波力駆動炭素隔離：システム要件とモデリング

Unofficial AI-generated summary based on the public title and abstract. Not an official translation.

🔬研究者:Novel system architecture and modeling framework combining WEC-Sim with CO2 injection dynamics; useful for CDR and CCS modeling communities.

🏢実務担当者:Conceptual design and cost targets inform early-stage project development for marine CDR startups.

🏛政策担当者:Demonstrates potential for wave energy to contribute to carbon removal, relevant for innovation funding and marine spatial planning.

海洋エネルギー研究が進化し続ける中、波力エネルギー変換装置（WEC）は、グリッドの回復力向上、遠隔地や沿岸地域への電力供給、そしてブルーエコノミーを支える有望な技術として浮上している。本稿では、増大する炭素隔離への需要とWECの統合を探求し、海洋二酸化炭素除去（mCDR）への新規アプローチを提案する。このアプローチ、すなわちCArbon Sequestration Harvesting Energy from Waves（CASHEW）は、WECの振動によって生み出される機械的エネルギーを直接利用して、適格な地理的地域へ二酸化炭素を圧送することを目指す。 CASHEWシステムは、波力エネルギー変換装置、ポンプ、およびパイプで構成される。本システム設計では、CASHEWが事前に回収されたCO2を受け取ることを前提としており、炭素回収技術はシステム境界の外側にあることを意味する。このシステムは昨年のUMERCで提案された。本発表では、改良されたシステム設計、更新されたモデリング結果、およびCASHEWの技術的・経済的実現可能性を示す地域別ケーススタディを共有する。 我々は、特定された機能要件を達成するために、理想的なCO2捕捉方法（重力、構造、化学など）、圧送されるCO2の相（液体、超臨界、気体）、および現地の地質条件（玄武岩地殻、塩水帯水層など）を決定しようとしている。実現可能性に到達するためには、CASHEWは文献レビューとステークホルダーとの対話を通じて決定された多様な機能要件を満たさなければならない。これらの要件には、大規模展開時に年間1ギガトンのCO2を隔離すること、CO2隔離の安定性を確保すること、そしてプロセスを駆動するのに十分な波力を利用することが含まれる。また、特定された地域へCO2を圧送するために必要な圧力も決定しようとしている。この圧力は、使用する回収CO2の相と、技術を実現可能にするために必要な最小圧力値を示すため、主要な機能要件として機能する。 これらの選択肢を評価するために、我々は決定マトリクスを利用し、以下の2つの実現可能な方法と媒体の組み合わせに到達した：（1）塩水帯水層（媒体）＋構造性捕捉（方法）、および（2）塩水帯水層（媒体）＋重力性捕捉（方法）。どちらの方法でも、CASHEWシステムは特定された要件を満たし、システム寿命中に腐食や損傷に耐え、経済的実現可能性（隔離されるCO2 1トンあたり約6〜12ドル（Bachu (2008)））を達成しなければならない。 さらに、本研究は昨年発表されたモデリング作業を基盤とし、WEC-Sim（オープンソースのWEC動力学ソルバー）と地理情報システム（GIS）を組み込むことで、システムの実現可能性をさらに定量化する。各方法を評価するために、我々はWEC-Simをポンプ、パイプ、帯水層モデルと連成させ、システムの隔離速度を推定する。その後、特定の媒体・方法の組み合わせの要件を満たす実現可能な場所を特定するために、地域ケーススタディを実施する。場所を選択した後、我々は3つの主要な目標に焦点を当てる：（i）場所のパラメータを考慮した電力要件の決定、（ii）WEC-Sim統合モデルを用いて実現可能性を試験するための波力利用可能性データの統合、および（iii）場所の容量と潜在的な隔離期間の決定。最後に、各ケーススタディの場所について電力分析の適合性を実施することで、高レベルの経済モデリングを行い、経済的および環境的実現可能性を評価する。

AI 翻訳（deepseek-v4-flash）。 正確を期す場合は下の原文を参照してください。

As marine energy research continues to evolve, wave energy converters (WECs) have emerged as a promising technology for promoting grid resilience, powering remote and coastal communities, and supporting the Blue Economy. This paper explores the integration of WECs with the growing demand for carbon sequestration, proposing a novel approach to marine carbon dioxide removal (mCDR). This approach, CArbon Sequestration Harvesting Energy from Waves, or CASHEW, seeks to directly utilize the mechanical energy produced by WEC oscillations to pump carbon dioxide into eligible geographies. The CASHEW system includes a wave energy converter, pump, and pipe. Our system design assumes that CASHEW receives pre-captured CO2, meaning that carbon capture technologies lie outside the system boundary. This system was proposed at last year’s UMERC. In this presentation, we share our refined system design, updated modeling results, and location-specific case studies that demonstrate the technical and economic feasibility of CASHEW. We seek to determine the ideal CO2 trapping method (gravitational, structural, chemical, etc), phase of pumped CO2 (liquid, supercritical, gas), and local geological conditions (basalt crust, saline aquifers, etc), to achieve the identified functional requirements. To reach viability, CASHEW must meet a variety of functional requirements determined through a literature review and stakeholder conversations. These requirements include, sequestering 1 gigaton of CO2/year at scale, ensuring the stability of CO2 sequestration, and harnessing sufficient wave power to drive the process. We also seek to determine the pressure required to pump CO2 into the identified regions. This pressure will serve as a key functional requirement, as it informs the phase of captured CO2 we will use, as well as the minimum pressure value we need to make our technology feasible. To evaluate these options, we utilized decision matrices, leading us to the two following feasible method and medium combinations: (1) Saline Aquifer (medium) + Structural Trapping (method), and (2) Saline Aquifer (medium) + Gravitational Trapping (method). For either method, the CASHEW system must meet identified requirements, withstand corrosion and damage during the system lifetime, and achieve financial viability (approximately $6-$12/ton of CO2 sequestered (Bachu (2008)). Additionally, this study builds on the modeling work presented last year by incorporating WEC-Sim (an open source WEC dynamics solver) and geographic information system (GIS) to further quantify system viability. To evaluate each method, we utilize WEC-Sim coupled with our pump, pipe, and aquifer models to estimate the rate of sequestration for our system. We then conduct location case studies to identify feasible locations that meet the requirements for a specific medium-method combination. After choosing a location, we focus on three primary goals: (i) determining the power requirement given the location parameters, (ii) integrating the wave power availability data to test feasibility using the WEC-Sim integrated model, and (iii) determining the location capacity and potential sequestration timeframe. Lastly, we conduct high-level economic modeling by performing a suitability of power analysis for each case study location, allowing us to evaluate economic and environmental viability.

• Zenodo https://zenodo.org/records/20533303first seen 2026-06-04 04:27:51
• openalex https://doi.org/10.5281/zenodo.20533302first seen 2026-06-19 05:02:49