率的な採掘方法が模索されている[24][25]。今まで東京大学、独立総合研究所、海洋研究開発機構、産業技術総合研究所などにより調査が行われてきたが[26][27]、メタンハイドレート資源開発研究コンソーシアムによる調査は行われていない。 日本海側については一部の学者や民間らが独自に調査を続けてきたものの、政府による本格的な調査は後回しにされていたが、2012年9月に日本海沿岸の10府県により設立された「海洋エネルギー資源開発促進日本海連合」が広範囲の調査を国に求め[28]、その結果、政府の総合海洋政策本部が日本海側について、明治大学、国の委託を受けた独立行政法人産業技術総合研究所と学者のチームにより佐渡沖と石川県・能登半島沖で母船からのケーブルなしで航行できる自動の自立型巡航探査機を使い、2013年度から2015年度までの3年程度で音波を使って地質探査、海底地形、海底下での構造データ等の海底調査を行い、資源量把握に向け集中的に調査すると同時に、調査データの分析を踏まえたうえで試掘実施地点を絞り込み、表層型メタンハイドレートの試掘を実施する方針を打ち出した[28][29][30]。調査はチャンバーで海底のメタンハイドレートの塊を砕き、その衝撃と水圧の低下で解離したメタンを採取する方法を用いる[31][32]。調査予定海域には、メタンハイドレートの存在がこれまでに確認されている佐渡沖、能登半島沖、秋田・山形沖、隠岐周辺が2013年夏に行われる他、2014年度は秋田県・山形県沖と島根県の隠岐島周辺、2015年度はオホーツク海の北海道網走沖周辺も候補に入っている[30][28][33][34]。佐渡沖ではピストンコアリングと呼ばれる一般的な調査方法でも容易にメタンハイドレートの結晶を試掘できる[27]。

メタンガス（気泡）を放出するメタンハイドレート塊

メタンハイドレートが多く存在する場所には、ズワイガニがたくさんいることや、魚群探知機にメタンハイドレートの泡が写ることがわかっており[26][35][36][37]、水産学博士の青山千春は魚群探知機を使った調査方法を日本、韓国、中国、アメリカ、ロシア、オーストラリアで特許取得している[36][37]。2012年も兵庫県や和歌山県などと連携して日本海側の調査が行われ[38]、兵庫では水深が1000mから1500mになる沖合約100kmから150kmにおける4カ所の海底でメタンハイドレートが存在する可能性が高いことが判明したほか[39]、2013年7、8月にも兵庫県が詳細な調査を実施する方針を打ち出している[40][41]。

日本海のメタンハイドレート調査を行っている独立総合研究所社長の青山繁晴は、メタンハイドレートは天然ガスなので、LNGのように液化天然ガスを溶かして使っている日本のような国ではメタンハイドレートの取り扱いは得意であり、日本海のメタンハイドレートは砂と交じり合っておらず塊状で存在しているため青函トンネルや関門トンネルの建設に裏打ちされた世界トップクラスである日本における海洋土木の技術を使用すれば取るだけで済むことなどからコストも技術もさほど難しく無く、海洋土木工学を利用して海水からメタンハイドレートを取り出すことや早期の実用化自体は可能だと主張している[4][37][信頼性要検証]。事実、韓国では竹島近海で露出している豊富なメタンハイドレートについて[42]2013年を目標に、竹島の南方海域で米国ゼネコンの海洋土木技術による採掘実用化を行うと発表している。日本では三井造船が2010年4月に世界初の天然ガスハイドレート (NGH) 陸上輸送の実証研究を完了させており[43]、三井造船は「日本が自前のエネルギーを確保できれば国力維持につながる」として商社などと連携のうえ日本近海でのメタンハイドレート採掘を将来への事業の柱と位置づけ取り組んでいく方針を表明している[44] 。

