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1 IEEJ: 2008 年 7 月 掲 載 サマリー 合 成 燃 料 の 現 状 と 今 後 の 動 向 について 平 井 晴 己 松 尾 雄 司 宇 野 宏 永 富 悠 石 炭 天 然 ガス バイオマスなど 炭 化 水 素 を 起 源 とするものの そのまま 利 用 するに は 制 約 があるため ガス 化 ( 分 解 ) 合 成 を 行 い 新 たな 炭 化 水 素 ( 常 温 常 圧 で 液 体 )を 合 成 する いわゆる 合 成 燃 料 について その 現 状 と 今 後 の 動 向 について 調 査 を 行 った 1. 導 入 状 況 と 今 後 の 見 通 し (1) 中 東 を 中 心 とした GTL の 大 型 プロジェクトは 天 然 ガス 価 格 や 建 設 コストの 高 騰 により 採 算 性 が 悪 化 一 部 を 除 いて その 多 くが 計 画 中 止 となっている (2) 安 価 な 国 内 炭 を 利 用 した 中 国 での CTL や DME プロジェクトは 着 実 に 進 められて おり 今 後 の 導 入 は 進 むと 見 られる 2. 経 済 性 (1) 建 設 コストや 原 料 価 格 の 上 昇 により 生 産 コストは 上 昇 している (2) 安 価 な 石 炭 を 原 料 とする 場 合 には 軽 油 と 同 程 度 の 経 済 性 を 有 する 場 合 がある 3. 環 境 性 燃 焼 時 のクリーン 性 は 高 いが 製 造 過 程 では 多 くのエネルギー 投 入 が 必 要 なため LCA 評 価 での CO2 排 出 量 は 軽 油 より 多 くなるのが 一 般 的 である( 原 料 がバイオの 場 合 を 除 く) 合 成 燃 料 は 既 存 のインフラをそのまま 利 用 でき 環 境 特 性 に 優 れたクリーンな 燃 料 で ある また 原 料 の 多 様 性 は エネルギーの 安 定 供 給 という 点 からもその 価 値 は 高 いと 考 え られる 経 済 性 やエネルギー 効 率 の 面 では 課 題 は 多 いものの 中 長 期 的 な 観 点 から 積 極 的 に 取 り 組 む 必 要 があると 考 えられる お 問 合 せ: report@tky.ieej.or.jp

2 合 成 燃 料 の 現 状 と 今 後 の 動 向 について 計 量 分 析 ユニット 研 究 主 幹 研 究 員 研 究 員 研 究 員 平 井 晴 己 松 尾 雄 司 宇 野 宏 永 富 悠 はじめに 炭 化 水 素 が 燃 焼 ( 酸 化 )される 際 に 発 生 する 熱 エネルギーを 取 り 出 して 利 用 する 場 合 1 そのままボイラー 燃 料 として 燃 焼 するのが 最 も 効 率 的 である 炭 化 水 素 を 加 工 変 換 ( 分 解 再 結 合 )することは エネルギーの 新 たな 投 入 が 必 要 となり プロセスの 全 工 程 を 考 慮 す るならば 効 率 は 低 下 するからである しかしながら 輸 送 用 燃 料 としての 利 用 を 考 えた 場 合 には 特 に 石 炭 やバイオマスは 何 らかの 方 法 で 内 燃 機 関 用 としての 利 用 が 可 能 な 形 態 に 変 換 することが 必 要 となる ガソリンや 軽 油 といった 石 油 系 燃 料 と 同 様 に 常 温 常 圧 で 液 体 に 変 換 することは 既 存 の 石 油 系 燃 料 のインフラを 殆 どそのまま 利 用 できることか ら 最 も 利 便 性 の 高 い 利 用 方 法 となる このように 利 便 性 と 経 済 性 やエネルギー 効 率 については トレードオフの 面 があるものの 全 体 としての 費 用 対 効 果 をどう 判 断 するか という 点 から 議 論 して 行 く 必 要 がある 本 稿 で 扱 う 合 成 燃 料 とは 同 じ 炭 化 水 素 を 起 源 とするものの そのまま 利 用 するには 制 約 のあるもの すなわち 固 体 である 石 炭 やバイオマス あるいは 気 体 である 天 然 ガスを 一 旦 は 分 解 して 必 要 に 応 じて 目 的 物 である 炭 化 水 素 を 再 合 成 して 得 られた 液 体 ( 常 温 常 圧 )を 合 成 燃 料 と 定 義 し 具 体 的 には FT 法 (フィッシャー トロプッシュ 法 )によって 生 産 される FT 合 成 油 と DME に 関 する 現 状 と 今 後 の 動 向 について 合 成 燃 料 の 導 入 状 況 と 今 後 の 計 画 原 料 の 需 給 合 成 燃 料 の 経 済 性 と LCA 評 価 各 地 域 における 合 成 燃 料 の 導 入 ポテンシャルに 関 してまとめる 第 1 章 序 論 1-1 合 成 ガス 燃 料 の 位 置 づけ 合 成 ガスから 炭 化 水 素 を 合 成 する 手 法 は 1920 年 代 ドイツにおいて 石 炭 を 原 料 とし て 確 立 したプロセスで その 創 始 者 の 名 をとり FT 法 (フィッシャー トロプッシュ 法 ) と 呼 ばれる ほぼ 同 時 期 にドイツでベルギウスにより 石 炭 の 直 接 液 化 のプロセスが 開 発 さ れるが 石 炭 の 液 体 燃 料 化 に 関 しては ベルギウス 法 を 直 接 液 化 FT 法 を 間 接 液 化 1 この 他 森 田 研 究 理 事 奥 村 研 究 主 幹 中 西 研 究 主 幹 ( 現 新 日 本 石 油 ) 洪 主 任 研 究 員 ( 現 SK エ ナジー) 姜 主 任 研 究 員 ( 現 韓 国 石 油 品 質 管 理 院 )にも 多 大 な 協 力 と 支 援 を 頂 いた 正 確 に 記 述 すれば Σ 乖 離 エネルギー(C-C C-H O-O など)とΣ 結 合 エネルギー(C-O H-O な ど)の 差 額 を 取 り 出 すということである 1

3 として 区 分 する 慣 わしがある いずれにしろ 合 成 燃 料 の 製 造 は 各 種 の 炭 化 水 素 を 分 解 して 合 成 ガスを 製 造 して さらにそれを 原 料 として 再 合 成 するという 一 般 的 な 化 学 熱 力 学 反 応 である 有 機 合 成 反 応 と 定 義 できる バイオマスから 酵 素 による 発 酵 反 応 を 介 して 製 造 されるエタノールなど いわゆる 生 化 学 反 応 とは 触 媒 反 応 温 度 圧 力 収 率 熱 効 率 などが 大 きく 異 なる 炭 化 水 素 化 合 物 である 天 然 ガス 石 炭 バイオマスから どういう 形 態 でエネルギーを 取 り 出 すのか そ の 代 表 的 な 経 路 について 図 1-1-1に 示 した 図 合 成 燃 料 の 位 置 づけ 2 利 用 形 態 輸 送 媒 体 輸 送 媒 体 利 用 形 態 < 化 学 的 変 換 > GTL/CTL/ BTL 輸 送 用 燃 料 パイプライン 電 力 天 然 ガス メタノール オレフィン 化 学 原 料 合 成 ガス LNG 石 炭 輸 送 用 燃 料 DME 電 力 熱 石 炭 バイオマス バイオマス アンモニア ( 尿 素 ) 石 炭 液 化 油 肥 料 輸 送 用 燃 料 化 学 原 料 < 物 理 的 変 換 > 発 酵 ( 生 化 学 反 応 ) エタノール < 生 化 学 的 変 換 > 1-2 プロセスの 概 要 プロセスの 概 要 合 成 燃 料 の 製 造 プロセスは 3 つの 段 階 に 分 かれる 1 第 1 段 階 : 合 成 ガスの 製 造 2 第 2 段 階 : 合 成 ガスを 原 料 として 粗 燃 料 を 合 成 3 第 3 段 階 : 粗 燃 料 のアップグレーディング( 水 素 化 改 質 異 性 化 ) 2 物 理 的 変 換 の 部 分 LNG あるい 石 炭 から 電 力 に 変 換 されて 利 用 される 場 合 厳 密 には 1 熱 に 変 換 ( 蒸 気 ボイラー ガスタービンなど)された 後 2 動 力 を 経 由 して 3 電 気 に 変 換 されることになるが 図 中 では 間 を 省 略 している 2

4 第 1 段 階 で 原 料 となる 炭 化 水 素 源 を 分 解 して 合 成 ガス(CO+H2)をつくり 第 2 段 階 で 合 成 ガスから 目 的 生 産 物 を 合 成 する 様 々な 分 子 量 を 持 つ 炭 化 水 素 の 合 成 ( 以 下 FT 合 成 という)を 行 うか メタノールや LPG と 性 質 が 似 た DME(ジメチルエーテル)など 単 一 製 品 の 合 成 を 行 うかによって 反 応 温 度 条 件 などプロセスの 詳 細 は 若 干 異 なることになる 第 3 段 階 はメタノールや DME の 場 合 は 不 純 物 ( 高 級 アルコールなど)を 除 去 すること になるが FT 合 成 油 の 場 合 は 直 鎖 の 炭 化 水 素 化 合 物 が 炭 素 数 の 小 さいものから 大 きい ものへと 連 続 的 に 合 成 されるため 高 分 子 化 合 物 の 分 解 低 分 子 化 ( 水 素 化 分 解 ) 直 鎖 構 造 の 異 性 化 ( 分 枝 化 )や 芳 香 族 化 ( 環 状 化 脱 水 素 )によって 付 加 価 値 の 高 い 多 様 な 製 品 を 製 造 する 過 程 となる FT 合 成 油 メタノール DMEの 合 成 経 路 を 図 1-2-1に 概 念 化 して 示 した 図 GTL DME メタノールの 合 成 プロセス 概 略 脱 硫 H 2 O H 2 合 成 ガス 製 造 ( 自 己 熱 改 質 ) ( 部 分 酸 化 ) O 2 H 2 /CO = 2 FT 合 成 (ワックス) 精 製 処 理 ( 水 素 化 分 解 ) ( 異 性 化 ) 蒸 留 ナフサ 灯 油 軽 油 H 2 O 脱 硫 合 成 ガス 製 造 ( 自 己 熱 改 質 ) DME 合 成 粗 DME 蒸 留 DME O 2 H 2 /CO = 2 H 2 O 脱 硫 合 成 ガス 製 造 ( 自 己 熱 改 質 ) ( 水 蒸 気 改 質 ) メタノール 合 成 粗 メタノール 蒸 留 メタノール O 2 H 2 /CO = 2~ 合 成 ガスの 製 造 合 成 ガスの 製 造 は FT 合 成 燃 料 DME などの 分 野 だけではなく 石 油 精 製 における 水 素 の 製 造 ( 原 料 は LPG ナフサ オフガスなど) 都 市 ガスの 製 造 ( 原 料 は 主 にナフサ)あ るいは IGCC(ガス 化 複 合 発 電 原 料 は 石 炭 残 渣 油 )など 幅 広 い 分 野 で 行 われているが 合 成 ガス 製 造 の 基 本 反 応 式 は 以 下 の3つに 要 約 できる 1 部 分 酸 化 CH 4 + 1/ 2O 2 CO+2H 2 ( 発 熱 反 応 ) 2 水 蒸 気 改 質 CH 4 + H 2O CO+ H 2O + 3H 2 ( 吸 熱 反 応 ) 3 水 ガスシフト 反 応 CO + H2O CO2+H 2 ( 吸 熱 反 応 ) 部 分 酸 化 法 とは 完 全 燃 焼 に 必 要 な 理 論 酸 素 量 よりも 低 い 酸 素 濃 度 で 不 完 全 燃 焼 させる ものである 石 炭 やバイオマスの 場 合 は 部 分 酸 化 法 によって 合 成 ガスが 製 造 されるが 合 成 ガスの H2/CO 比 は FT 合 成 で 必 要 とされる 3:1 よりも 低 いため 水 ガスシフト 反 応 3

