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1 第 11 回日中省エネルギー 環境総合フォーラムクリーンコール技術 石炭火力発電分科会 クリーンコール技術に関する 中国とのビジネスベースの協力 2017 年 12 月 24 日 一般財団法人石炭エネルギーセンター (JCOAL) 理事長塚本修

2 JCOAL の業務概要 日本国政府 経済産業省資源エネルギー庁資源 燃料部石炭課 JOGMEC 独立行政法人石油天然ガス 金属鉱物資源機構 NEDO 国立研究開発法人新エネルギー 産業技術総合開発機構 JICA 独立行政法人国際協力機構 産炭国石炭利用国 国際機関 (WCA IEA など ) JCOAL 石炭のワン ストップ機関 情報の受発信 提言活動 クリーンコール政策のフォローアップと政策提言 プラットフォーム活動の深化と新規構築 タイムリーかつ有用な情報の受発信体制の構築と同活動の推進 石炭資源開発への取組み 石炭の安定供給確保 石炭資源調査 人材育成事業 クリーンコール技術開発の推進 石炭利用技術開発 石炭灰の有効利用技術 その他調査研究 広報の取組み 石炭広報活動 重点事業の戦略的な推進 クリーンコールタウン事業 褐炭等有効利用事業 CCS 関連事業 ( IGCC+CCS 等 ) クリーンコール技術の移転 会員企業 団体 1

3 クリーンコールテクノロジー (CCT) の体系図 石炭前処理 選炭 CCT 地域環境対策 地球温暖化対策 低 NOx 燃焼 排ガス処理 高効率化 CO 2 分離 回収 再エネリンク De- SOx De- NOx 脱じん 微粉炭火力 石炭ガス化 CCUS バイオ混焼 水質 土壌対策 USC A-USC IGCC, IGFC 水素発電等次世代火力 石炭灰有効利用 2

4 CCT ロードマップ 国内展開技術 ( 大分類 : 中長期開発 ) 海外展開技術 技術分野と個別技術 中分類 石炭火力の高効率化 低炭素化 小分類 石炭火力発電技術 産業用石炭利用技術 CO2 回収技術 1 A-USC 実用化 (700 級 ) 実用化 (800 級 ) 2 IGFC 3 A-IGCC 7 CO 2 循環型 IGCC 8 ケミカルルーヒ ンク 11 CO 2 転換利用 IGCC 実証 ( 大崎 CG) O 2 -CO 2 カ ス化炉試験反応塔構造検討 CO 2 転換利用試験 ( 大崎 CG) 5 フェロコークス 6 COURSE50 パイロット規模総合技術開発 CO 2 循環クロース ト 試験 30MWPP 試験 実用化開発 300MW 100MW 小規模 CO 2 転換利用 4 ABC (<10% 混合 ) (>10% 混合 ) 9 酸素燃焼 10 Post-Combustion CO 2 回収 大規模 CO 2 転換利用 (GT A-USC 開発後 ) 改質炭利用技術 12 褐炭高度利用 13 高効率褐炭乾燥 ベンチ試験 PP 試験 褐炭等の多用途利用 産業用石炭利用技術 14 ハイパーコール 15 自然エネルキ - 付加した CCT 16 TIGAR 17 ECOPRO 環境対策 環境負荷低減技術 18 環境負荷物質低減 (B Se) JIS/ISO 化 低減技術 利用技術 JCOAL 作成 3

5 今後の JCOAL 活動方針のポイント 更なる高効率化技術の開発 移転 コールフロンティアへの挑戦 バイオマス ( 農水産業の支援 ) 大気中の CO2 の活用 新たな炭素材料や化学品の開発 水素社会実現への貢献 高効率化技術開発 A-USC 実用化 (700 級 ) 大崎 IGCC 実証 IGFC 実証 バイオ混焼 (<10% 混合 ) (>10% 混合 ) JCOAL の主要活動 バイオ混焼 再生可能エネルギーとのハイブリッド化 木質系バイオ海外調達 ( タイ インドネシア ) バイオコークス ( 東北地方 ) CCUS 炭素材料等化学品 国内 : 農林業支援 再エネを重視した石炭火力の柔軟運用 (IoT の活用 ) 海外 : モザンビーク等での活用 炭鉱権益取得 海外でのCCUS 展開 ( カナダでのEOR 米国ワイオミング州でのCCUS 共同技術開発 ) 藻類等によるCO2 吸収 ( 魚礁の造成 海洋の活用 ) 炭素材料等の開発 水素社会実現へ貢献 褐炭ガス化による水素製造 (TIGAR, 等 ) 川重等の水素プロジェクト支援 海の CO2 ルール化 ( 大気中 CO 2 吸収 ) マリン開発 水素社会へ 4