メタンの回収方法

考案されているメタン回収方法には以下のような方法がある[45][46][47]。

海底炭鉱手法

従来の海底炭鉱と同じ方式で採掘する。陸地で縦穴を掘り、そこから横に海底を掘り進める。日本の炭鉱では一般的な採掘方法。軍艦島や池島炭鉱が有名。日本の炭鉱技術は非常に高く、日本が炭鉱を閉鎖した後も、中国をはじめとするアジア諸国からの要望により技術研修が継続されている。

自噴回収手法

海底から自噴するメタンハイドレート（メタンプルーム）を海中にパイプを降ろしてメタンガスごと回収する。加熱や海底から引き上げる作業が必要がないため他の手法よりも安価であり、自然に湧き出しているメタンハイドレートを回収するだけなので環境への影響も少ない。海洋エネルギー資源開発促進日本海連合のメタンハイドレート採掘技術アイデアコンテストにおいてもこの手法が多い[48]。

土木的手法

メタンハイドレートを土木的に陸上まで運びあげ陸上でメタンを取り出す。上述のピストンコアリングもこの方法の一つ。海底から固体のメタンハイドレートを引き上げる必要があり、かつ引き上げた後に改めてメタンを取り出す必要があるため膨大なエネルギーを要する。なお土木的な手法は海底面に何度も衝撃を与えるためブローアウトを引き起こす可能性がある[49]。

加熱法

温水注入や発電などで海底の温度を上げることでメタンハイドレートからメタンを取り出す。メタンハイドレートからメタンが自壊するほど海底の温度を引き上げるには膨大なエネルギーを要する。

減圧法

海底の圧力を下げメタンハイドレートからメタンを取り出す。海底の圧力を広範囲に下げるにはかなりのエネルギーが必要である。圧力を低下に伴う吸熱反応により、さらに温度が低下してパイプが凍って詰まりやすいという課題がある。

化学的手法

分解促進剤や分子置換材の注入により化学反応でメタンハイドレートからメタンを取り出す。上記の手法に比べエネルギー効率は格段に良いが、注入した物質や、化学反応後の残留生成物による海水汚染の可能性がある。


2011年に愛媛大学大学院理工学研究科のグループは、液中プラズマでメタンハイドレートを分解し、水素として採取する技術を発表した[50]。

2012年にはアメリカ合衆国エネルギー省と石油天然ガス・金属鉱物資源機構が採掘・生産試験を共同で実施。3月4日から4月10日に、地層の中にあるメタンハイドレート層へ二酸化炭素を圧入して二酸化炭素の圧力をメタンハイドレートが溶解する圧力に保ちながら減圧法を使用することにより、メタンハイドレートを二酸化炭素ハイドレートへ置換する生産試験を行い、成功させた[51]。

メタンハイドレートに関する議論

コストパフォーマンスに関して

日本近海で初期に日本政府（メタンハイドレート資源開発研究コンソーシアム）によるメタンハイドレート採取の研究が行われたのは南海トラフであった。この海域では、海底油田の採掘方法を応用して1999年から2000年にかけて試掘が行われ、詳細な分布状況が判明しているが、総額500億円を費やしたが商業化には至っていない。これは、南海トラフなど太平洋側のメタンハイドレートは、分子レベルで深海における泥や砂の中に混溜しており、探索・採取が困難を極めているからであるとされている[23]。

一方、2013年に国による日本海側の本格調査が発表されるまでは、巨額の予算がつく政府主導の南海トラフに対して、低コストで採掘できそうな日本海側の研究には年間250万の予算しか付いておらず[52][53]、船を動かすためには燃料代だけでも1日100万円以上かかるうえ、調査のためには政府の船を借りねばならず、水産高校の実習船のような小型の船を借りた場合でも金額や人件費を含めると一日300万円は必要になってくる。調査のための予算が下りないことについては、青山繁晴は石油利権に絡む東大教授や国会議員や企業など既得権益に関わる者が採掘に対し反対の姿勢をとっていることが原因ではないかとの主張している[53][19][54][55][56] [信頼性要検証]。

