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天然ガス資源とその応用技術

  • Natural Gas Resource and its Applied Technology
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★ 利用拡大が期待される天然ガスの役立つ知見とデータを満載!
★ 新たな環境問題に取り組む、天然ガスエネルギー関係者必見!

商品コード: T0651

  • 監修: 鈴木信市・岡田治
  • 発行日: 2008年11月
  • 価格(税込): 70,200 円
  • 体裁: B5判、302ページ
  • ISBNコード: 978-4-7813-0069-6

個数: 

カゴに入れる

  • コールベッドメタン / シェールガス / 輸送貯蔵 / 液化 / LNG船 / 受入基地 / ハイドレート / メタノール / DME / GTL

刊行にあたって

 エネルギー及び環境の問題は、21世紀の技術者が真剣に取組むべき課題としてクローズアップされてきている。エネルギーを適切に生産・供給し、公平に分配すること、更に効率よく利用すること、それらの行程における環境へのインパクトをできるだけ極小化することは、将来のわれわれの子孫から、現在の技術者に与えられた宿題である。そして、より豊かな生活をするために、化石燃料の使用を宿命付けられている現代人にとって、天然ガスは、このような21世紀の資源枯渇の問題や地球環境問題に対する当面の対応策として、更なる利用促進が求められている燃料である。
 天然ガスはガス体エネルギーである。このことは、ただ単にエネルギーの物理的状態を規定しているだけではない。ビジネスの形態も技術開発のアプローチの仕方も、液体である石油や固体である石炭と気体の天然ガスは異なってくる。天然ガスが気体であるという事実は、天然ガスビジネスに対して、天然ガス開発という上流、天然ガス輸送という中流、天然ガス利用という下流のそれぞれがチェーンとして機能することを要請する。その結果、天然ガスチェーンを構成する個々の技術は、石油や石炭以上に、チェーンを構成するその他の技術に影響を受けることになる。個々の技術開発に取組む技術者が、周辺の天然ガス関連技術になじむ必要がある所以である。
 このような趣旨で本書は生まれた。すなわち、本書は、天然ガスに関わる技術開発に取組む技術者を対象とし、彼らが、天然ガスに関するチェーンの各技術の概括的な知識を得るために、最初に参照する本となることを目指している。
 そのような本となるように、本書では、各分野における最高水準の技術者や知見者に執筆をお願いした。本書が、わが国の天然ガスビジネスや技術開発に関わる方々のよき伴侶になることを願っている。
(「はじめに」より)

