CCUS
CCUS（Carbon Capture, Utilization and Storage）は、CO₂を大気中・排出源で回収し、貯留または有効利用する技術群です。重工業・セメント・鉄鋼など直接削減が困難なセクターの脱炭素化に不可欠な技術として注目されています。gxceedは、CCUS技術の効率性・コスト・地質貯留リスク・政策に関する研究を収録しています。
CCUS（炭素回収・利用・貯留）とは何ですか？
CCSはCO₂を回収して地中などに貯留する技術、CCUSはさらにそのCO₂を化学品・燃料・建材に転換利用する技術を含む概念です。DAC（直接空気回収）も広義のCCUSに含まれます。
gxceedではCCUSに関する論文を何件収録していますか？
2,284件のCCUS関連GX論文を収録しています。 プレプリント・ジャーナル・学会論文を横断的に収集し、AI要約とSNEプロファイルを付与しています。
CCUSに関連する主な政策・規制は何ですか？
主な枠組みとして、IEA CCUS技術ロードマップ、米国IRA（45Q税額控除）、EU Innovation Fund、日本の海洋貯留事業（CO₂貯留法）があります。貯留適地の地質評価・モニタリングに関する国際規制整備も進んでいます。
自社のネットゼロ計画でCDRオフセットを位置付け、DAC・海洋系・自然系の少なくとも2技術タイプにまたがったポートフォリオ設計を行い、First Movers Coalitionへの参加または同等の複数年コミットメントの可能性を評価する。
自社のCCS・DACプロジェクトのフィジビリティスタディにVM0049のモジュール構成をマッピングし、「新設専用再エネ電力」調達の可否を技術・調達チームと確認する。
自社の工業排ガス中のCO₂濃度と年間排出量を確認し、CCUS技術サプライヤーへのRFI（情報提供依頼）を実施する。特に「溶媒不使用・電動型・高純度」の極低温回収技術の適性を既存プロセスへの統合容易性と電力コストの観点で評価する。
電気化学的DACは再生可能電力との直接統合が可能で、従来の熱的DAC比でエネルギーコストを大幅削減できる可能性がある。カーボンオフセット購入に頼るより長期的に安価になる分岐点が近づいており、自社・サプライヤーのScope 1/3 削減計画にDAC導入シナリオを改めて試算する価値がある。
Ex-Situ CO2 Mineralization of Produced Water for Enhanced Oilfield Water Reinjection
Mohammed H. Alyousef, S. Alshammari, Hussain Al-Saleem +1
本論文は、産出水（PW）へのCO2溶解とNaOH添加による系外CO2鉱物化を、枯渇油田への水再注入と組み合わせる新経路をレビューする。PW中のCa2+・Mg2+を直接炭酸化しCaCO3・Mg(OH)2を析出させ、恒久的な炭素固定と鉱物副産物を得る。さらに炭酸化で二価イオンが減少しpH・アルカリ度が変化することで、濡れ性改質や界面張力低下を促し、三次回収率を高める可能性を示す。CCUSと油層工学を統合した実装志向の枠組みを提示する。
Feasibility of Upper Baturaja Interval as a Carbon Storage Reservoir in Kandanghaur-Gantar High, Jatibarang Sub-basin, West Java: A Literature-Based Preliminary Study
O. Musakti, Muhamad Syaifudin, Aris Buntoro +1
インドネシア西ジャワのカンダンハウル・ガンタール高を対象に、上部バトゥラジャ層のCO₂貯留層としての実現可能性を文献・既存データに基づき予備評価した。深度1600〜1900m、孔隙率20〜25%、良好な連続性とシール層が確認され、既存の油ガスインフラと近接CO₂源も活用可能である。貯留容量は大規模CCS比で小さいが、パイロット規模のCCS/CCUS候補地として有望と結論づけた。
Modeling a Combined Calcium-Copper System for Integrated Carbon Dioxide Capture and Clean Energy Production
Levente Biró, Norbert-Botond Mihály, A. Cormos
本論文は、化学ループ法を用いたCO2回収とブルー水素製造を統合するカルシウム-銅複合システムのモデル開発の初期段階を提示する。速度論パラメータの検証を行い、単一運転サイクルにおける工業プロセスの経済的影響をケーススタディで検討した。プロセスの収益性維持には複数の技術システムの組み合わせが必要であることを示唆している。