6 CO 2 分離型化学燃焼石炭利用技術 ( ケミカルルーピング ) 1. 目的 : ケミカルルーピングを用いた中規模発電設備 (500MWe 以下 ) の開発 2. 開発スケジュール Phase 1 (2015~2022 年 ): 基盤研究 ( 小型試験装置を用いた試験 ) Phase 2 (2023~2030 年 ): パイロット / デモ プラント試験 3. 実施内容 現在 0.5t-coal/dの三塔式キャリア長時間循環反応評価装置 (100kW) を用いて キャリア ( イルメナイト ) の性能評価試験等を実施中 2020 年からは ベンチスケール (2t/d,1MW) で石炭燃焼特性評価試験等を実施する予定 蒸気 ( 発電 ) 給水 空気燃焼塔 灰 Fe 2 O 3 サイクロン 石炭 燃料反応塔 熱回収器 Fe 3 O 4 蒸気 蒸気集塵器 灰 蒸気 脱水器 N 2 空気 煙突 圧縮器 開発プロセスの概念図 CO 2 三塔式キャリア長時間循環反応評価装置 プロジェクト実施体制 5

7 人工石炭技術による地域エネルギー利用プロジェクト (2015~2017 年 ) ( 概要 ) 秋田県横手市において 杉 もみがら バーク等から人工石炭を生産 岩手県矢巾町のゴミ処理施設のコークス代替として利用 CO2 削減 生産拠点と利用拠点 盛岡 紫波地区環境施設組合清掃センターごみ焼却施設 横型バイオコークス製造所 ごみ処理施設以外での利用先 6

8 CO2 吸収源としての海洋牧場構想 栄養分 プランクトン 海洋牧場 石炭火力発電所他 植物による海水中 CO2 吸収 栄養分吸収 魚礁 ( 海底フ ロック ) 石炭灰 CaO+CO2 CaCO3 による海水中 CO2 吸収 人工骨材 石炭灰の不溶化設備 原料 人工骨材 下層路盤材として利用 CaO+CO2 CaCO3 による大気中 CO2 吸収 7

9 クリーンコール技術に関する中国との技術交流 CCT 移転事業 (1996 年 ~ ) 日本の CCT を中国に普及 促進することを目的に 1996 年度から発電分野あるいは産業分野を対象に石炭利用技術者 政府関係者等を日本に招聘して 座学と現場視察を組合せた研修事業を実施した 石炭火力設備診断事業 (2007 年 ~ ) 日本の専門家を中国等の石炭火力発電所に派遣し 既設火力発電所の熱効率改善 SOx NOx の排出低減等 CCT 普及のための設備診断 助言等の協力を実施した クリーンコールタウン事業 (2011 年 ~ ) 石炭火力発電 石炭化学産業 廃水処理産業等の関連産業及び地域社会を一体的に捉え 日本が有する上下流一体の CCT を活用することで 低炭素 資源循環型炭鉱地域 ( クリーンコールタウン ) を創成するための地域マスタープランを作成する事業を実施した CMM の活用 開発 (2011 年 ~ ) 中国の炭鉱における 炭鉱ガス (CMM) を安全に抽出し 低濃度ガスを効果的に濃縮し またメタンガスを高効率に利用する技術を開発し 中国炭鉱企業と共同実証を行った ECOPRO 事業化支援 (2013 年 ~ ) 新日鉄住金エンジニアリング (NSENGI) が保有する石炭熱分解ガス化技術 (ECOPRO) の事業化に向けて 中国のカウンターパート候補企業との技術交流を実施した (~2013 年 ) 8