1990年代に設立されたエネルギー総合工学研究所の、太平洋側で調査を行ったメタンハイドレート調査委員会で初代調査委員長を務めた石井吉徳は「採掘以外にもメタンハイドレートからメタンを取り出すためにもエネルギーが必要であり、最終的に1のエネルギーを使ってメタンハイドレートから得られるエネルギーは1に満たない。メタンハイドレート採掘は旨みを享受できる政府機関や関連企業、鉱山閉鎖で食い扶持を失った企業のための公共事業と化している」と主張している[57][58][59][信頼性要検証]。ただし、採掘が既得権益と化しているという主張に関する具体的な証拠は示していない。また太平洋側が3段階中のフェーズ2の段階で、日本海側においては調査段階であり、メタンハイドレートに否定的な石井の見解については否定的な意見もある[60]。一方、青山繁晴は火力発電に使用している天然ガスの主成分とメタンハイドレートから取り出せるメタンガスは同じなため、ガスの取り出しさえ上手くいけば、発電や運搬は既存のインフラを最小限改良することで活用できるため、すぐにでも発電でき、都市ガスとしての供給も可能になると主張し[4]、火力発電所の所長たちと何度も会って確認した結果、砂と交じり合っておらず結晶状で存在している日本海側のメタンハイドレートは海洋土木の技術を使用して海底から拾い上げ溶かしてガス化すれば、火力発電所の横に小さな建屋を立てるだけで既存の火力発電所でも直ぐに使うことは可能で、その場合、コストがどれくらい安くなるか見当も付かないほど安くなり、どれくらい高く見積もっても輸入した液化天然ガスの10分の1の価格にはなるだろうとも主張しているが、具体的な方法や採算性の計算は提示していない[37][信頼性要検証]。

2013年7月にはプラント建設の大手である千代田化工建設が、開発における初期段階からのノウハウを獲得する狙いや、メタンハイドレート等において今後、日系企業などが資源開発に進出する際サービスを提供していく方針により、海底油田・ガス田における調査、設備設計等に強みを持つ世界大手の英国「エクソダス」社の株式の過半数を取得している[61]。国内では2014年度以降に海底から掘り出したメタンハイドレートを地上に運ぶため、メタン、砂、海水を分離するセパレータ、メタンハイドレートを約10本の生産井から集約する集気システム、地上に送るための海底設置型送気システム、パイプラインなどで構成された生産機器群の開発も計画されている[62]。また2013年7月に茂木敏充経済産業相が渡米した際には、エネルギー省のモニツ長官とのワシントンでの会談においてメタンハイドレートの開発で協力する方針を確認している[63]。2013年9月には、インドでニューデリーで行われた「日印エネルギー対話」第7回会合において、インド周辺海域での地質解析や分布エリア推定の研究などで協力を進め、インド政府が計画するメタンハイドレート研究開発に日本が協力して技術情報を交換していくことすることでも合意した[64][65][66][67]。

地球温暖化

大気中のメタンは二酸化炭素の20倍超もの温室効果があるのではないかと言われており[68]、メタンハイドレートは放置したままでも海水温の変化や海流の影響で僅かずつメタンを乖離し、そのメタンは自然と海中から大気中に放出されてしまう。このメタンによる温室効果は最終的には数千兆円もの損害を与える可能性が指摘されており[68][69][3]、アメリカ地質調査所等はメタンハイドレート開発によって発生するメタンのうち回収しきれずに大気中に放出されるメタンが気候変動にさらに大きな影響をもたらす可能性があることを警告している[70][71]。アメリカ合衆国エネルギー省国立エネルギー研究所メタンハイドレート開発技術マネージャーのレイ・ボズウェルは特に表層型のメタンハイドレートは回収不能なメタン放出の危険性が高く、安易に開発を進めることは好ましくないとしている[72]。なおメタンの大気中の滞留期間は12年程度、二酸化炭素は5年から200年と解析方法によって差がある[73][74][75][76]。