Achieving clean coal utilization via microbially enhanced coalbed methane technology: Progress, critical assessment and future perspectives
Tao Sheng, Yu Changxing, Jiaxing Meng +4
本レビューは、微生物強化炭層メタン（MECBM）技術を網羅的に整理し、メタン生成量を左右する石炭基質特性と微生物環境パラメータを検討している。前処理・栄養刺激・微生物強化という主要経路の機構と限界を分析し、IPCCガイドラインに基づく炭素排出会計で各経路の削減貢献を定量化した。栄養刺激が理論上最大の削減効率（0.75〜6%）を示す一方、メタン転換率の低さから実際の削減寄与は理論限界を大きく下回ると結論づけている。
Supercritical Carbon Dioxide Curing Stresses and Microstructural Degradation
Mohamed Fayez. Elnagar, Structural Consultant & Certified Forensic Engineering Expert MSc, PMP, MCIArb, MASCE, MACI, M.AISC, M.ASTM, M.FIDIC, PhD
超臨界CO2（sCO2）をコンクリート養生に注入し、炭酸カルシウム析出により炭素を固定しつつ早期強度を高める手法を検討。しかしsCO2の超臨界状態維持に伴う高い細孔圧力と体積膨張が微細引張応力を生み、内部ひび割れ・毛細管空隙増大・骨材界面剥離を引き起こす。早期圧縮強度は高くても長期耐久性や塩化物・硫酸塩抵抗性が損なわれるため、熱-水-化学連成方程式に基づく養生管理が不可欠と指摘する。
Nitrogen‐Doped Carbons From Plum Seed Residues for Efficient CO 2 Capture and CH 4 Storage
Fatma Oğuz Erdoğan
プラム種子残渣をメラミン支援熱分解で窒素ドープ多孔質炭素に変換し、CO2回収・CH4貯蔵性能を評価した。バイオマス由来炭素は1759.9 m²/gの高比表面積とミクロ孔構造を示し、CO2吸着量3.9 mmol/gと市販炭素・ナノ炭素材料を大きく上回った。農業副産物の有効活用と低コスト吸着材の可能性を示す。
In situ azetidine polymerization elevates the performance of commercial polymer resin sorbents in carbon dioxide capture
Arkaprabha Giri, UnJin Ryu, Jiaqi Zhang +9
商用アミン含有ポーラス樹脂（Lewatit VP OC 1065等）に、アゼチジンの酸触媒開環重合によるグラフト化で分岐ポリプロピレンイミンを導入する一段階手法を提案。CO2吸着容量は未処理樹脂比1.4倍以上に向上し、乾燥DAC条件で1.54 mmol/g、模擬燃焼排ガス条件で3.34 mmol/gを達成した。酸化耐性と150サイクルにわたるサイクル安定性も改善し、商用材料を高効率・高耐久な吸着材へアップグレードするスケーラブルな戦略を…
Binder jetting of ceramic monolithic adsorbents for carbon capture applications
Fahim Khan, Md Shakil Arman, 裴志坚 +1
バインダージェッティング式積層造形により、ゼオライトモノリス吸着材を試作した研究。ジャイロイド構造の印刷に成功し、緑体で圧縮強度1.06MPa、脱バインダ470℃・焼結750℃後に0.45MPaを達成。焼結体は優れたCO₂吸着能を示したが、原料ゼオライト粉末には及ばず、今後の最適化余地が示された。
Volume Stabilization of Steel Slag for Low-Carbon Construction Materials: Mechanisms, Treatment Technologies, and Engineering Application Pathways
Jiarui Gu, Zinuo Tian, Yujie Shao +3