5 により 水 素 比 を 上 げる 必 要 がある 水 蒸 気 改 質 反 応 はメタンなどの 低 炭 化 水 素 化 合 物 の 場 合 に 利 用 されることが 多 いが 部 分 酸 化 法 あるいは 両 方 を 組 み 合 わせる 自 己 熱 改 質 法 (ATR)を 用 いる 場 合 もある 天 然 ガ スから 水 蒸 気 改 質 法 により 製 造 された 合 成 ガスは 水 素 比 が 高 いため 水 ガスシフト 反 応 を 利 用 する 必 要 がない FT 合 成 FT 合 成 のプロセスは 各 種 の 触 媒 が 充 填 された 反 応 器 に 組 成 (H2/CO 比 )を 調 整 した 合 成 ガスを 導 入 し 合 成 反 応 を 行 うプロセスである 反 応 により 直 鎖 の 炭 化 水 素 のほかにオ レフィンやアルコール 類 その 他 さまざまな 副 反 応 生 成 物 が 生 成 する nco + (2n + 1)H 2 CnH2n H2O CO + H O CO H 2 FT 合 成 における 反 応 は 鎖 が 成 長 する 一 種 の 重 合 反 応 であり 縦 軸 を 対 数 軸 とし 横 軸 に 炭 素 数 をとると 生 成 するパラフィンの 分 子 量 は 直 線 で 示 される この 反 応 は 下 記 の Anderson-Flory-Schults 重 合 速 度 式 に 従 うものと 仮 定 される Log(W i / Ci ) = (log α)ci + K Ci: 炭 素 数 K: 定 数 Wi: 炭 素 数 Ci の 生 成 物 の 留 分 重 量 α = R p /(R p + R α: 鎖 が 成 長 する 確 率 Rp: 重 合 速 度 Rt: 終 速 度 図 触 媒 選 択 に 対 する 生 成 物 の 分 子 鎖 分 布 t ) ( 出 所 )P.J.A. Tijm et. al., Proceedings of Gastech 93, Feb ,

6 重 合 反 応 は 鎖 の 成 長 速 度 に 対 する 鎖 の 集 結 速 度 の 確 率 αで 示 され この 値 が 高 ければ 分 子 鎖 が 長 くなり 生 成 物 はよりパラフィンに 富 む 反 応 温 度 で 見 ると 一 般 に 330~350 の 場 合 ガソリン 留 分 とオレフィン 類 が 主 に 生 成 し 180~250 では 軽 油 留 分 とワックス が 主 に 生 成 する FT 合 成 においては 得 られる 製 品 は 炭 素 数 の 多 い 直 鎖 の 炭 化 水 素 が 中 心 となるため( 主 にワックス) 表 1-2-1に 示 すように 流 動 点 が 高 い この 合 成 油 を 水 素 化 分 解 により 低 分 子 化 を 行 うと ナフサや 灯 軽 油 といった 留 分 に 相 当 する 炭 素 数 をもった 留 分 が 多 い 液 体 の 合 成 燃 料 油 に 転 換 される 分 解 の 反 応 条 件 を 変 えることによりナフサ 灯 油 軽 油 相 当 留 分 (C10~C20)の 収 率 を 高 めることが 出 来 る 合 成 油 は さらに 蒸 留 により 各 々の 留 分 に 分 別 される ShellのSMDSプロセスでは 運 転 条 件 により 軽 油 収 率 最 大 型 (ナ フサ 15% 灯 油 25% 軽 油 60%)と 灯 油 収 率 最 大 型 (ナフサ 25% 灯 油 50% 軽 油 25%) に 変 更 が 可 能 とされる 表 Sasol SSPD プロセスによる 一 次 生 成 物 の 性 状 FT 合 成 油 アラビアン スマトラ ブレント ライト ライト API 比 重 硫 黄 分 ppm <10 19,000 4,000 <1,000 窒 素 分 ppm <10 1,100 1,300 1,200 流 動 点 軽 油 留 分 Vol% 重 質 油 分 Vol% ( 出 所 )Thi Chang, Oil & Gas Journal, Dec. 18, 2000 原 料 別 の FT 合 成 油 製 造 プロセスフローを 以 下 に 示 す 図 天 然 ガス 由 来 FT 合 成 油 製 造 プロセスフロー 5

7 酸 素 水 蒸 気 天 然 ガス 脱 硫 自 己 熱 改 質 (ATR) 不 純 物 除 去 熱 回 収 等 水 素 回 収 合 成 ガス 水 素 合 成 ガス FT 合 成 液 体 炭 化 水 素 分 解 改 質 炭 化 水 素 回 収 蒸 気 リサイクルガス CO 2 回 収 発 電 電 力 CO 2 図 石 炭 由 来 FT 合 成 油 製 造 プロセスフロー 酸 素 硫 黄 石 炭 前 処 理 ( 乾 燥 粉 砕 ) ガス 化 合 成 ガス 前 処 理 ( 不 純 物 除 去 等 ) 合 成 ガス スラッジ 合 成 ガス FT 合 成 液 体 炭 化 水 素 炭 化 水 素 回 収 分 解 改 質 液 体 燃 料 製 品 蒸 気 CO 2 回 収 脱 水 / 圧 縮 水 素 回 収 水 素 CO 2 H 2 O 自 己 熱 改 質 (ATR) 酸 素 水 蒸 気 図 バイオマス( 木 材 ) 由 来 FT 合 成 油 製 造 プロセスフロー 6

8 水 蒸 気 木 材 乾 燥 間 接 ガス 化 合 成 ガス 前 処 理 ( 不 純 物 除 去 等 ) 合 成 ガス チャー 水 素 合 成 ガス FT 合 成 液 体 炭 化 水 素 炭 化 水 素 回 収 分 解 改 質 液 体 燃 料 製 品 蒸 気 発 電 電 力 メタノール DMEの 合 成 プロセス 1 メタノールの 合 成 反 応 メタノール 合 成 では 銅 系 の 触 媒 が 用 いられる 合 成 ガスを 用 いたメタノール 合 成 反 応 式 は 以 下 のように 表 せる CO + 2H 2 CH 3OH 合 成 ガスからのメタノール 合 成 の 歴 史 は 古 く 1923 年 にドイツの BASF によって 最 初 に 工 業 的 生 産 が 行 なわれた 初 期 には 反 応 圧 力 が 100 気 圧 以 上 である 高 圧 法 と 呼 ばれるプロ セスで 生 産 が 行 われていたが 1959 年 にイギリスの ICI が 新 触 媒 を 開 発 し 反 応 圧 力 50 気 圧 という 低 圧 メタノール 合 成 の 工 業 化 に 成 功 した 低 圧 法 の 開 発 によりメタノール 製 造 のためのエネルギー 原 単 位 は 著 しく 低 減 された メタノール 合 成 反 応 においては 1パス の 転 化 率 が 40% 程 度 であることと 反 応 熱 を 除 去 する 目 的 から 多 量 の 未 反 応 ガスをリサイク ルする 必 要 がある このため 生 産 規 模 の 上 限 が 2,500 トン/ 日 程 度 と 小 さいという 問 題 点 があるが メタノール 生 産 大 手 の Methanex 社 がチリで 進 めている Mega プロジェクトの 生 産 能 力 は 5,000t/ 日 規 模 に 拡 大 している 2 DME の 合 成 反 応 DME の 合 成 には 合 成 ガスからメタノールを 製 造 し 脱 水 する 事 で DME を 得 る 間 接 法 と 合 成 ガスから 直 接 DME を 合 成 する 直 接 法 がある 間 接 法 現 在 化 学 製 品 としての DME は 需 要 が 少 ないためにメタノールを 原 料 とした 脱 水 反 応 7

