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相平衡モデリングが炭素回復力のある未来のための地下エネルギー移行を前進させる

Phase equilibrium modeling advances subsurface energy transition for a carbon-resilient future (原題)

Anqi Shen, Siyang Ren, Jianguang Wei, Yikun Liu, Dong Zhang, Nanlin Zhang, Kang Song, S.M. Farouq Ali, Liangliang Jiang, Yiwen Ju

Journal of CO2 Utilization📚 査読済 / ジャーナル2026-04-20#CCUSOrigin: Global
DOI: 10.1016/j.jcou.2026.103421
原典: https://doi.org/10.1016/j.jcou.2026.103421

🤖 gxceed AI 要約

日本語

本論文は、地下エネルギー移行（CCUS、水素地中貯蔵、地熱開発など）における相平衡計算の包括的なレビューを提供する。熱力学モデルと多相フラッシュ計算の進歩を検討し、広く適用可能な状態方程式の欠如や実験データ不足といった方法論的ギャップを特定する。また、データ駆動型アプローチの可能性と将来の研究の方向性を提案する。

English

This paper provides a comprehensive review of phase equilibrium modeling for subsurface energy transition technologies including CCUS, hydrogen storage, and geothermal energy. It examines advances in thermodynamic models and multiphase flash calculations, identifies key gaps such as the lack of a broadly applicable equation of state and insufficient experimental data, and proposes future research pathways integrating data-driven methods.

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GX政策の下でCCUSや水素貯蔵の推進を計画しており、本レビューは地下エネルギー移行技術の数値モデリングの現状と課題を理解する上で有用である。特に、日本独自の地質条件への適用可能性を検討する際の基礎知識を提供する。

In the global GX context

This review advances the global understanding of phase equilibrium modeling for subsurface energy transition, a critical component for scaling CCUS and hydrogen storage worldwide. It identifies methodological gaps that are relevant for researchers and practitioners working on carbon capture and storage or hydrogen economy, and offers pathways for integrating traditional thermodynamic approaches with machine learning.

👥 読者別の含意

🔬研究者:Researchers in CCUS and hydrogen storage will find a systematic review of phase equilibrium calculation methods and identification of key gaps to address.

🏢実務担当者:Engineers in subsurface energy projects can use the review to understand the state-of-the-art in modeling and the limitations of current equations of state.

🏛政策担当者:Policymakers supporting carbon capture and hydrogen storage will gain insight into the technical challenges that need further R&D investment.

📄 抄録（日本語訳）

地下エネルギー転換は、炭素排出を削減しながら持続可能な地下資源の利用を通じてエネルギー需要に対処することにより、気候変動の影響を緩和することを目的としている。これには、地下空間をエネルギー生産と貯蔵に活用することが含まれ、非在来型資源の持続可能な回収、炭素回収・利用・貯留（CCUS）、水素地質貯蔵、地熱開発などの戦略を包含する。地下エネルギー転換ポートフォリオの迅速かつ拡張可能な展開には、複雑な相現象のモデリングが実用的な課題であり続ける中で、多大な数値計算上の努力が必要である。本稿では、数値的相平衡計算に関する文献を検討し、熱力学モデルと多相フラッシュ計算の進歩に焦点を当てる。特に、炭素回復力のある未来のための地下領域におけるエネルギー転換の文脈に注目し、本レビューは気液平衡に焦点を当てている。相安定性試験の方法論、熱力学に基づく相挙動の調整、相平衡計算アルゴリズムの開発プロセス、およびエネルギー分野への応用が対象とされている。非在来型石油・ガス資源の開発、CCUS、水素地質貯蔵、地熱における相挙動数値計算の応用が強調されている。多くの状態方程式（EoS）が、前世紀のPRまたは他のEoSに基づき、特定の条件下で様々な修正パラメータと融合されているものの、より広い適用範囲を持つそのような簡略化された代表的な方程式は存在しないことが判明した。さらに、実験結果の不足は、相平衡計算の検証とデータ駆動型モデルの訓練を制限している。したがって、地下エネルギーにおける相平衡は、なお取り組みを要する。加えて、方法論的なギャップと潜在的な発展経路が特定され、提案されており、炭素意識の高い世界を促進するための地下エネルギー転換の文脈における相平衡計算の発展に光を当てることを目的としている。• 地下エネルギー転換アプリケーションのための相平衡モデリングの包括的なレビューを提供する。• 主要な方法論的ギャップを特定する：広く適用可能なEoSの欠如とデータ駆動型手法のためのデータ不足。• 極限的な地下条件下で、古典的な熱力学アプローチと新興のデータ駆動型技術を統合する。• 地下エネルギー技術のための相平衡モデリングを前進させる実行可能な研究経路を提案する。

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。

📄 Abstract（原文）

Subsurface energy transition aims to mitigate climate change impacts by reducing carbon emissions while addressing energy needs through utilization of sustainable subsurface resources. It involves harnessing underground space for energy production and storage, encompassing strategies like sustainable recovery of unconventional resources, carbon capture, utilization and storage (CCUS), H 2 geological storage and geothermal development, etc. A swift and scalable deployment of the subsurface energy transition portfolios necessitates significant numerical endeavors wherein modelling the complex phase phenomena remains a practical challenge. Herein this paper examines literature in numerical phase equilibrium calculations, focusing on advancements in thermodynamic models and multiphase flash calculations, particularly in the context of energy transition in the subsurface domain for a carbon-resilient future, and the review is focused on vapor -liquid equilibrium. Methodologies for phase stability test, adjustments in phase behavior based on thermodynamics, developmental process of algorithms for phase equilibrium calculations, and applications in the energy field are covered. The application of phase behavior numerical calculation in developing unconventional oil and gas resources, CCUS, H 2 geological storage and geotherm are highlighted. It is found that although many EoSs merged with various modified parameters under certain conditions, which based on PR or other EoSs from last century, there is no such simplified representative equation with a broader application range. Moreover, lacking experimental results limits the verification of phase equilibrium calculation and data-driven model training. Thus, the phase equilibrium in subsurface energy still needs efforts to engage. In addition, methodological gaps and potential development paths are identified and suggested, aims to shed light upon the development in phase equilibrium calculations in the context of subsurface energy transition for promoting a carbon-conscious world. • Provides a comprehensive review of phase equilibrium modeling for subsurface energy transition applications. • Identifies key methodological gaps: the lack of a broadly applicable EoS and insufficient data fordata-driven methods. • Integrates classical thermodynamic approaches with emerging data-driven techniques under extreme subsurface conditions. • Proposes actionable research pathways to advance phase equilibrium modeling for subsurface energy technologies.

🔗 Provenance — このレコードを発見したソース

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gxceed は公開メタデータに基づく研究支援データセットです。要約・翻訳・解説は AI 支援で生成されています。 最終的な解釈・検証は利用者が原典資料に基づいて行うことを前提とします。