ジオエネルギーシステムにおける地下微生物ガス生成：メカニズム、応用、将来展望のレビュー
Subsurface Microbial Gas Formation in Geoenergy Systems: A Review of Mechanisms, Applications, and Future Perspectives (原題)
Milad Khashay, Alireza Ramandi, E. Esmaeilnezhad
🤖 gxceed AI 要約
日本語
本レビューは、地下環境における微生物ガス生成（CH4、CO2、H2、N2）の代謝経路と貯留層スケールのプロセスを統合し、EOR、地下水素貯蔵（UHS）、CCUS、枯渇貯留層の再利用への応用を論じる。微生物活動はUHSでの水素損失やH2S生成、CCUSでのCO2変換など、低炭素エネルギーシステムの性能とリスクに直接影響する。高圧実験、リアルタイム微生物モニタリング、同位体トレーサー、連成生物反応輸送モデリングが今後の重要課題として挙げられている。
English
This review integrates metabolic pathways and reservoir-scale processes of subsurface microbial gas formation (CH4, CO2, H2, N2), linking them to EOR, underground H2 storage (UHS), CCUS, and depleted reservoir reuse. Microbial activity can deplete stored H2, produce CH4/H2S, and alter permeability, directly affecting low-carbon geoenergy performance and risks. Key gaps include high-pressure experiments, real-time monitoring, isotope tracing, and coupled bioreactive transport modeling.
Unofficial AI-generated summary based on the public title and abstract. Not an official translation.
📝 gxceed 編集解説 — Why this matters
日本のGX文脈において
日本はCCS/CCUSの商用化と水素貯蔵の実証を進めており、枯渇ガス田・帯水層の再利用はGX政策の重要課題。地下微生物プロセスの理解は、国内CCS事業のリスク評価や水素サプライチェーン安定性に直結する。
In the global GX context
Globally, CCUS and hydrogen storage are central to net-zero pathways under ISSB/TCFD transition planning. This review highlights microbial risks (H2 loss, H2S, permeability change) that must be integrated into CCUS/UHS project disclosure and risk management frameworks.
👥 読者別の含意
🔬研究者:地下微生物学とジオエネルギー工学の接点における研究ギャップとモデリング手法を整理する。
🏢実務担当者:CCS/CCUSや水素貯蔵プロジェクトのリスク評価・モニタリング計画に微生物要因を組み込む際の参考になる。
🏛政策担当者:CCS/水素貯蔵の規制・安全基準策定において、地下微生物プロセスの長期モニタリング要件を検討する根拠を提供する。
📄 Abstract（原文）
Microbial gas formation in subsurface environments governs the generation, transformation, and fate of methane (CH4), carbon dioxide (CO2), hydrogen (H2), and nitrogen (N2), with direct implications for geoenergy systems. This review integrates the metabolic pathways and reservoir-scale processes that govern microbial gas formation, including fermentation, methanogenesis, syntrophic interspecies electron transfer, denitrification, and mineral-mediated reactions. The main novelty of this review is its mechanistic-to-field perspective, linking microbial metabolism to gas-fluid behavior, oil recovery mechanisms, underground H2 storage (UHS) risks, carbon capture utilization and storage (CCUS) opportunities, and depleted reservoir reuse. For enhanced oil recovery (EOR), in situ microbial gases can support reservoir repressurization, oil swelling, viscosity reduction, and improved sweep efficiency, especially when combined with biosurfactants, acids, and biomass. In UHS, microbial activity can deplete stored H2, produce CH4 or H2S, affect gas purity, and alter permeability via biofilm growth. Microbial CO2 conversion and depleted reservoirs offer opportunities for integrated gas production and carbon management in the CCUS. Still, the performance remains constrained by reservoir heterogeneity, microbial kinetics, pressure, salinity, and nutrient delivery. The review identifies key knowledge gaps and future needs, including high-pressure experiments, real-time microbial monitoring, isotope tracing, and coupled bioreactive transport modeling. These advances are essential for predicting, controlling, and engineering microbial gas processes in low-carbon, subsurface energy systems.
🔗 Provenance — このレコードを発見したソース
- semanticscholar https://doi.org/10.1021/acs.energyfuels.6c04331first seen 2026-09-19 05:35:53 · last seen 2026-09-22 05:05:52
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