9 で 製 造 されている DME 合 成 に 関 与 する 反 応 式 は 以 下 のように 表 される この 製 造 プロセ スはメタノールを 経 由 する 2 段 階 法 ( 間 接 法 )といえる 第 一 段 階 :(メタノール 合 成 ) 第 二 段 階 :( 脱 水 反 応 ) 2 3 CO + 4H 2 2CH OH kcal/ mol CH3 OH CH3OCH3 + H O + 5.6kcal/ mol 間 接 法 は 合 成 ガスを 従 来 のメタノール 合 成 技 術 により メタノールに 転 換 し 脱 水 して DME に 転 換 する 方 法 である 既 存 のメタノール 合 成 技 術 と 脱 水 技 術 の 組 み 合 わせであり 成 熟 技 術 といえる 代 表 的 な 技 術 提 供 者 に 三 菱 ガス 化 学 東 洋 エンジニアリング Lurgi(ド イツ)があげられる 直 接 法 合 成 ガスから 直 接 製 造 する 技 術 については Haldor Topsoe Air Products and Chemicals が 開 発 を 行 なっている 日 本 では JFE を 中 心 に 技 術 開 発 プロジェクトが 進 められている しかし いずれも 現 状 はパイロットプラントの 運 転 段 階 で 止 まっており 工 業 生 産 には 至 っていない DME の 直 接 合 成 プロセスでは メタノール 合 成 と 同 様 の 銅 系 触 媒 に 脱 水 機 能 を 付 与 した 二 元 機 能 触 媒 を 用 いている 合 成 ガスから DME が 製 造 される 場 合 の 総 括 的 反 応 式 は 以 下 の 2 つの 式 で 表 される 発 熱 反 応 であるため 効 率 的 に 反 応 熱 を 除 去 し 温 度 を 制 御 することが 必 要 である 反 応 式 A: 3CO + 3H 2 CH3OCH3 + CO kcal/ mol (H 2 /CO 比 が 1 である 合 成 ガスを 原 料 とする 場 合 の 反 応 : 石 炭 など 水 素 が 少 ない 原 料 ) 反 応 式 B: 2CO + 4H 2 CH3OCH3 + H 2O kcal / mol (H 2 /CO 比 が 2 である 合 成 ガスを 原 料 とする 場 合 の 反 応 : 天 然 ガスなどが 原 料 の 場 合 ) 間 接 法 と 直 接 法 の 比 較 直 接 法 は 間 接 法 よりもプロセスが 簡 素 化 され 比 較 的 低 い 圧 力 下 で 総 合 転 化 率 を 高 める 事 ができるため より 効 率 的 な DME 生 産 法 として 研 究 が 行 われている 図 石 炭 を 原 料 とした DME 合 成 プロセスフロー 図 ( 直 接 法 ) 8

10 高 圧 蒸 気 蒸 気 二 酸 化 炭 素 パージガス 二 酸 化 炭 素 蒸 気 酸 素 石 炭 ガス 化 シフト 反 応 脱 硫 脱 二 酸 化 炭 素 DME 合 成 精 製 DME 石 炭 スラッジ 硫 黄 メタノール 水 出 所 : 石 炭 を 原 料 とした 新 クリーン 燃 料 DME の 製 造 日 本 エネルギー 学 会 (2003) 等 より 作 成 9

11 第 2 章 合 成 燃 料 の 導 入 状 況 2-1 FT 合 成 燃 料 の 導 入 状 況 FT 合 成 燃 料 には 原 料 の 種 類 により GTL(Gas to liquids) CTL(Coal to liquids) BTL(Biomass to liquids)に 区 分 される CTL は 一 般 的 には FT 法 ( 間 接 法 )を 指 すもので あるが これと 異 なる 直 接 液 化 法 を 含 む 場 合 があるので 注 意 を 要 する GTLプロジェクト GTL はクリーンな 燃 料 として 世 界 的 に 注 目 されており 各 国 で 多 くのプロジェクトが 計 画 されたが ここ 数 年 にいたる 原 油 価 格 の 高 騰 は 原 材 料 価 格 や 人 件 費 の 高 騰 へと 波 及 し その 建 設 費 用 は 数 倍 までに 跳 ね 上 がることとなった このため 多 くの 計 画 は 中 止 延 期 を やむなくされているのが 現 状 である (1) カタール( 表 2-1-1) カタールのラスラファンに サソールシェブロン 社 ( 南 アフリカのサソール 社 とシェブ ロン 社 の 合 弁 会 社 )と 国 営 カタール 石 油 (QPC)との 合 弁 会 社 Oryx GTL 社 による GTL プラントが 2006 年 6 月 に 完 成 し 2007 年 1 月 より 稼 動 が 開 始 された これはノースフィ ールドガス 田 の 天 然 ガスを 原 料 として 3.4 万 B/D の 生 産 能 力 を 有 する 世 界 初 の 商 業 規 模 の GTL プラントであるが 触 媒 系 の 不 具 合 と 思 われる 運 転 トラブル( 注 :サソール 社 自 身 は 原 因 を 発 表 していない)のため 数 千 B/D の 低 稼 働 となっている これと 並 行 してシェル 社 と 国 営 カタール 石 油 合 弁 による 世 界 最 大 級 の GTL プロジェクト (Pearl GTL)が 進 められているが ノースフィールドガス 田 の 天 然 ガスを 原 料 として 生 産 能 力 7 万 B/D のプラントを 2 基 建 設 するもので 投 資 額 は 当 初 想 定 された 50 億 ドルから 一 挙 に 120~180 億 ドルに 跳 ね 上 がったものの シェル 社 はこの 計 画 を 進 めるとしている 一 方 エクソンモービル 社 と 国 営 カタール 石 油 によるプロジェクト(Palm プロジェクト 生 産 能 力 :15.4 万 B/D) コノコフィリップス 社 によるプロジェクト( 生 産 能 力 :16 万 B/D) および Marathon 社 によるプロジェクト( 生 産 能 力 :6 万 B/D)は 計 画 中 止 となった 表 カタールにおける 主 な GTL プロジェクト 開 発 者 プロジェクト 名 生 産 能 力 投 資 額 備 考 サソールシェブロン 社 カタール 石 油 Oryx1 3.4 万 B/D 30 億 ドル 世 界 初 の 商 業 規 模 プラント サソールシェブロン 社 Oryx2 6.6 万 B/D - Oryx1の 拡 張 計 画 開 始 時 期 不 明 シェル 社 カタール 石 油 Pearl GTL 14 万 B/D 120~180 億 ドル - エクソンモービル 社 カタール 石 油 Palm 15.4 万 B/D - 計 画 中 止 コノコフィリップス 社 - 16 万 B/D - 計 画 中 止 Marathon 社 - 6 万 B/D - 計 画 中 止 ( 出 所 ) PEC 海 外 石 油 情 報 ミニリポート JOGMEC 石 油 天 然 ガスレビュー 等 各 種 資 料 より 作 成 10

12 (2) アフリカ( 表 2-1-2) ナイジェリアにおいては シェブロンナイジェリア 社 とナイジェリア 国 営 石 油 との 共 同 プロジェクト(Escravos GTL)が 進 行 中 である 同 プロジェクトのプラント 規 模 は 3.4 万 B/D であり 建 設 費 高 騰 を 理 由 に 当 初 計 画 よりも 遅 れての 進 行 である アルジェリアにおいて 計 画 されていた Tinrhert プロジェクト( 生 産 能 力 :3.6 万 B/D) は 建 設 費 高 騰 のため 建 設 計 画 が 中 止 となった なお 南 アフリカの 国 営 石 油 会 社 PetroSA 社 は サソールの 技 術 により 沖 合 いガス 田 から 生 産 される 天 然 ガスを 原 料 に GTL の 生 産 を 行 っている(モッセルベイ 工 場 ) 表 アフリカにおける 主 な GTL プロジェクト 開 発 者 場 所 (プロジェクト 名 ) 生 産 能 力 投 資 額 備 考 シェブロンナイジェリア 社 ナイジェリア 国 営 石 油 シントロリウム 社 Ivanhoe 社 - ナイジェリア (Escravos GTL) ナイジェリア アルズー (Ajeプロジェクト) アルジェリア (Tinrhert 統 合 PJの 一 部 ) エジプト ( 出 所 )PEC 海 外 石 油 情 報 ミニリポート 等 各 種 資 料 より 作 成 3.4 万 B/D - 遅 延 見 込 み 万 B/D - 建 設 費 高 騰 のため 計 画 中 止 4.5~ 9 万 B/D - 構 想 段 階 (3) その 他 ( 表 2-1-3) マレーシアのビンツルでは 1993 年 Shell MDS 社 により GTL プラントの 建 設 運 転 が 開 始 された このプラントは 南 シナ 海 の 海 洋 油 田 のガスを 原 料 として 1.47 万 B/D の GTL 燃 料 を 生 産 しているが 1997 年 に 爆 発 事 故 により 休 止 したものの 2000 年 に 再 稼 動 した Rentech 社 は ボリビアにて GTL Bolivia 社 (Rentech プロセスのライセンシー) と 共 同 で GTL プラントを 建 設 する 計 画 であったが ボリビアの 政 情 が 不 安 定 であることが 原 因 で 実 現 には 至 っていない パプアニューギニアでは クウェート 海 外 石 油 探 査 会 社 KUFPEC 社 (クウェート 国 営 石 油 会 社 KPC の 子 会 社 )とシントロリウム 社 による 生 産 能 力 5 万 B/D の GTL プラントの 建 設 計 画 がある シェル 社 はロシアのガスプロム 社 と 共 同 で シベリア 西 部 にロシア 初 の GTL プラント 建 設 の 検 討 を 行 ったが 計 画 はとりやめとなった 表 その 他 地 域 における 主 な GTL プロジェクト 開 発 者 場 所 (プロジェクト 名 ) 生 産 能 力 投 資 額 備 考 マレーシア Shell MDS 社 1.47 万 B/D 年 実 用 化 ビンツル Rentech 社 GTL Bolivia 社 Rentech 社 プルタミナ 社 シェル 社 ガスプロム 社 シントロリウム 社 KUFPEC 社 BP 社 ボリビア 1 万 B/D - インドネシア スラウェシ 島 シベリア 西 部 ナディム 1.65 万 B/D 計 画 中 止 2001 年 建 設 の 覚 書 を 締 結 も 政 情 不 安 により 建 設 延 期 構 想 段 階 ( 開 始 時 期 不 明 ) パプアニューギニア 5 万 B/D - - コロンビア ( Casanare PJ) 8.4 万 B/D - 構 想 放 棄 ( 出 所 ) ( 財 ) 石 油 産 業 活 性 化 センター PEC 海 外 石 油 情 報 ミニリポート 等 各 種 資 料 より 作 成 11