鉄鋼スラグ中の遊離CaO・MgOによる膨張が利用拡大の障壁であることを整理し、表面改質・高温改質・酸処理・炭酸化の4技術を機構と実用性の観点で比較したレビュー。炭酸化は膨張相の低減とCO2鉱物固定を同時に実現しうるが、効率はスラグ性状や反応条件に強く依存する。複合技術と標準化された評価指標の整備が今後の鍵と結論づける。
Ambient Silicate Curing Transforms Compacted Recycled Concrete Powder Into a Low‐Carbon Construction Material
Sothyrak Rath, Nami Hasegawa, Phyo Thant Hein +2
解体廃棄物由来の再生コンクリート粉末（RCP）は結合能が低く未利用だった。本研究は常温でケイ酸ナトリウム溶液養生を行い、6%濃度で吸水率を75%低減、曲げ強度を69%向上させた。微細構造解析によりC-S-Hとシリカゲルが粒子間を架橋し細孔を緻密化することを示し、過剰濃度では表面鉱化が拡散障壁となる閾値も明らかにした。ゲート・トゥ・ゲート評価で従来のオートクレーブ・炭酸化養生レンガよりCO2排出を89〜91%削減できる。
Ultra-low emissions cement production via hybrid oxyfuel-solvent CO2 capture
Cremona, Riccardo, Quevedo Parra, Sebastian, Gatti, Manuele +1
セメントクリンカー製造の脱炭素化に向け、予備焼成炉での部分酸素燃焼とMEA溶媒による燃焼後CO2回収を組み合わせたハイブリッドプロセスを提案・評価。50%酸素富化と3+3段予熱器が改修難易度と熱効率の最適バランス。廃熱利用で溶媒再生の熱自立を実現し、99%超の回収率を達成。RDF全量代替燃料併用時にはネットマイナス排出（-181.9 kg CO2/t clk）を実現し、高炭素税下で競争力が高い。
Industry-Academia Collaboration and Technology Evolution in Carbon Capture, Utilization, and Storage: A Patent Network Analysis of Trends and Future Directions
Liu J.
本論文はCCUS分野の特許データを用いたネットワーク分析により、産学連携の構造と技術進化の動向を明らかにする。どの技術領域で大学と企業の共願が進むか、今後の研究開発方向を特許指標から示唆する。CCUSのイノベーション政策や技術ロードマップ策定に資する知見を提供する。
Field Validation and Implementation of Vibroacoustic Leak Detection Technology for Co2 Pipelines
A. Gomes, Marco Marino, S. del Giudice +3
CCSのCO2輸送パイプラインに、石油・ガス分野で実績のある振動音響技術（VT）を適用した研究。CO2の熱力学的・音響的特性に合わせてモデルとハードウェアを改良し、イタリアのRavenna CCSプロジェクトで世界初の産業実装を達成。0.1インチ径の微小漏洩を運用条件下で検知でき、CCSインフラの安全性向上に寄与する。
Effects of Pressure Driving Force on Carbon Dioxide Hydrate Formation in the L‐Met System Under Constant Pressure
Ying-Mei Wang, Rui Ma, Kang Li +3
本研究は、移動ピストン式定圧装置を用いて、L-メチオニン系におけるCO2ハイドレート生成の速度論と形態変化に対する圧力駆動力（ΔP）の影響を系統的に調べた。誘導時間はΔPの増加に伴い短縮し、1.0℃では63.4%減少したが、1.5～2.0℃では非線形挙動を示した。定圧条件下では二峰性の生成現象が観察され、水変換率は最大89.8%に達したが、極端条件下では緻密なハイドレート層が熱抵抗を生み変換率が低下した。本研究は、工業的炭素隔離プロセス…
Offshore CCUS With Carbonated Water Injection
P. Bergmo, T. Holt
北海のNorne油田を模した貯留層モデルを用い、炭酸水圧入（CWI）を既存の水攻法に追加するオフショアCCUSの経済性を評価した。CWIは油の膨張と界面張力低下により回収率を高め、CO2税費用を削減する可能性がある。CO2回収・圧縮・混合、坑井材の更新、分離プラントなどのコストを考慮し、20年・40年のプロジェクト期間で異なる油種・坑井配置ごとに収益性を分析した。