2008年11月  (独)石油天然ガス・金属鉱物資源機構 鈴木信市

著者一覧

 
鈴木信市   (独)石油天然ガス・金属鉱物資源機構 石油開発支援本部 調査部 調査課 上席研究員 
早稲田周   石油資源開発(株) 技術研究所 副主席研究員
岡部 孝   石油資源開発(株) 技術研究所開発研究室 副主席研究員
藤岡昌司   (財)石炭エネルギーセンター 資源開発部 グループ長
佐伯龍男   (独)石油天然ガス・金属鉱物資源機構 石油開発技術本部 R&D推進部 メタンハイドレート研究チーム 調査役
山本晃司   (独)石油天然ガス・金属鉱物資源機構 調査役
野神隆之   (独)石油天然ガス・金属鉱物資源機構 調査部 上席エコノミスト
栗村英樹   帝国石油(株) 技術企画部 主管
吉川喜次   千代田化工建設(株) プロセス設計センター シニアコンサルタント
小島正則   千代田化工建設(株) 空間設計センター シニアコンサルタント
湯浅和昭   ロイド船級協会 次席カントリーマネージャー
棚沢 聡   東京ガス(株) エネルギー生産部 生産企画グループマネージャー
青木栄治   (株)アイ・エイチ・アイ マリンユナイテッド 技監
有坂俊一   川崎汽船(株) 造船計画グループ グループ長補佐
川崎達治   (独)石油天然ガス・金属鉱物資源機構 石油開発技術本部 R&D推進部 天然ガス有効利用研究チーム 主席研究員
吉原 純   三菱ガス化学(株) 天然ガス系化学品カンパニー企画開発部 主席
柳川達彦   有限責任中間法人 DME普及促進センター 事務局長
内田正之   東洋エンジニアリング(株) 執行役員 技術ビジネス本部 本部長代行、(兼)経営統括本部 本部長代行
柴田智子   出光興産(株) 機能材料研究所 化学品開発センター
関根 泰   早稲田大学 理工学術院 応用化学科 准教授
堀次 睦   (株)日立製作所 電力・電機業務本部 主管技師
井上 洋   (株)日立製作所 エネルギー・環境システム研究所 ターボ機械研究開発センター ガスタービンプロジェクト チーフプロジェクトリーダー
鷲尾修司   大阪ガス(株) エネルギー技術研究所 マネジャー
鯨井寛司   (社)日本ガス協会 天然ガス自動車プロジェクト部 技術企画グループ
久角喜徳   大阪ガス(株) エネルギー技術研究所 シニアエンジニア
杉 義弘   岐阜大学 工学部 教授
浜田秀昭   (独)産業技術総合研究所 新燃料自動車技術研究センター 副研究センター長
江口浩一   京都大学大学院 工学研究科 物質エネルギー化学専攻 教授
岡田 治   (株)ルネッサンス・エナジー・リサーチ 代表取締役社長;東北大学大学院(工学研究科 コンビナトリアル計算化学寄附講座) 客員教授
小豆畑利夫   (社)日本ガス協会 技術開発部 燃料電池・水素プロジェクトグループ マネジャー
藤岡祐一   (財)地球環境産業技術研究機構 化学研究グループ グループリーダー

目次

第1章 天然ガス資源

1. 在来型天然ガス資源

1.1 起源・成因と資源量
1.1.1 天然ガスの定義、鉱床の分類
1.1.2 天然ガスの起源・成因
1.1.3 天然ガスの鉱床の形成
1.1.4 天然ガスの資源量と分布

1.2 開発・生産
1.2.1 貯留層
1.2.2 坑井施設
1.2.3 生産施設
1.2.4 生産管理

2. 非在来型天然ガス資源

2.1 コールベッドメタン(CBM)の基礎知識
2.1.1 石炭とCBMの起源
2.1.2 ガス包蔵量と回収率
2.1.3 炭内の流体移動メカニズム
2.1.4 CBM生産
2.2 ハイドレート

2.2.1 探査

2.2.2 開発技術

2.3 タイトサンドガスとシェールガス
2.3.1 タイトサンドガスの開発
2.3.2 タイトサンドガス開発を巡る最近の動き
2.3.3 シェールガス開発の状況
2.3.4 今後の展望

第2章 輸送貯蔵技術

1. パイプライン技術
1.1 はじめに
1.2 建設
1.3 保守および維持管理
1.4 運用
1.4.1 需給調整
1.4.2 ガス品質
1.5 新技術
1.6 おわりに

2. 地下貯蔵技術
2.1 はじめに
2.2 天然ガス地下貯蔵の種類
2.2.1 枯渇油ガス田
2.2.2 岩塩層
2.2.3 帯水層
2.2.4 その他
2.3 天然ガス地下貯蔵の開発
2.4 天然ガス地下貯蔵の経済性
2.5 関原地下貯蔵
2.5.1 ガス田概要
2.5.2 開発および地下貯蔵実施の経緯
2.6 天然ガス地下貯蔵に係わる新技術
2.7 おわりに

3. 液化技術

3.1 陸上液化技術
3.1.1 液化天然ガス
3.1.2 天然ガスの液化技術

3.2 洋上液化技術
3.2.1 概要
3.2.2 洋上液化基地に適したオフショア設備の形式
3.2.3 GBS型LNG液化基地
3.2.4 Jacket Platform型LNG液化基地
3.2.5 FPSO型LNG液化基地
3.2.6 洋上におけるLNG技術の開発動向
3.2.7 洋上液化基地の設計の留意点
3.2.8 洋上液化基地向けに適用する基準・規格類