13 2-1-2 CTLプロジェクト 南 アフリカのサソール 社 が 1955 年 にサソールブルグにて 石 炭 から 合 成 石 油 のサンプルを 製 造 したのが CTL の 始 まりであり 同 社 はセクンダにある 世 界 で 唯 一 の 商 業 規 模 の CTL プラントにて 15 万 B/D の CTL 燃 料 を 製 造 している 国 内 外 の 市 場 の 成 長 に 対 応 すべく 現 在 その 生 産 能 力 を 18 万 B/D まで 増 強 した そのほかに 石 炭 資 源 を 豊 富 に 有 する 中 国 やアメリカを 中 心 にして CTL プラント 建 設 プロジェクトがいくつか 進 められている (1) 中 国 ( 表 2-1-4) 内 モンゴル 自 治 区 の Erdos においては 中 国 最 大 の 石 炭 会 社 である 国 営 の 神 華 集 団 公 司 が 直 接 液 化 による 生 産 能 力 2 万 B/D 投 資 額 16 億 ドルの CTL プラントを 建 設 しており 2008 年 生 産 開 始 を 予 定 している また 同 プラントを 10 万 B/D 規 模 に 増 強 することも 計 画 されている 一 方 伊 泰 集 団 公 司 も 内 モンゴル 自 治 区 において 直 接 液 化 による 生 産 能 力 3,500B/D のプラントにて CTL 燃 料 を 2008 年 に 生 産 開 始 の 予 定 である 山 西 省 の 楡 林 (Yulin)においては 2 件 の CTL プラント 建 設 計 画 がある 1つは 神 華 集 団 公 司 と 南 アフリカのサソール 社 が 間 接 液 化 による 生 産 能 力 12 万 B/D 投 資 額 50 億 ドルの CTL プラントについて 2013 年 操 業 開 始 に 向 けて 事 業 化 調 査 を 進 めている もう 1つは 山 東 Yankuang 集 団 公 司 による 生 産 能 力 2 万 B/D( 直 接 液 化 ) 投 資 額 1,000 億 元 の CTL プラント 建 設 計 画 であり 2012 年 の 生 産 開 始 を 予 定 している このプラントは 実 証 化 プラントであり 現 在 認 可 待 ちの 段 階 である なお 第 一 段 階 で 10 万 B/D に 第 二 段 階 で 20 万 B/D に 増 強 される 予 定 である 寧 夏 回 族 自 治 区 においては 神 華 寧 夏 煤 業 集 団 公 司 が 2 件 のプロジェクトを 進 めている 前 者 は 南 アフリカのサソール 社 と 共 同 で 間 接 液 化 による 生 産 能 力 8 万 B/D の CTL プラ ント 建 設 計 画 であり 2013 年 操 業 開 始 を 目 指 して 事 業 化 調 査 を 行 っている 後 者 は ロ イヤルダッチシェル 社 と 共 同 で 間 接 液 化 による 7 万 B/D の CTL プラント 建 設 計 画 であり 2012 年 の 生 産 開 始 を 予 定 している CTLによる 生 産 量 を 2020 年 には 100 万 B/D 1 ( 石 炭 消 費 量 2 億 トン/ 年 )まで 増 加 さ せるという 目 標 もあるが 上 述 してきた 中 国 の 主 要 プロジェクトのうち 実 現 性 のあるも のを 積 算 すれば 2020 年 頃 には およそ 30 万 B/D 程 度 と 見 るのが 妥 当 なところと 言 えよう いずれにしろ 今 後 中 国 でCTL 事 業 が 本 格 化 して 拡 大 するかどうかは 中 国 最 大 の 石 炭 グループである 神 華 集 団 公 司 がサソール 社 及 びシェル 社 と 進 めているCTLプロジェクトの 成 功 が 鍵 といわれており 中 国 政 府 もこれら 両 プロジェクトの 成 行 きを 注 視 している 年 の IEA ワークショップ 12

14 表 中 国 における 主 な CTL プロジェクト 神 華 集 団 公 司 伊 泰 集 団 公 司 神 華 集 団 公 司 サソール 社 開 発 者 場 所 (プロジェクト 名 ) 生 産 能 力 投 資 額 備 考 山 東 Yankuang 集 団 公 司 神 華 寧 夏 煤 業 集 団 公 司 サソール 社 神 華 寧 夏 煤 業 集 団 公 司 ロイヤルダッチシェル 社 Lu'an 集 団 公 司 等 内 モンゴル 自 治 区 (Erdos PJ) 内 モンゴル 自 治 区 山 西 省 楡 林 (Yulin) 山 西 省 楡 林 (Yulin) 寧 夏 回 族 自 治 区 寧 夏 回 族 自 治 区 山 西 省 屯 留 (Tunliu) 2 万 B/D ( 直 接 液 化 ) 16 億 ドル 3,500B/D ( 直 接 液 化 ) 2008 年 生 産 開 始 予 定 10 万 B/D 規 模 に 増 強 予 定 年 生 産 開 始 予 定 12 万 B/D ( 間 接 液 化 ) 50 億 ドル 2013 年 操 業 開 始 予 定 2 万 B/D ( 直 接 液 化 ) 1,000 億 元 2012 年 生 産 開 始 予 定 8 万 B/D ( 間 接 液 化 ) 50 億 ドル 2013 年 操 業 開 始 予 定 7 万 B/D ( 間 接 液 化 ) 50~60 億 ドル 2012 年 生 産 開 始 予 定 3,500B/D ( 直 接 液 化 ) 年 生 産 開 始 予 定 ( 出 所 ) PEC 海 外 石 油 情 報 ミニリポート JOGMEC 石 油 天 然 ガスレビュー 等 各 種 資 料 より 作 成 (2) アメリカ( 表 2-1-5) モンタナ 州 中 央 部 の Bull Mountain 炭 鉱 にて エネルギー 会 社 DKRW Advanced Fuels 社 石 炭 会 社 Arch Minerals 社 Bull Mountain Coal 社 による CTL プラント 建 設 が 計 画 されている 生 産 能 力 は 2.2 万 B/D であり 2013 年 頃 稼 動 予 定 である この 他 にモンタナ 州 では 2 件 のプロジェクトが 計 画 されている 1 つは Rentech Development 社 と Peabody Electricity 社 共 同 による 生 産 能 力 1 万 B/D の CTL プラント 計 画 であり もう1つは BNSF Railway 社 と Tenaska 社 の 共 同 による 計 画 で 実 施 可 能 性 調 査 が 進 められている ワイオミング 州 においては Rentech Development 社 と Peabody Electricity 社 共 同 によ る 生 産 能 力 3 万 B/D の CTL プラント および Medicine Bow Fuel & Power 社 による 生 産 能 力 1.3 万 B/D(ナフサとの 合 計 量 )の CTL プラントの 建 設 が 計 画 されている また ノースダコタ 州 に 生 産 能 力 3.2 万 B/D の CTL プラントを 建 設 するために Great River Energy 社 Headwaters 社 North American Coal 社 の 3 社 は 合 弁 会 社 American Lignite Energy 社 を 設 立 した ミシシッピー 州 ナチェス 地 区 では 生 産 能 力 2.5 万 B/D(その 後 5 万 B/D に 増 強 する 予 定 )の CTL プラントの 建 設 が 計 画 されており 実 用 化 されれば アメリカ 南 部 で 最 初 の CTL 商 業 プラントになる アメリカでの CTL プロジェクトは 海 外 資 源 への 依 存 度 の 低 減 国 内 資 源 の 開 発 という 観 点 から 積 極 的 に 進 められており 多 額 の 国 内 石 炭 への 補 助 金 も 拠 出 されている また 米 軍 も CTL に 興 味 を 示 しており 幅 広 く 安 全 保 障 上 の 視 点 から 位 置 づけられているのが 現 状 である 13

15 表 アメリカにおける 主 な CTL プロジェクト DKRW Advanced Fuels 社 Arch Minerals 社 Bull Mountain Coal 社 開 発 者 場 所 生 産 能 力 投 資 額 備 考 モンタナ 州 中 央 部 2.2 万 B/D 年 頃 稼 動 予 定 Rentech Development 社 Peabody Electricity 社 モンタナ 州 1 万 B/D - - BNSF Railway 社 Tenaska 社 モンタナ 州 - - 実 施 可 能 調 査 を 進 めている Rentech Development 社 Peabody Electricity 社 ワイオミング 州 3 万 B/D - - Medicine Bow Fuels&Power 社 ワイオミング 州 1.3 万 B/D (ナフサと 合 計 ) - - Great River Enegy 社 Headwaters 社 North American Coal 社 ノースダコタ 州 3.2 万 B/D 20 億 ドル 合 弁 会 社 American Lignite Energy 社 設 立 Rentech 社 ミシシッピー 州 ナチェス 2.5 万 B/D - 当 初 2.5 万 B/D その 後 5 万 B/Dに 増 強 予 定 Baard Energy 社 コロンビア 郡 港 湾 局 オハイオ 州 (Ohio River Clean Fuels PJ) 3.5 万 B/D 40 億 ドル - 台 湾 中 油 CPC アラスカ 産 業 開 発 輸 出 公 社 (AIDEA) Alaska Natural Resources-to-Liquids 社 アラスカ クック 湾 西 側 8 万 B/D 50 億 ドル 以 上 - ( 出 所 ) PEC 海 外 石 油 情 報 ミニリポート 等 各 種 資 料 より 作 成 (3) その 他 ( 表 2-1-6) フィリピンのバターン 石 油 化 学 工 業 地 帯 にて Headwaters CTL 社 と H & WB 社 が 生 産 能 力 6 万 B/D の CTL プラントの 建 設 を 計 画 している プラントの 建 設 は 2009 年 までに 開 始 される 予 定 である オーストラリアでは エネルギー 会 社 Altona Resources 社 による CTL プラントの 建 設 プロジェクトがある 第 一 第 二 段 階 では 3 万 B/D の CTL 燃 料 を 第 三 段 階 では 4.5 万 B/D の CTL 燃 料 を 生 産 することが 計 画 されている 表 その 他 地 域 における 主 な CTL プロジェクト 開 発 者 場 所 生 産 能 力 投 資 額 備 考 Sasol 社 南 アフリカ セクンダ 3 万 B/D - 既 存 能 力 15 万 B/Dから18 万 B/D への 増 強 計 画 Headwaters CTL 社 H&WB 社 フィリピン バターン 石 油 化 学 工 業 地 帯 6 万 B/D 年 までに 建 設 開 始 予 定 Altona Resources 社 オーストラリア 7.5 万 B/D - 第 1 2 段 階 計 3 万 B/D 第 3 段 階 4.5 万 B/D PT Nuansa Cipta Coal Investment 社 Kenertec 社 POSCO Engineering and Construction 社 インドネシア ボルネオ 島 東 カリマンタン 10 万 B/D 55 億 ドル 当 初 3 万 B/D その 後 10 万 B/Dに 拡 大 ( 出 所 )PEC 海 外 石 油 情 報 ミニリポート 等 各 種 資 料 より 作 成 インドネシアのボルネオ 島 の 東 カリマンタンでは 生 産 能 力 10 万 B/D の CTL プラント 14