また、地球温暖化が進むと海水温がさらに上昇し、やがてこれまでは海底で安定状態にあったメタンハイドレートからメタンが乖離され大気中に放出される。するとさらに温暖化がすすみ海水温を上げ、さらに多くのメタンが吐き出される悪循環をおこすだろうという仮説がある。2億5千万年前のP-T境界では、この現象が実際におこり、大量絶滅をより深刻なものにしたという説もある（NHKスペシャル 地球大進化〜46億年・人類への旅〜第4集で詳しく説明されている）。

こういった危惧がある反面、放置したままでもメタンハイドレートは海中から大気中に少しずつ放出され最終的に数千兆円の損害を与える可能性があるため[68][3][69]燃やして使用したほうが温暖化防止に繋がるという考え方や[77]、メタンガスは燃やすと石油や石炭より、CO2 の排出量が少ない[78][79][19]という点では歓迎出来るとする考え方から、メタンハイドレートは石油に替わるエネルギー源として期待する意見もある[80][81][82]。

メタンハイドレートの調査・採取事例年表

　メタンハイドレートの調査・採取事例年表
時期 事柄
1930年代 シベリアなどの寒地において、天然ガスのパイプライン内にできるガスハイドレート（周辺構造は、メタンハイドレートとほぼ同じ）という現象や物質自体は確認されていた。
1960年代 永久凍土内で、天然ハイドレートの堆積層が発見された。
1967年 天然ガスハイドレート岩石資料が世界で初めてシベリアのヤクーチャの永久凍土地帯で採取された。
1970年代 海底において大量に存在する可能性が予測され、実際に計測が行われた。
1974年 カナダのマッケンジー・デルタで、天然のメタンハイドレートが浅い砂質層に埋蔵されている事が発見された。
1980年 南海トラフ周辺でメタンハイドレートを発見。
1989年 奥尻海嶺でサンプル回収。
1990年 四国沖でサンプル回収。
1996年 アメリカ合衆国内の海底において発見され、具体的研究が進められる。
2000年 南海トラフでメタンハイドレートの存在を確認。
2000年 経済産業省に開発検討委員会設置。
2001年～2002年 カナダでメタンハイドレートから世界初のガス産出。
2002年 日本・カナダ・アメリカ・ドイツ・インドの国際共同研究として、カナダのマッケンジー・デルタ Mallik 5L-38号井において、世界で初めて地下のメタンハイドレート層から地上へのメタンガス回収に成功した。
2004年7月 日本海側の新潟県上越市直江津港（佐渡島の南西沖）の、海底の深くではなく海底表面にメタンハイドレートが露出している海域で、東京大学と独立総合研究所の共同調査が実施され、ピストンコアリングにより日本海側で初めてメタンハイドレートの天然結晶サンプルの採取に成功[83][35]。海底面上にあるのを発見したのは東アジア周辺海域では初。
2005年 2004年に続き、新潟県上越市沖で海底に露出した試料を取得[27]。 東京大学や海洋研究開発機構の研究グループにより新潟県上越市、直江津港の沖合30km付近に海底上（水深約900メートル）に露出しているメタンハイドレートを確認。
2008年3月 独立行政法人の石油天然ガス・金属鉱物資源機構が、カナダ北西部のボーフォート海沿岸陸上地域での国際コンソーシアムに参加して、カナダ天然資源省との共同研究で陸上験実を行い、永久凍土の地下1100mのメタンハイドレート層から減圧法によってメタンガスを連続的に産出することに成功。投入した30倍のエネルギーを採集。これを受けて同機構は、2018年頃にメタンハイドレート事業を商業化すると発表。
2008年8月 清水建設、北海道大学、北見工業大学、ロシア科学アカデミーは共同でバイカル湖湖底のメタンハイドレートの採取を実施。ウォータージェットで湖底を攪拌、ガスを湖水に溶け込ませて引き揚げる手法により14 m3のガスを採取した。表層のメタンハイドレートからガスを採取した事例としては世界初。
2010年 新潟県上越沖で試料採取。
2011年～2012年 明治大学、北見工業大学の研究・知財戦略機構を拠点に、東京大学などの研究者などが参加して構成している研究共同体・表層ガスハイドレート研究コンソーシアムが、網走沖での深さ約900メートルの海底や、秋田～山形沖、網走沖で試料を採取した[84]。
2012年2月14日 愛知県渥美半島沖から志摩半島南方沖（紀伊半島三重県東紀州沖の熊野灘）の深海でメタンハイドレート掘削試験を日本が開始[85]。海底での採掘は世界初の試みとなる[85]。
2012年2月 石油天然ガス・金属鉱物資源機構 (JOGMEC) は、メタンハイドレートから天然ガスを取り出す海洋産出試験に着手すると発表[86]。世界初としている[87]。事業主は経済産業省、作業地点は愛知県沖（第二渥美海丘）[† 2]で2012年2月中旬に試掘を始め、2013年の1～3月の期間に産出試験（フローテスト）を予定・計画している[86]。商業生産に向けた技術基盤の整備は、2016～2018年度を予定として進める。