Cobalt Tritolylcarboxy Porphyrin-Carbon Black Composite Bifunctional Electrocatalyst for Nitrate and Carbon Dioxide Electroreduction to Ammonia and Formic/Acetic Acid
Kamal Dhakal, Alankar Kafle, Swatej Sabbarwal +7
本研究は、異なる修飾を施したコバルトポルフィリンを用い、硝酸還元（NO3RR）と二酸化炭素還元（CO2RR）を独立に進行させ、アンモニアと酢酸/ギ酸を生成する電極触媒を検討した。カルボン酸基置換コバルトポルフィリンは中性電解質中でアンモニアに94%、酢酸に33.8%、ギ酸に21.1%の高いファラデー効率を示した。計算結果は、−COOH基置換がNO3RRおよびCO2RR中間体の結合を強化することを示唆する。
Advanced biorefinery integration in kraft pulp mills: BECCS pathways, commercial failure analysis, and the carbon price threshold for subsidy-free viability
Bilal Kazmi, Syed Ali Ammar Taqvi, Salman Raza Naqvi +2
クラフトパルプ工場を対象に、黒液ガソ化・リグニン/ヘミセルロース価値化・熱統合・BECCSをROSES枠組みで比較したレビュー。黒液ガソ化統合でエクセルギー効率が約40%から約44%に向上し、経路別に0.3〜1.5 t CO2/パルプtのネガティブ排出が示された。経済性は製品価格・資本費・稼働率・炭素価格に強く依存し、補助金なしでの成立には炭素価格閾値が鍵となる。
Electric Field Effects on Amine Regeneration in Post-Combustion Carbon Capture—Part II: Mode-Selective Infrared Laser Excitation Probed by Nonequilibrium Ehrenfest Electron-Nuclear Dynamics
Nasser D. Afify, Xianfeng Fan, Martin B. Sweatman
燃焼後CO2回収（PCCC）で最もエネルギー集約的なアミン再生の省エネ化を目指し、赤外レーザー励起の分子動力学を非平衡Ehrenfest法で解析した。MEA・TEA由来の双性イオン・カルバメート・重炭酸系で、モード選択的な加熱とCO2-アミン結合への優先的エネルギー注入、結合長・結合エネルギーの摂動を確認。単一モードで全効果を最大化できないため、励起周波数選択は多目的最適化問題となる。赤外支援再生の分子基盤を提示するが、プロセス全体の省…
One-Pot Synthesis of Triazine-Embedded Hierarchically Porous Organosilica Polymers via Tandem Condensation for Carbon Capture and Conversion
Debabrata Chakraborty, Sumanta Mondal, Soumik Paul +4
トリアジン部位をシリカ骨格内にin situで共有結合導入した3種の階層多孔性有機シリカポリマーを、タンデム縮合により一段階で合成した初の報告。高い熱安定性と200–600 m²g⁻¹の比表面積、メソ・ミクロ細孔を併せ持つ。CO2を環状カーボネート経由でメタノールへ変換する二段階プロセスに適用し、SL-1-Silica-POPが20.5 mmol g⁻¹の最高メタノール収率を示した。
Regional specificity in pyrolysis-based carbon capture and sequestration: optimizing techno-economic and environmental performance
Kingsley Okoli, Pallavi Dubey, Mark Mba Wright
バイオマスの急速熱分解によりバイオオイルとバイオ炭を生成し、90%を隔離する産業規模システムを設計。TEAとLCAを統合した枠組みで、7種の原料とコロラド・ルイジアナ・アイオワの地域ケースを評価した。トウモロコシ残渣ベースラインでMCACは197.13ドル/tCO₂、アイオワが最低MCAC（200.74ドル）と最高純隔離量を達成。スケールアップでMCACは83.6ドル/tCO₂まで低減可能と示した。