16 建 設 プロジェクトが 計 画 されている これはインドネシアの PT Nuansa Cipta Coal Investment 社 韓 国 の Kenertec 社 POSCO Engineering and Construction 社 による 共 同 プロジェクトであり 投 資 額 は 55 億 ドルである BTLプロジェクト ドイツの Choren 社 が 世 界 で 最 初 の 生 産 能 力 300B/D の BTL 商 業 化 プラントを 建 設 し 2008 年 中 頃 には 生 産 開 始 の 予 定 である 同 社 は さらに 2020 年 にかけて 4,000B/D の 能 力 を 持 つプラントを 10~15 基 建 設 する 計 画 である また Choren 社 は シェル 社 ダイ ムラー 社 VW 社 と 共 同 で 国 内 に 2 万 B/D 以 上 の BTL プラントの 建 設 を 予 定 している 表 ドイツにおける 主 な BTL プロジェクト 開 発 者 場 所 生 産 能 力 投 資 額 備 考 Choren 社 ドイツ フライベルグ 300B/D 年 中 旬 に 生 産 開 始 予 定 Choren 社 シェル 社 DaimlerChrysler 社 VW 社 ドイツ 2 万 B/D 以 上 年 生 産 開 始 予 定 ( 出 所 ) PEC 海 外 石 油 情 報 ミニリポート 等 各 種 資 料 より 作 成 図 FT 合 成 燃 料 プロジェクト 開 発 状 況 (2007 年 末 ) 内 モンゴル 自 治 区 (Majiata,Erdos PJ) 神 華 集 団 ドイツ Choren 社 内 モンゴル 自 治 区 伊 泰 集 団 寧 夏 回 族 自 治 区 神 華 寧 夏 煤 業 集 団 Sasol 社 オハイオ 州 (Ohio River Clean Fuels PJ) Baard Energy 社 等 アラスカ クック 湾 西 側 CPC 社 等 ナイジェリア(Escravos GTL) シェブロンナイジェリア 社 等 エジプト Ivanhoe 社 マレーシア ビンツル 工 場 Shell 社 (2000 年 再 稼 動 ) 寧 夏 回 族 自 治 区 神 華 寧 夏 煤 業 集 団 Royal Dutch Shell 社 山 西 省 楡 林 モンタナ 州 中 央 部 神 華 集 団 等 DKRW Advanced Fuels 社 等 山 西 省 楡 林 モンタナ 州 山 東 Yankuang 集 団 BNSF Railway 社 等 山 西 省 屯 留 モンタナ 州 Lu an 集 団 等 Rentech Development 社 等 フィリピン バターン 石 油 工 業 地 帯 Headwaters CTL 社 等 ノースダコタ 州 Great River Energy 社 等 ミシシッピー 州 ナチェス Rentech 社 カタール(Oryx1) Sasol 社 等 インドネシア ボルネオ 島 PT Nuansa Cipta Coal Investment 社 等 カタール(Pearl GTL) Shell 社 カタール 石 油 南 アフリカ セクンダ 工 場 Sasol 社 (1980 年 稼 動 ) オーストラリア Altona Resources 社 ワイオミング 州 Rentech Development 社 等 ワイオミング 州 Medicine Bow Medicine Bow Fuels&Power 社 南 アフリカ サソールバーグ 工 場 Sasol 社 ( 閉 鎖 ) 南 アフリカ ペトロSA 社 モッセルベイ 工 場 橙 色 :GTL 黄 色 :CTL 緑 色 :BTL : 稼 動 中 上 段 : 場 所 /PJ 名 下 段 : 開 発 者 ( 出 所 ) 各 種 資 料 より 作 成 15

17 2-2 DMEの 導 入 状 況 世 界 のDME 取 組 状 況 欧 米 では 自 動 車 メーカーを 主 体 に 研 究 が 進 められており 主 な 研 究 テーマとしては ア メリカでの DME エンジンの 試 験 オランダでは 燃 料 噴 射 システム 開 発 デンマークでの ス カンジナビアンバスプロジェクト といったものがある 日 本 では 2006 年 の 商 業 化 を 目 指 していたものの 予 定 通 りに 実 現 するには 至 っていな い 現 在 国 内 で 進 められている 計 画 は 三 菱 ガス 化 学 を 中 心 として 9 社 で 設 立 された 燃 料 DME 株 式 会 社 によるもので 三 菱 ガス 化 学 新 潟 工 場 内 での 8 万 トン/ 年 (10 万 トン/ 年 まで 増 産 可 能 )のプラント 建 設 (2008 年 6 月 に 完 成 予 定 )のみである その 他 JFE 等 10 社 で 共 同 設 立 された ディーエムイーインターナショナル 株 式 会 社 は 2003 年 から 2006 年 にかけて 北 海 道 の 合 成 実 証 プラントで 実 験 を 行 った 一 方 中 国 では 国 内 に 豊 富 に 存 在 する 安 価 な 石 炭 をクリーンなエネルギーとして 利 用 するという 観 点 から 多 数 の DME プロジェクトが 計 画 されている 表 燃 料 DME 株 式 会 社 の 出 資 比 率 出 資 企 業 出 資 比 率 三 菱 ガス 化 学 29.15% 伊 藤 忠 商 事 13.25% 石 油 資 源 開 発 12.00% 太 陽 石 油 10.00% トタルDMEジャパン 10.00% 豊 田 通 商 10.00% 日 揮 5.30% 三 菱 重 工 業 5.30% 三 菱 化 学 5.00% ( 出 所 ) 燃 料 DME 製 造 ホームページ 中 国 におけるDME 導 入 の 背 景 中 国 では 急 激 な 経 済 成 長 急 速 なモータリゼーションの 進 展 によるエネルギー 需 要 の 増 大 に 対 応 するため 石 油 代 替 LPG 代 替 エネルギーとして 石 炭 を 原 料 とする DME の 活 用 を 積 極 的 に 進 めている 中 国 政 府 の DME 開 発 方 針 は 以 下 のとおりである 1 DME は 中 国 のエネルギー 構 造 に 適 した 発 展 性 のある 代 替 エネルギーとして 位 置 づける 2 DME 製 造 プラントの 大 規 模 化 が 必 要 である 16

18 3 DME を 製 造 する 原 料 は 石 炭 に 立 脚 すべきである ( 発 展 改 革 委 員 会 主 催 DME 産 業 発 展 討 論 会 2006 年 7 月 ) 中 国 における 導 入 実 例 民 生 用 燃 料 としては 山 東 省 や 陝 西 省 などの 一 部 地 域 では 既 に LPG に DME を 混 ぜた 混 合 ガスが LPG 代 替 燃 料 として 供 給 されている また 自 動 車 用 燃 料 としては 上 海 交 通 大 学 上 海 自 動 車 集 団 華 誼 集 団 の 共 同 研 究 開 発 による 中 国 初 の DME 燃 料 の 都 市 バスが 2005 年 4 月 科 学 技 術 省 の 成 果 検 査 を 受 けて 合 格 した 2006 年 12 月 には 10 台 の DME 燃 料 都 市 バスが 完 成 し 2007 年 7 月 から 上 海 市 内 の 走 行 路 線 で 実 際 の 乗 客 輸 送 に 従 事 するフリートテストが 始 まった 上 海 市 で は 2008 年 には DME 燃 料 バスを 100 台 以 上 に 増 やす 計 画 であるが 2010 年 の 上 海 万 博 までには さらに DME 燃 料 バスを 1,000 台 まで 拡 大 するとのことである 内 モンゴル 自 治 区 寧 夏 回 族 自 治 区 山 西 省 などの 主 要 な 炭 産 地 の 近 辺 に 現 在 100 万 トン/ 年 規 模 の DME 生 産 プラントの 建 設 計 画 が 複 数 立 案 されている 現 在 の DME 生 産 能 力 は 年 間 60 万 トン 程 度 の 規 模 にすぎないが(1.5 万 B/D 石 炭 消 費 量 89 万 トン/ 年 ) 公 表 された 計 画 をもとに 試 算 すると 2015 年 頃 には 1,700 万 トン/ 年 程 度 (43.7 万 B/D 石 炭 消 費 量 2,500 万 トン/ 年 )の 生 産 規 模 に 達 するものと 考 えられる このように 多 数 のプ ロジェクトの 乱 立 で 過 剰 能 力 となることを 懸 念 した 発 展 改 革 委 員 会 は 2007 年 7 月 に 100 万 トン 以 下 の DME プロジェクトは 原 則 として 承 認 しない 旨 の 通 達 を 出 した 内 モンゴル 自 治 区 においては 山 東 久 泰 化 工 技 科 が 2005 年 4 月 から 100 万 トン/ 年 規 模 のプラント 建 設 を 行 っており さらに 2009 年 から 2011 年 にも 100 万 トン/ 年 規 模 のプラン ト 建 設 を 計 画 している これらプラントから 製 造 された DME 燃 料 は 北 京 へ 向 けての 供 給 が 考 えられている また 中 国 中 煤 能 源 集 団 公 司 中 国 石 油 化 工 などによる 300 万 トン/ 年 というかなり 大 規 模 なプラント 建 設 も 計 画 されている 寧 夏 回 族 自 治 区 の 銀 川 においては 寧 夏 煤 業 集 団 による 83 万 トン/ 年 のプラント 建 設 プロ ジェクト 山 西 省 においては 山 西 蘭 花 煤 炭 実 業 集 団 による 100 万 トン/ 年 のプラント 建 設 プ ロジェクトがある 河 北 省 唐 山 市 の 曹 妃 甸 産 業 パークでは 山 東 久 泰 化 工 技 科 が 300 万 トン/ 年 のプラント 建 設 を 計 画 しており 2008 年 8 月 に 建 設 を 開 始 し 2015 年 の 完 成 を 目 指 している 江 蘇 省 の 張 家 港 では 山 東 久 泰 化 工 技 科 と 河 北 新 奥 集 団 がそれぞれ 100 万 トン/ 年 のプロ ジェクトを 計 画 している 山 東 久 泰 化 工 技 科 は すでに 第 一 期 プロジェクトにて 30 万 トン / 年 の 生 産 を 開 始 し 第 二 期 プロジェクトは 2008 年 末 に 完 成 する 予 定 である また 河 北 新 奥 集 団 は 第 一 期 プロジェクト(20 万 トン/ 年 )の 建 設 を 進 めている 17