2012年6月4日～6日 兵庫県と独立総合研究所が共同で県の漁業調査船「たじま」と魚群探知機を使用して、香住沖約百数十キロの海域にて埋蔵域を調査するため2度に渡り予備調査を実施[88][89]。
2012年 秋田～山形沖、網走沖で試料取得[84]
2013年3月12日 日本の独立行政法人石油天然ガス・金属鉱物資源機構（JOGMEC）と産業技術総合研究所が愛知県と三重県の沖合で、世界で初めて海底からのメタンガスの採取に成功したと発表した[90][91]。このことについてMH21プロジェクトリーダーの増田昌敬は「陸上試験の結果から推して1日5000m3出れば御の字だと思っていた。2万m3は画期的な量。北米のシェールガスだって最初は数千m3程度だった」と評しており[92]、2013年時点においてメタンハイドレートの濃集帯を推定する技術で日本は他の国々を大きく引き離している[93]。
2013年7月25日 鳥取県の平井伸治知事が定例記者会見で日本海側の資源量を調査する採掘調査が、明治大学を中心とした関連大学共同学術研究チームにより2013年8月から10月にかけ上越沖2海域、秋田山形沖1海域、隠岐東方2海域の計15地点で行われ、このうち1海域が2013年9月下旬に隠岐東方の鳥取県沖で1週間程度行われることを発表した[94][95][96][94][95][96]。日本海洋掘削社長の市川祐一郎は、データが揃っていないため詳細は分からないと前置きした上で、鳥取沖の海底にメタンハイドレートが存在する可能性が高いことを示唆する見解を述べている[97]。
2013年9月23日-26日 独立総合研究所と兵庫県が香住港沖で第七開洋丸によりメタンハイドレートの存在確認を共同調査。メタンガスの湧出地点と見られる窪み（ポックマーク pockmark）を50か所程度発見することに成功した。ピストンコアリングによるメタンハイドレートの採取にも成功したが、兵庫県職員のミスにより船上で直射日光下に放置されたため蒸発。パイプ内にメタンハイドレートが存在したことを青山千春博士が確認していたことが、2013年10月2日の関西テレビ「FNNスーパーニュースアンカー」で青山繁晴により報道された。
2013年11月26日 独立総合研究所の青山千春博士が和歌山県串本町沖で、太平洋側としては初めてメタンプルーム５本の発見に成功。太平洋にも高純度の表層型メタンハイドレートが存在することがほぼ確実となった。[98]
2014年6月21日～7月10日 資源エネルギー庁が2013年度に実施した広域調査の結果等を踏まえ、有望地点と考えられる上越沖、秋田・山形沖において、調査船を用いたメタンハイドレートを含む地質サンプル取得を実施[99]。経済産業省による初の表層型メタンハイドレートの本格的な地質サンプル取得作業となる[99]。
2014年9月19日 和歌山県が串本町の潮岬沖で2014年度のメタンハイドレート調査を2015年2月までの期間で実施[100]。
2014年10月1日 日本メタンハイドレート調査株式会社（Japan Methane Hydrate Operating Co., Ltd.）設立。石油資源開発など11社が出資。砂層型メタンハイドレート開発に関する中長期の海洋産出試験等に参画することを目指し、オールジャパンの組織体制にて効率的、効果的及び円滑に業務遂行する[101][102]。
2014年11月6日 経済産業省は「メタンハイドレート」の開発で米国と協力し、米アラスカ州で産出試験を進める方針を明らかにした[103]。産出試験は2015年度ごろまでに1～3ヵ月程度かけて実施する方向で調整するとしている[103]。
2014年12月10日 北見工業大学が北海道十勝沖で80キロの海域に、「メタンハイドレート」が存在する可能性が高いと発表[104][105][106]。調査は2014年11月22～25日、北大水産学部の練習船「おしょろ丸」を使って、十勝沖約80キロ、水深約1000メートルの海域で実施した[104][105][106]。海底から噴出するメタンプルーム（柱状のメタンの気泡塊）を約20ヵ所で観測し、付近で採取した海底堆積物からもメタンの分解過程で生じる炭酸塩の採取に成功[104][105][106]。その反面、調査で他者の特許を無許可で使用し、違法状態での調査となっている問題も報道された。
2014年12月25日 経済産業省が、新潟県の上越沖と秋田・山形の沖合で採掘調査を行い、メタンハイドレートを含む地質サンプルを「日本海側では初めて採取」したと一斉に報道[107][108][109]されたが、これは誤報。今回の報道は「政府の調査としては」初めてという意味[107]であり、実際には2004年7-8月にすでに民間の調査によって日本海側の表層型メタンハイドレートが採取されている（上記2004年7月参照）。この誤報内容は青山繁晴により、2014年12月26日午前のテレビ朝日「ワイド!スクランブル」などで指摘され、東京新聞は同日の夕刊2面で誤報を認め、訂正記事を掲載した。