4. LNG船
4.1 はじめに
4.2 タンク方式
4.2.1 独立タンク方式
4.2.2 メンブレン方式
4.3 液化ガス船に関する国際規則(IGCコード)
4.4 ガスオペレーション
4.5 大型化の動き
4.6 推進プラント
4.7 再ガス化船等のLNG船の新たな技術
4.8 まとめ

5. 受入基地

5.1 陸上受入基地
5.1.1 はじめに
5.1.2 LNG受入基地の概要
5.1.3 LNG受入基地の主要設備
5.1.4 LNG基地の安全対策
5.1.5 おわりに

5.2 洋上受入基地
5.2.1 洋上受入基地の特徴
5.2.2 洋上受入基地需要の背景と現状
5.2.3 設備の概要
5.2.4 洋上基地の展望

6. CNG技術
6.1 天然ガスのCNGによる海上輸送技術開発の背景
6.2 CNG船のカーゴ・コンテイメント・システム(CCS)
6.2.1 Coselles方式
6.2.2 PNG方式
6.2.3 Votrans方式
6.2.4 TransCanada方式
6.3 海洋中ガス田開発のCNG技術応用
6.3.1 CNG船の一般配置図
6.3.2 ガスハンドリングシステム
6.3.3 海洋中ガス田のCNGによる開発モデル
6.4 天然ガス組成と生産地側でのガス精製
6.4.1 パイプライン輸送の生ガス前処理
6.4.2 CNG輸送の生ガス前処理
6.5 CNG船輸送の特質と技術課題
6.6 安全性評価と船級協会規則

7. ハイドレート輸送技術
7.1 はじめに
7.2 NGHとは
7.3 NGHチェーンの概要
7.3.1 NGHチェーンへの期待
7.3.2 NGHチェーンのポテンシャル
7.3.3 輸送媒体としてのNGHの特徴
7.4 NGHチェーン技術開発の動向
7.4.1 NGH製造プロセス(製造-脱水-冷却-貯蔵)について
7.4.2 輸送システム(荷役および輸送船)について
7.4.3 再ガス化システム(ガス化およびガス送出)について
7.5 NGHサプライチェーンの事業性調査について
7.5.1 調査の流れ
7.5.2 調査結果の概要
7.5.3 検討課題
7.6 今後の課題、見通し等

第3章 化学転換技術

1. メタノール
1.1 メタノール合成技術の変遷
1.2 合成ガスからのメタノール合成反応
1.3 工業用メタノール合成触媒
1.4 メタノール合成プロセス
1.5 今後の展望

2. DME
2.1 DMEについて
2.2 合成技術
2.2.1 DME合成反応
2.2.2 間接合成法(メタノール脱水プロセス)
2.2.3 直接合成法
2.3 燃料用途用プラントの状況

3. GTL
3.1 はじめに
3.2 GTL技術の概要
3.2.1 GTLプロセス
3.2.2 合成ガスの製造
3.2.3 合成ガス製造技術の課題
3.2.4 FT反応
3.2.5 水素化分解
3.3 各社のGTLプロセス
3.4 世界のGTLプロジェクト
3.5 GTL製品の性状
3.6 GTLの位置づけと今後の見通し
3.6.1 天然ガス利用方法の拡大としての位置づけ
3.6.2 環境に優しい高品質の石油製品のニーズ
3.6.3 石油代替燃料の確保
3.7 GTLの今後

4. MTO/DTOおよびMTP技術
4.1 はじめに
4.2 メタノール/DME(Dimethyl ether)からのオレフィン合成メカニズム
4.2.1 メタノール/DMEの反応スキーム
4.2.2 オレフィン生成反応機構に関する研究
4.3 触媒とプロセス
4.4 近年の国内におけるMTO/DTO技術の取り組み
4.5 おわりに