19 図 中 国 における DME 製 造 プラント 伊 高 化 学 2 万 t 新 奥 燃 気 08 年 40 万 t 山 東 久 泰 化 工 100 万 t 2 中 国 中 煤 能 源 等 10 年 300 万 t 寧 夏 煤 業 集 団 07 年 21 万 t 寧 夏 煤 業 集 団 83 万 t 陝 西 新 型 燃 料 燃 具 20 万 t 瀘 天 化 集 団 10 万 t 1 万 t 成 都 華 陽 威 遠 天 然 ガス 化 工 四 川 省 2 千 t 黄 色 : 稼 動 中 重 慶 英 力 燃 料 上 段 : 事 業 者 下 段 : 年 間 生 産 規 模 3 千 t 太 原 理 工 天 成 科 技 20 万 t 山 西 蘭 花 煤 炭 実 業 07 年 100 万 t 内 モンゴル 自 治 区 河 北 省 山 西 省 山 東 省 寧 夏 回 族 自 治 区 江 蘇 省 陝 西 省 河 南 省 上 海 市 安 徽 省 重 慶 市 福 建 省 貴 州 省 印 :CTLも 計 画 貴 州 天 福 化 工 雲 南 省 精 細 化 工 広 東 省 09 年 15 万 t 5 千 t 雲 南 解 化 集 団 天 茂 実 業 集 団 山 東 久 泰 化 工 07 年 15 万 t 10 年 100 万 t 20 万 t 60 万 t ( 出 所 ) 各 種 資 料 より 作 成 中 捷 石 化 07 年 10 万 t 山 東 久 泰 化 工 15 年 300 万 t 山 東 兌 州 鉱 業 集 団 60 万 t 山 東 久 泰 化 工 15 万 t 亜 州 新 能 源 国 際 控 股 集 団 09 年 80 万 t 永 駿 新 能 源 100 万 t 山 東 久 泰 化 工 30 万 t 08 年 100 万 tに 拡 張 新 奥 燃 気 100 万 t 上 海 焦 化 5 千 t 新 奥 燃 気 1 万 t 龍 岩 連 潤 新 能 源 科 技 20 万 t 18

20 第 3 章 合 成 燃 料 の 原 料 の 需 給 動 向 3-1 天 然 ガス 確 認 埋 蔵 量 及 び 可 採 年 数 天 然 ガスは 地 層 内 に 気 体 として 存 在 する 可 燃 性 ガスで 主 成 分 はメタンCH4 である 燃 焼 時 に 発 生 する 窒 素 酸 化 物 や 二 酸 化 炭 素 が 石 油 石 炭 に 比 べると 少 ないことが 特 徴 である 世 界 の 天 然 ガス 確 認 埋 蔵 量 は 図 3-1-1に 示 すように 旧 ソ 連 や 中 東 その 他 の 地 域 に 分 布 しており 約 62%が 中 東 に 存 在 する 石 油 に 比 べると 偏 在 性 が 低 く 可 採 年 数 (R/P 比 )も 石 油 の 40.5 年 に 比 べて 63.3 年 と 長 い( 表 3-1-1) 図 地 域 別 天 然 ガス 埋 蔵 量 (2006 年 末 ) アジア 太 平 洋 8.2% アフリカ 7.8% 北 米 中 南 米 4.4% 3.8% 欧 州 3.5% 合 計 :181.46Tcm 旧 ソ 連 31.9% 中 東 40.5% ( 出 所 )BP 統 計 ( 注 )1Tcm=1 兆 立 方 メートル 表 天 然 ガスの 可 採 年 数 (2006 年 末 ) ( 単 位 : 年 ) 天 然 ガス 石 油 石 炭 北 米 中 南 米 欧 州 ユーラシア 中 東 100 以 上 79.5 アフリカ アジア 太 平 洋 合 計 ( 出 所 )BP 統 計 19

21 3-1-2 世 界 の 天 然 ガス 需 給 動 向 世 界 の 地 域 別 天 然 ガス 生 産 量 の 推 移 を 図 3-1-2に 示 す 2006 年 の 天 然 ガスの 生 産 量 は 2.87 兆 立 方 メートルであり 1970 年 に 比 べて 約 2.8 倍 となっている 2000 年 から 2006 年 までの 年 平 均 伸 び 率 は 石 油 の 1.4%に 対 し 天 然 ガスは 2.8%と 大 きな 伸 びを 示 している 地 域 別 には 北 米 及 び 旧 ソ 連 がそれぞれ 27%を 占 めている (Bcm) 図 地 域 別 天 然 ガス 生 産 量 の 推 移 3,500 3,000 2,500 2,000 1,500 1, アジア 太 平 洋 アフリカ 中 東 旧 ソ 連 欧 州 中 南 米 北 米 ( 出 所 )BP 統 計 天 然 ガスの 消 費 も 堅 調 に 拡 大 を 続 けている( 図 3-1-3) 需 要 増 の 要 因 としては 相 対 的 な 環 境 負 荷 の 低 さや 利 用 技 術 の 進 歩 石 油 と 比 較 した 場 合 の 価 格 優 位 性 等 が 挙 げられる 2006 年 には 1970 年 比 2.9 倍 の 2 兆 8,510 億 立 方 メートルとなったが うち 北 米 が 27% 旧 ソ 連 が 21% 欧 州 が 19% アジア 太 平 洋 地 域 が 15%となっている 旧 ソ 連 地 域 では 1990 年 代 に 入 ってソ 連 崩 壊 に 伴 う 経 済 の 混 乱 により 生 産 活 動 が 低 下 し 消 費 が 減 退 したが その 傾 向 も 1997 年 には 底 を 打 ち 以 後 回 復 基 調 にある 図 地 域 別 天 然 ガス 消 費 量 の 推 移 (Bcm) 3,000 2,500 2,000 1,500 1, アジア 太 平 洋 アフリカ 中 東 旧 ソ 連 欧 州 中 南 米 北 米 ( 出 所 )BP 統 計 20

22 一 次 エネルギーに 占 める 天 然 ガスのシェアは 図 3-1-4に 示 すように 世 界 全 体 で 24% (2006 年 )である 主 要 国 別 に 見 ると 原 子 力 比 率 の 高 いフランスを 除 き 多 くの 欧 米 諸 国 で 天 然 ガスのシェアは 20%を 超 えているのに 対 しアジア 諸 国 でのシェアは 低 く わが 国 で は 15%にとどまっている 図 主 要 国 における 一 次 エネルギー 構 成 比 較 (2006 年 ) 100% 90% 3% 8% 5% 2% 5% 6% 12% 10% 5% 8% 6% 6% 1% 1% 4% 6% 15% 13% 6% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 24% 24% 39% 5% 15% 16% 19% 25% 28% 56% 24% 23% 38% 70% 24% 55% 36% 14% 15% 24% 8% 水 力 原 子 力 石 炭 天 然 ガス 20% 10% 40% 35% 38% 47% 18% 36% 3% 21% 28% 47% 45% 36% 石 油 0% ア メ リ カ フ ラ ン ス ド イ ツ イ タ リ ア ロ シ ア イ ギ リ ス 中 国 イ ン ド 韓 国 日 本 世 界 平 均 ( 出 所 )BP 統 計 今 後 も 天 然 ガスの 需 要 は 大 幅 に 伸 びると 見 られる IEAの 見 通 し( 図 3-1-5)では 2030 年 まで 年 率 2%で 需 要 が 増 大 し 一 次 エネルギー 供 給 の 23%を 占 める 見 込 みである (Mtoe) 18,000 16,000 14,000 12,000 10,000 8,000 6,000 4,000 2,000 0 図 世 界 の 天 然 ガス 需 給 見 通 し 1, ,869 5,575 4, 石 炭 石 油 天 然 ガス 原 子 力 水 力 その 他 ( 出 所 )IEA World Energy Outlook

23 3-1-3 天 然 ガス 貿 易 天 然 ガス 消 費 の 増 大 に 伴 い 貿 易 量 生 産 量 に 占 める 貿 易 量 の 割 合 ともに 増 加 を 続 けてお り 2006 年 の 天 然 ガス 生 産 量 2 兆 8,650 億 立 方 メートルのうち 26%に 相 当 する 7,480 億 立 方 メートルが 他 国 へ 輸 出 された うちパイプラインにより 取 引 された 量 は 年 間 5,370 億 立 方 メートル LNGによる 取 引 された 量 は 2,110 億 立 方 メートル/ 年 となっており LNGに よる 取 引 が 全 取 引 量 の 28%を 占 める( 図 3-1-6) パイプラインガス 貿 易 量 LNG 貿 易 量 と もに 急 速 に 増 大 しつつあるが その 中 でLNGの 貿 易 比 率 も 増 加 を 続 けている (Bcm) 図 パイプラインガスと LNG の 貿 易 量 30.0% 25.0% 20.0% 15.0% 10.0% 5.0% 0 0.0% LNG 貿 易 量 (Bcm) 天 然 ガス 貿 易 におけるLNGの 比 率 (%) パイプラインガス 貿 易 量 (Bcm) ( 出 所 )BP 統 計 図 主 要 な 天 然 ガスフロー(2006 年 ) ( 出 所 )BP 統 計 22

