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風の行方とハードボイルドワンダーランド

再雇用の機会を捨て自由な時と空間を・・・ 人は何のために生まれてきたのだろうか? これから本当の旅がはじまる・・・

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懐かしの炭酸ガス

ドライアイスというのはご承知とは思うが二酸化炭素、別名炭酸ガス、蔑称温暖化ガスと呼ばれる常温常圧ではガスの個体化したものである。
ドライアイスの使い方 20221224-9.jpg

半月ほど前にこんな記事が目に止まった。
日経新聞1月12日 20230129ドライアイス

記事の主旨は見出しの通りであるが、ドライアイスの世界についての基礎知識が紹介されていて興味深かった。まず価格。ドライアイスがいくらか?というのはカネオ君でもなければ知る人もいないだろう。記事にあった価格推移を拡大したものが下図。工場からの卸価格と思われるが現在トン当たり24,000円、キロ当たりだと24円と意外と安い。1キロのドライアイスの量がどのくらいか分からないが、アイスクリームやケーキを買うとタダで入れてくれるのもわかる。
20230129ドライアイス2

ちなみに素人がネットで買うと(買えるんだ)最安値でこんな感じ。キロ600円とずいぶん高くなるが、小口販売の手間や送料を思えば腹も立たない値段。買ってもいいかと思うが、買ってどうするという大きな問題もある。
20230125ドライアイス販売価格

さてドライアイスの基礎知識を拾ってみる。
・ドライアイスは、製油所でガソリンなど石油製品を精製する過程で発生する炭酸ガスを原料とする。製油所から発生する二酸化炭素は純度が高く、効率よくドライアイスに生成できる。
・脱炭素が加速し原油需要は落ち込んでいる(本当かな?)こともあって、国内原油処理能力は1日あたり約333万バレルと10年前から3割減っていることが価格高騰の原因。
・よって輸入も増えている。貿易統計によると、ドライアイスを含む二酸化炭素の21年の輸入量は約9406トン。10年まで1000トンを下回っていた輸入量は、11年から急増し1万トン前後で推移する。輸入コストは重いが「ここ数年は海外から調達しないと夏の需要期を乗り越えられない」(国内ドライアイスメーカー)という。温暖化ガス削減を大声で騒ぐ人が多い一方、輸入もしているというのが面白い(冗談です)。
・ドライアイスの不足と値上がりは、脱炭素への適切な移行の難しさを浮き彫りにしているのかもしれない。(松本桃香)

「そんな訳ないだろう、松本さん」、と言いたいところだがユニークな記事をまとめた松本さんに拍手。

実は炭酸ガスには親しい。こんな記事が目に止まったのもそのため。大学院修了後、石油開発産業という当時のアメリカでは一大業界にして日本では村社会のような超マイナーな業界の会社に入社した。そして入社後2年目の夏に、今はなき石油公団技術センターに出向し研究職となった。その時に取り組んだのが炭酸ガスを油層に圧入して原油を増産する炭酸ガス攻法という技術の研究。炭酸ガスを使った実験を昔の都立大で行いもした。当時の共著となる関連論文のタイトルがこちら。

産業技術総合研究所の地質調査総合センターが「 共著関連データベース」というページを公開していて、著者ごとに共著論文の 発行年とタイトルを見ることができる。本名で検索すると共著の論文がリストアップされて、炭酸ガス関係では2本の論文が掲載されていた。
・1982: CO2の圧入に伴う油層流体変化 (Compositional Change of Reservoir Fluid in CO2 Flooding )
・1982: 炭酸ガス攻法研究 炭酸ガス−炭化水素間の相挙動 (Study of CO2 flooding (Phase behavior of CO2 Hydrocarbon system) )

ここから先は興味ある人専用。炭酸ガスの臨界温度は31度ほど。それ以下だと圧力をかけてやれば液体になる。この高圧、といっても室温で50気圧ぐらい、をボンベから大気中に放出するとジュール―トムソン効果により極低温まで温度が下がりドライアイスができる。工場でのドライアイスの製造も同じ、ただこれは粉末状なので成型し製品となる。なおエアコンや冷蔵庫も原理はジュール―トムソン効果の断熱膨張である。

下図は炭酸ガスのPhase Diagram。大気圧の赤線の常温から水色の領域の液体まで昇圧し、一気に大気圧に放出することによりマイナス78度ほどのドライアイスになる(赤と紫の交点)。炭酸ガスは冷やしても大気圧下では液体にはならない。.
20230125CO2PD.png


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