施設

国内においては、和歌山県御坊市の日高港新エネルギーパークにおいてメタンハイドレートの紹介が行われており[110]、事前に予約した一定数以上の団体客は、シャーレに乗せられた人工的に造りだしたメタンハイドレートに触れることができたり、燃焼実験を見ることが可能となっている。

出典

脚注

[脚注の使い方]
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  106. ^ a b c “「十勝沖にメタンハイドレート」　存在の可能性と北見工業大”. 47NEWS. (2014年12月10日). http://www.47news.jp/CN/201412/CN2014121001001919.html 2014年12月23日閲覧。 
  107. ^ a b 経産省公式サイト>お知らせ>ニュースリリース>2014年度一覧>表層型メタンハイドレートの資源量把握に向けた調査を行いました～掘削調査により表層型メタンハイドレートを含む地質サンプルを取得～
  108. ^ “メタンハイドレート、新たに４海域746カ所で確認　経産省”. 日本経済新聞. (2014年12月25日). http://www.nikkei.com/article/DGXLASDF25H0P_V21C14A2EAF000/ 2014年12月27日閲覧。 
  109. ^ “メタンハイドレート 日本海側で初採取”. NHK. (2014年12月25日). http://www3.nhk.or.jp/news/html/20141225/t10014268891000.html 2014年12月27日閲覧。 
  110. ^ “日高港新エネルギーパーク”. 御坊市. 2012年8月14日閲覧。

注釈

  1. ^ 「メタン」という日本語は、ドイツ語: Methan（ドイツ語発音: [meˈtaːn] メターン）に由来。methane のアメリカ英語発音は[ˈmeθeɪn]（メセイン）、イギリス英語発音は[ˈmiːθeɪn]（ミーセイン）。hydrate の英語発音は[ˈhaɪdreɪt]（ハイドレイト）または[haɪˈdreɪt]（ハイドレイト）
  2. ^ 実際の海域は、紀伊半島三重県東紀州沖の熊野灘・志摩半島南方沖の深海。

関連項目

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外部リンク

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