24 図 3-1-7に 主 要 な 貿 易 フローを 示 す パイプラインガスの 主 な 流 れは1カナダから 米 国 へ 及 び2ロシアから 欧 州 諸 国 へ のフローである 一 方 LNG 取 引 はアジア 向 け 輸 出 を 中 心 として 発 達 し 2006 年 の 取 引 量 の 39%は 日 本 向 けである LNGの 輸 出 国 は 従 来 はアジア 太 平 洋 地 域 が 中 心 であったが 近 年 中 東 やアフリカ 諸 国 が 輸 出 を 拡 大 している 世 界 のLNG 市 場 は 1964 年 にイギリスがアルジェリアからLNGを 輸 入 して 以 来 増 大 を 続 け 2006 年 には 2,110 億 立 方 メートルとなっている 輸 出 国 では 近 年 カタール オマーン エジプトのなどの 中 東 諸 国 がLNG 市 場 に 参 加 し 今 後 ロシア イエメン ノルウェー 赤 道 ギニアといった 国 々がLNG 輸 出 を 予 定 している また 輸 入 国 としては これまで 世 界 の LNG 取 引 量 の 半 数 以 上 を 占 めていた 日 本 韓 国 台 湾 に 加 え 2004 年 にインド 2006 年 に 中 国 が 輸 入 を 開 始 し 2005 年 に 英 国 が 輸 入 を 再 開 した( 図 3-1-8) 今 後 メキシコ オラ ンダ タイ 等 が 新 たにLNG 輸 入 を 予 定 している 図 国 別 LNG 輸 出 量 及 び 輸 入 量 輸 出 量 輸 入 量 (Bcm) トリニダード トバゴ アメリカ エジプト ナイジェリア リビア アルジェリア オマーン カタール アブダビ オーストラリア マレーシア ブルネイ インドネシア (Bcm) メキシコ ドミニカ プエルトリコ アメリカ トルコ ギリシャ ドイツ ベルギー イタリア ポルトガル スペイン フランス イギリス インド 中 国 台 湾 韓 国 日 本 ( 出 所 )Cedigaz 天 然 ガス 価 格 の 推 移 LNG 価 格 の 決 定 方 式 は 地 域 ごとに 異 なっている アジアでは 一 般 的 にJCC(Japan Crude Cocktail)と 呼 ばれる 日 本 向 け 原 油 CIF 価 格 にリンクする 方 式 であり 欧 州 大 陸 向 け 価 格 は 石 油 製 品 やブレント 価 格 にリンクした 方 式 がとられている 一 方 米 国 や 英 国 での 天 然 ガ ス 価 格 は Henry HubやNBP(National Balancing Point)といった 国 内 の 天 然 パイプラ インによるガス 取 引 の 需 給 によって 価 格 が 決 定 されている 図 3-1-9に 日 本 米 国 EU 向 けのLNG 価 格 の 推 移 を 示 す 2000 年 頃 まで 日 本 向 けLNG 価 格 は 米 国 やEUと 比 較 して 高 い レベルで 推 移 した 米 国 価 格 はボラティリティが 大 きく 特 に 2005 年 にはメキシコ 湾 岸 に 襲 来 したハリケーンの 影 響 により 価 格 が 急 騰 している 23

25 図 天 然 ガス 価 格 の 推 移 $/MMBtu 年 1 月 1997 年 7 月 1998 年 1 月 1998 年 7 月 1999 年 1 月 1999 年 7 月 2000 年 1 月 2000 年 7 月 日 本 EU アメリカ JCC ( 出 所 )IEA Energy Prices and Taxes 2001 年 1 月 2001 年 7 月 2002 年 1 月 2002 年 7 月 2003 年 1 月 2003 年 7 月 2004 年 1 月 2004 年 7 月 2005 年 1 月 2005 年 7 月 2006 年 1 月 2006 年 7 月 2007 年 1 月 欧 米 および 中 国 におけるLNG 市 場 (1) 米 国 米 国 では 天 然 ガスの 利 用 自 体 は 20 世 紀 初 頭 より 行 われていたが 1930 年 代 にテキサス 州 など 南 部 の 天 然 ガス 生 産 地 から 中 西 部 に 長 距 離 パイプラインが 建 設 され また 1950 年 代 にはカナダからの 天 然 ガスの 輸 入 も 開 始 されるようになり 米 国 のパイプライン 網 は 高 度 に 発 達 したものとなっている( 図 ) さらに 最 近 では 稼 動 中 のプエルトリコ ド ミニカといった 近 隣 でのLNG 受 入 基 地 に 加 えて 国 内 での 受 入 基 地 の 建 設 も 計 画 されるよ うになっれいる 図 北 米 の 天 然 ガスパイプラインと LNG 受 入 基 地 LNG 受 入 基 地 ( 出 所 )IEA Natural Gas Information に 加 筆 24

26 (2) 欧 州 欧 州 では 1950 年 代 までは 小 規 模 のガス 田 からの 天 然 ガス 供 給 が 局 所 的 に 行 われるに 過 ぎなかった しかし 1959 年 に 巨 大 な 埋 蔵 量 を 有 するオランダ グローニンゲンのガス 田 が 発 見 されたことから オランダ 国 内 のみならず 近 隣 諸 国 へのパイプラインが 建 設 された 1960~1970 年 代 にはロシア ノルウェーからの 天 然 ガスを 輸 入 するためのパイプライン が 建 設 され 1980 年 代 以 降 はアルジェリアからイタリア スペインへのパイプラインも 運 開 している 天 然 ガス 需 要 が 伸 びるにつれ 各 国 内 でのパイプライン 網 も 整 備 され 現 在 で は 西 欧 全 域 に 緊 密 な 天 然 ガス 輸 送 ネットワークが 形 成 されている( 図 ) LNG については フランス スペイン イタリア ベルギー トルコ ギリシア ポル トガルの 既 存 LNG 輸 入 国 に 加 えて 北 海 ガス 田 の 埋 蔵 量 減 少 を 受 けたイギリスが 中 断 し ていた LNG 輸 入 を 2005 年 より 開 始 した また 域 内 生 産 の 減 少 見 込 みと 供 給 源 多 角 化 の 観 点 から オランダ ドイツ ポーランド 等 の 諸 国 でも LNG 導 入 が 計 画 されている 図 欧 州 の 天 然 ガスパイプラインと LNG 受 入 基 地 受 入 基 地 ( 出 所 )IEA Natural Gas Information に 加 筆 (3) 中 国 中 国 の 一 次 エネルギー 消 費 を 図 に 天 然 ガスの 埋 蔵 量 及 び 生 産 量 を 図 に 示 す 中 国 における 一 次 エネルギー 消 費 は 2004 年 時 点 で 石 炭 が 7 割 以 上 を 占 め 天 然 ガスの 占 める 割 合 は 全 体 の 3.1%に 過 ぎない しかし 国 内 ガス 田 の 探 鉱 開 発 は 急 速 に 進 展 してお 25

27 り 埋 蔵 量 生 産 量 ともに 増 加 の 一 途 を 辿 っている 図 中 国 の 一 次 エネルギー 消 費 の 推 移 (Mtoe) 1,600 1,400 1,200 1, 石 油 319 水 力 他 30 原 子 力 13 天 然 ガス 石 炭 ( 出 所 )IEA Energy Balances of Non-OECD Countries 2006 図 中 国 の 天 然 ガス 埋 蔵 量 生 産 量 (Bcm) 2,500 埋 蔵 量 (Bcm) 60 生 産 量 2, , , ( 出 所 )IEA World Energy Outlook

28 中 国 の 主 要 なパイプラインを 図 に 示 す 2006 年 時 点 でのパイプライン 総 延 長 は 3.38 万 kmで そのうち 直 径 16.8 インチ(426mm) 以 上 の 主 要 なパイプライン 延 長 は 2.3 万 kmである またPetroChinaのパイプライン 延 長 が 2.8 万 kmと 全 国 の 80%を 占 めてい る 最 も 大 規 模 なものは 2004 年 に 商 業 運 転 を 開 始 した 西 気 東 輸 で タリム 盆 地 で 生 産 された 天 然 ガスを 海 岸 部 の 需 要 地 域 まで 輸 送 するものであり 総 延 長 3,900km 輸 送 設 計 能 力 は 120 億 立 方 メートル/ 年 に 達 する また 急 増 する 天 然 ガス 需 要 に 対 応 すべく 現 在 第 二 西 気 東 輸 を 初 めとして 各 地 でパイプ ラインの 整 備 計 画 が 進 んでいる 図 中 国 の 主 要 なガスパイプライン 西 シベリア 東 シベリア ロシア 極 東 サハリン チチハル 中 央 アジア 諸 国 ジュンガル 盆 地 満 州 里 大 慶 黒 龍 江 省 依 蘭 ハルビン 輪 南 石 河 子 ウルムチ トルファン 盆 地 ハミ 膳 善 モンコ ル 内 モンゴル 自 治 区 吉 林 省 瀋 陽 凡 例 コルラ タリム 盆 地 塔 中 新 疆 ウイグル 自 治 区 チベット 自 治 区 中 長 期 のパイプライン 建 設 計 画 海 上 ガス 田 ミャンマー 省 都 一 般 都 市 柳 園 河 北 省 遼 寧 省 フホホト 北 京 市 オルドス 盆 地 天 津 市 大 連 張 掖 永 清 楡 林 渤 海 ガス 田 滄 州 渋 北 武 威 銀 川 石 家 荘 甘 塘 靖 辺 済 南 ゴルムド 山 東 省 西 寧 寧 夏 自 治 区 ツァイダム 盆 地 蘭 州 濮 陽 西 気 東 輸 江 蘇 省 青 海 省 甘 粛 省 鄭 州 西 安 河 南 省 常 州 陝 西 省 信 陽 合 肥 南 京 湖 北 省 上 海 四 川 省 潜 江 安 徽 省 成 都 武 漢 忠 県 杭 州 寧 波 大 蘓 島 四 川 盆 地 重 慶 重 慶 市 淅 江 省 長 沙 温 州 江 西 省 嵩 嶼 湖 南 省 福 建 省 アモイ 貴 州 省 昆 明 台 湾 広 東 省 広 西 自 治 区 広 州 市 雲 南 省 深 川 秤 頭 角 マカオ 香 港 海 南 省 第 二 西 気 東 輸 東 海 盆 地 平 湖 ガス 田 ( 東 シナ 海 ) 鶯 歌 海 盆 地 三 亜 崖 城 ガス 田 ( 南 シナ 海 ) ( 出 所 ) 各 種 資 料 より 作 成 LNGについても 多 数 の 受 入 基 地 建 設 が 計 画 されている 2006 年 5 月 に 稼 動 した 広 東 省 の 受 入 基 地 の 他 福 建 省 上 海 市 遼 寧 省 でも 建 設 が 進 められており 山 東 省 浙 江 省 江 蘇 省 でも 基 地 建 設 の 仮 認 可 がされている 中 国 のLNG 輸 入 プロジェクトを 図 に 示 す 27