10 CEC/JCOAL 協力の経緯中国における石炭火力発電設備の省エネ 環境診断に基づく設備 運用改善を日中の電力 設備関連企業がビジネスベースで促進することを目標とする 2007 年 日中エネルギー閣僚政策対話の場で CEC JBIC JCOAL の三者間で覚書を締結 第 2 回日中省エネルギー 環境総合フォーラムの場で CEC JBIC JCOAL 三者による協議書を締結 東京電力 中国電力 JPOWER 及びメーカー等が TPRI と協力し 華能 大唐 中電投傘下の 3 ヵ所の発電設備を診断し 設備改善及び運用改善方法を提案 2008 年 CEC JCOAL 立会のもと 華能集団と中国電力がビジネス協力の覚書を締結 第 1 回日中共同委員会を開催 第 3 回日中省エネルギー 環境総合フォーラムの場で CEC JBIC JCOAL 三者による協議書を更新締結 診断マニュアル (CEC/JCOAL) CDM マニュアル (CEC/JBIC) を作成 2009 年 新規診断対象発電設備候補 (80 ヶ所 8 ヶ所 ) の選定と設備 運用診断を日中が協力して実施 第 2 回日中共同委員会を開催 第 4 回日中省エネルギー 環境総合フォーラムの場で CEC JBIC JCOAL 三者による協議書調印 2010 年 2009 年に実施した 8 ヵ所の発電設備の改善案実施状況のフォローアップ等を実施 第 3 回日中共同委員会を開催 第 5 回日中省エネルギー 環境総合フォーラムの場で CEC JCOAL 二者による協議書調印 2011 年 第 4 回日中共同委員会を開催 第 6 回日中省エネルギー 環境総合フォーラムの場で CEC JCOAL 二者による協議書更新 調印 2012 年 第 5 回日中共同委員会を開催 第 7 回日中省エネルギー 環境総合フォーラムの場で CEC JCOAL 二者による協議書更新 調印 2013 年 第 6 回日中共同委員会を開催 2014 年 第 7 回日中共同委員会を開催 第 8 回日中省エネルギー 環境総合フォーラムの場で CEC JCOAL 二者による協議書更新 調印 2015 年 第 8 回日中共同委員会を開催 第 9 回日中省エネルギー 環境総合フォーラムの場で CEC JCOAL 二者による協議書更新 調印 2016 年 第 9 回日中共同委員会を開催 第 10 回日中省エネルギー 環境総合フォーラムの場で CEC JCOAL 二者による協議書更新 調印 2017 年 第 10 回日中共同委員会を開催 第 11 回日中省エネルギー 環境総合フォーラムの場で CEC JCOAL 二者による協議書更新 調印 9

11 JCOAL-CEC 中国石炭火力発電所の環境対策に関する協議書 目的 本事業協力の目的は 行動計画 と 電力発展第 13 次 5 ヵ年計画 に基づいた石炭火力発電に係るより厳格な省エネルギー 環境改善目標の長期にわたる実現に向けて日中企業間のパイプとなり ビジネス 技術交流をベースにした諸活動を実施する 実施内容 < 石炭火力の地域環境対策 (SOx NOx 等 ) に関する協力 > (1) 中国の改造 新規建設石炭火力プラントをモデルプラントとしてイノベーティブな環境配慮型省エネ最適システムや維持管理に係る計測技術の開発を共同で推進する (2) 中国関係機関の協力の下 石炭火力発電所の環境改善に係る規制 電力規格の実施状況と今後の課題及びロードマップを共有し 日中両政府の支援を得て PM2.5 等大気汚染改善 環境モニタリングシステム 水処理 副産物 廃棄物処理 微量元素対策等の環境対策に係るビジネス交流及び技術交流を推進する < 石炭火力発電における地球温暖化対策 (CO2) に関する協力 > (3) 中国関係機関の協力の下 中国の石炭火力発電所における効率改善 電力の負荷調整の実施状況及び課題を把握し 日中両政府の支援を得て 効率向上 電力の負荷調整に係るビジネス交流及び技術交流を推進する (4) 中国関係機関の協力の下 中国の石炭火力発電所における CO2 の排出対策として 日中両政府の支援を得て CCUS バイオマス混焼に係るビジネス交流及び技術交流を推進する 10

12 第三国での日中民間経済協力について 日本経済新聞によれば 政府は中国政府が掲げる広域経済圏構想 一帯一路 への協力を後押しする指針をまとめた 協力の柱 省エネ 環境分野 工業団地や電力基盤などの産業高度化 アジア 欧州の物流 出典 : 日本経済新聞 (2017 年 12 月 7 日 ) 11

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