5. プラズマやマイクロ波を用いた天然ガスの化学転換技術
5.1 熱プラズマを用いた天然ガスの化学的転換
5.2 グリッドアーク非平衡プラズマを用いた天然ガスの化学的転換
5.3 AC/DC放電(RFプラズマ・グロー放電・コロナ放電など)を用いた天然ガスの化学的転換
5.4 マイクロ波を用いた天然ガスの化学的転換
5.5 まとめ

第4章 電力転換輸送技術
1. はじめに
2. GTWとその他のガス輸送手段
3. GTWの構成技術
4. GTWフィージビリティの現状

第5章 天然ガス利用技術

1. 火力発電
1.1 はじめに
1.2 ガスタービンコンバインドサイクル発電システム
1.3 高湿分空気を利用した新型ガスタービン発電システム
1.4 低NOx燃焼技術
1.5 まとめ

2. コジェネ
2.1 天然ガスコージェネレーションの特長
2.1.1 省エネルギー性
2.1.2 環境安全性
2.1.3 経済性
2.1.4 エネルギー供給安定性
2.1.5 電力負荷平準化効果
2.2 天然ガスコージェネレーションの種類と普及状況
2.2.1 ガスエンジンコージェネレーション
2.2.2 ガスタービンコージェネレーション
2.2.3 燃料電池コージェネレーションシステム
2.2.4 普及状況と今後

3. CNG自動車
3.1 天然ガス自動車の歴史
3.2 天然ガス自動車の現状
3.2.1 日本の普及状況と拡大分野
3.2.2 世界の天然ガス自動車
3.3 天然ガス自動車の種類、構造等
3.3.1 種類
3.3.2 天然ガス自動車の構造及び安全性
3.4 天然ガス自動車の特徴
3.4.1 長所
3.4.2 短所
3.5 充填設備
3.5.1 急速充填設備
3.5.2 昇圧供給装置
3.5.3 充填設備の安全性の例

4. LNG冷熱利用の現状と拡大に向けての取り組み
4.1 はじめに
4.2 LNG冷熱エネルギーの評価
4.3 LNG冷熱利用の現状
4.4 LNG冷熱利用拡大に向けた取り組み

5. シーワン化学原料としての天然ガス
5.1 はじめに
5.2 シーワン化学プロジェクト成果概要
5.2.1 エチレングリコール
5.2.2 エタノール
5.2.3 酢酸
5.2.4 低級オレフィン
5.3 今後の展望
5.4 おわりに

第6章 水素

1. 水素製造(改質)
1.1 背景
1.2 炭化水素改質の概略と関与する反応
1.3 改質触媒活性
1.4 部分酸化反応とオートサーマル改質
1.5 シフト反応
1.6 複合酸化物触媒の可能性
1.7 今後の課題

2. 水素の貯蔵・輸送技術
2.1 はじめに
2.2 パイプラインによる水素の輸送
2.3 圧縮水素による水素の輸送・貯蔵
2.4 液体水素による水素の輸送・貯蔵
2.5 水素貯蔵材料による水素の輸送・貯蔵
2.5.1 水素吸蔵合金
2.5.2 有機系水素貯蔵材料
2.6 車載水素供給システムの比較
2.7 おわりに

3. 家庭用燃料電池の現状と今後の展望
3.1 はじめに
3.2 家庭用燃料電池コージェネレーションシステムの原理・特徴
3.3 家庭用PEFCコージェネレーションシステムの現状
3.3.1 開発の現状
3.3.2 ソフトインフラの整備
3.3.3 市場導入
3.4 家庭用SOFCコージェネレーションシステムの現状
3.4.1 開発の現状
3.4.2 ソフトインフラの整備
3.5 課題と今後の展望
3.6 おわりに

第7章 天然ガスのCCSの現状と動向
1. CCS技術とは
2. CCS技術における分離回収技術
3. CCSの開発動向
4. 今後のCCSの展開
5. まとめ
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