29 図 LNG 輸 入 プロジェクト ( 出 所 ) 各 種 資 料 より 作 成 3-2 石 炭 可 採 埋 蔵 量 可 採 年 数 及 び 生 産 量 世 界 の 石 炭 の 2002 年 の 炭 種 別 埋 蔵 量 を 表 3-2-1に 示 す 確 認 埋 蔵 量 と 予 想 追 加 埋 蔵 量 と を 合 せた 埋 蔵 量 は 3.4 兆 トン そのうち 可 採 埋 蔵 量 が 9,091 億 トンとなっており うち 瀝 青 炭 無 煙 炭 が 4,788 億 トンと 半 分 以 上 を 占 めている 世 界 の 地 域 別 可 採 埋 蔵 量 及 び 生 産 量 を 表 及 び 図 3-2-1に 可 採 埋 蔵 量 と 可 採 年 数 (R/P 比 )を 図 3-2-2に 示 す 石 炭 はアジアに 28.4% 北 米 に 28.0% 欧 州 に 27.1%とこ の 3 地 域 で 80%を 占 めるが 石 油 天 然 ガスに 比 べると 地 域 的 偏 在 性 が 少 ない 石 炭 は 石 油 天 然 ガスに 比 べて 可 採 年 数 が 長 く 世 界 計 では 2002 年 に 年 となっている 特 に 生 産 量 の 多 い 中 国 では 可 採 年 数 が 短 くなっている 現 在 中 国 を 中 心 とするアジア 地 域 での 生 産 量 は 21 億 トンと 非 常 に 大 きいものの 今 後 の 中 国 における 需 要 増 大 を 見 込 めば アジ ア 地 域 での 確 認 埋 蔵 量 は 大 きく 減 少 していく 可 能 性 も 考 えられる 表 世 界 の 炭 種 別 埋 蔵 量 ( 単 位 : 億 トン) 瀝 青 炭 無 煙 炭 亜 瀝 青 炭 褐 炭 計 確 認 埋 蔵 量 8,050 3,554 2,139 13,744 予 想 追 加 埋 蔵 量 8,074 3,986 8,477 20,537 計 16,124 7,541 10,616 34,281 内 可 採 埋 蔵 量 4,788 2,723 1,580 9,091 ( 出 所 )WEC Survey of Energy Resources 2004 より 作 成 28

30 表 地 域 別 可 採 埋 蔵 量 及 び 生 産 量 (2002 年 末 ) 2002 年 可 採 埋 蔵 量 生 産 量 百 万 トン % 百 万 トン % アジア 258, % % 北 米 254, % % 欧 州 246, % % オセアニア 79, % % アフリカ 50, % % 南 米 19, % % 中 東 % % 世 界 計 909, % 4, % ( 出 所 )WEC Survey of Energy Resources 2004 より 作 成 図 可 採 埋 蔵 量 分 布 (2002 年 末 ) オセアニア 8.7% アフリカ 5.5% 南 米 2.2% 中 東 0.0% アジア 28.4% 合 計 9,091 億 トン 欧 州 27.1% ( 出 所 ) 同 上 北 米 28.0% 図 可 採 埋 蔵 量 と R/P 比 (2002 年 末 ) 300,000 百 万 トン R/P 比 , , , , , 米 国 ( 出 所 ) 同 上 ロシア 中 国 インド 豪 州 南 アフリカ コロンビア カナダ インドネシア 世 界 の 石 炭 需 給 の 動 向 1995 年 及 び 2005 年 ( 見 込 み)の 石 炭 の 需 要 量 ( 褐 炭 を 除 く)を 図 3-2-3に 示 す

31 年 には 中 国 が 21 億 8,000 万 トン 米 国 が 9 億 4,000 万 トンで これらの 2 カ 国 で 全 消 費 量 の 6 割 以 上 を 占 める また アジアの 消 費 量 は 30 億 5,000 万 トンで 世 界 の 全 消 費 量 の 61.2% を 占 める 図 地 域 別 石 炭 消 費 量 ウクライナ 豪 州 1.3% 1.4% ポーランド 1.6% 韓 国 1.7% ロシア 3.3% 南 ア 3.4% 日 本 3.6% インド 8.7% ロシア 南 ア 日 本 その 他 12.6% 世 界 計 49 億 9,010 万 トン ( 外 円 :2005 年 見 込 み) インド 7.6% その 他 14.9% 36 億 5,340 万 トン ( 内 円 :1995 年 実 績 ) 米 国 21.4% 中 国 36.0% 中 国 43.7% 1995 ( 単 位 : 百 万 トン) 2005 増 加 量 見 込 み 中 国 1, , 米 国 インド 日 本 南 ア ロシア 韓 国 ポーランド 豪 州 ウクライナ その 他 米 国 18.9% 世 界 計 3, , ,336.7 アジア 計 1, , ,191.4 (51.0%) (61.2%) ( 出 所 )IEA Coal Information 2006 より 作 成 石 炭 生 産 量 ( 褐 炭 を 除 く)の 推 移 を 図 3-2-4に 示 す 2001 年 以 降 石 炭 生 産 量 は 急 速 に 増 大 しているが これは 主 に 中 国 での 生 産 量 増 加 によっている 2005 年 には 中 国 及 び 米 国 で 全 石 炭 生 産 量 の 6 割 以 上 を 占 め 次 いでインド 豪 州 南 アフリカ ロシアなどで 生 産 さ れている 石 炭 生 産 量 ( 百 万 トン) 5,000 4,500 4,000 3,500 3,000 2,500 2,000 1,500 2,790 2,783 2,899 2,907 3,055 3,147 3,232 3,314 図 石 炭 生 産 量 の 推 移 3,397 3,466 3,477 3,431 3,373 3,317 3,439 3,595 3,650 3,666 3,635 3,561 3,558 3,731 3,834 4,133 4,533 4,970 2,500 2,250 2,000 1,750 1,500 1,250 1, 国 別 石 炭 生 産 量 ( 百 万 トン) 1, '80 '81 '82 '83 '84 '85 '86 '87 '88 '89 '90 '91 '92 '93 '94 '95 '96 '97 '98 '99 '00 '01 '02 '03 '04 '05* 0 石 炭 生 産 量 中 国 米 国 インド 豪 州 南 ア ロシア インドネシア ( 註 ) 輸 出 量 を 貿 易 量 としている 2005 年 は 見 込 ( 出 所 )IEA Coal Information 2006 より 作 成 30

32 3-2-3 石 炭 貿 易 世 界 の 石 炭 貿 易 量 ( 褐 炭 を 除 く)の 推 移 を 図 3-2-5に 示 す 電 力 用 一 般 炭 需 要 の 増 加 に 伴 い 石 炭 の 貿 易 量 は 漸 増 しているが 中 国 米 国 などの 大 生 産 国 がそのまま 大 消 費 国 となっ ているため 生 産 量 に 比 べて 貿 易 される 数 量 は 小 さく 2005 年 に 15.5%に 留 まっている う ち 原 料 炭 では 32.5% 一 般 炭 では 13.0%と 原 料 炭 の 貿 易 率 が 一 般 炭 に 比 べて 高 い 図 石 炭 貿 易 量 の 推 移 石 炭 輸 出 量 ( 百 万 トン) 石 炭 輸 出 率 (%) '80 '82 '84 '86 '88 '90 '92 '94 '96 '98 '00 '02 ' 貿 易 量 ( 原 料 炭 ) 貿 易 量 ( 一 般 炭 ) 貿 易 量 / 生 産 量 比 ( 石 炭 全 体 ) 貿 易 量 / 生 産 量 比 ( 原 料 炭 ) 貿 易 量 / 生 産 量 比 ( 一 般 炭 ) ( 註 ) 輸 出 量 を 貿 易 量 としている 2005 年 は 見 込 み ( 出 所 )IEA Coal Information 2006 より 作 成 図 3-2-6に 世 界 の 主 な 石 炭 貿 易 を 示 す 石 炭 資 源 に 乏 しく かつ 大 きな 需 要 量 を 有 する 日 本 及 び 欧 州 が 貿 易 の 中 心 になっており 太 平 洋 マーケットと 大 西 洋 マーケットが 形 成 され ている 図 世 界 の 石 炭 貿 易 その 他 欧 州 Other Europe 45.0Mt 21.9Mt カザフスタン Kazakhstan 16.9Mt OECD 欧 州 OECD Europe 237.0Mt 4.7Mt 55.4Mt 18.5Mt 51.4Mt 27.8Mt ポーランド Poland 20.8Mt アフリカ 中 東 Afric a & Mid. East 19.2Mt 8.1Mt 南 アフリカ South Africa 73.0Mt 14.2Mt 19.7Mt 4.0Mt ロシア Russia 78.7Mt 10.5Mt 中 国 China 22.1Mt 71.8Mt 6.2Mt 46.7Mt その 他 アジア Other Asia 227.2Mt 29.9Mt 68.4Mt 79.6Mt インドネシア Indonesia 108.0Mt 豪 州 Australia 231.3Mt 日 本 Japan 177.7Mt 102.9Mt 7.6Mt 3.3Mt 7.2Mt 北 米 N. America 45.7Mt 4.9Mt カナダ Canada 27.7Mt 12.6Mt 19.5Mt 米 国 United States 45.1Mt 7.8Mt OECD 欧 州 OECD Europe 237.0Mt 16.2Mt 26.7Mt コロンビア 4.7Mt Colombia 55.5Mt 4.2Mt 南 米 Latin America 18.4Mt 31

33 ( 註 )2005 年 見 込 み 値 による 統 計 誤 差 により 向 け 先 別 の 輸 出 量 合 計 と 輸 出 国 の 輸 出 量 は 一 致 しない 青 字 は 対 前 年 度 比 増 加 を 赤 字 は 減 少 を 示 す ( 出 所 )IEA Coal Information 2006 より 作 成 石 炭 価 格 の 推 移 図 3-2-7に 単 位 熱 量 当 りの 原 料 炭 一 般 炭 及 び 他 エネルギーの 価 格 ( 日 本 のCIF 価 格 ) の 推 移 を 示 す 同 一 の 熱 量 当 りでは 原 油 LNGの 価 格 よりも 石 炭 は 廉 価 で 価 格 変 動 も 比 較 的 小 さく 安 定 的 に 推 移 していると 言 えよう 1980 年 代 前 半 までは 石 炭 の 価 格 優 位 性 は 圧 倒 的 に 高 いものであったが 1986 年 の 原 油 価 格 暴 落 後 ( 湾 岸 戦 争 時 を 除 き) その 相 対 的 格 差 はかなり 縮 小 したものとなった しかしながら 2000 年 以 降 は 原 油 の 高 騰 により 石 炭 価 格 も 大 幅 な 上 昇 に 転 じてはいるが 原 油 LNGとの 相 対 的 格 差 は 再 び 開 きつつある 状 況 になってきた 図 日 本 のエネルギー 源 別 カロリー 当 り CIF 価 格 の 推 移 原 油 LNG 原 料 炭 一 般 炭 燃 料 価 格 (US /1,000kcal) 第 二 次 石 油 危 機 第 一 次 石 油 危 機 湾 岸 戦 争 ( 出 所 )エネ 研 作 成 中 国 の 石 炭 需 給 中 国 は 世 界 最 大 の 石 炭 生 産 国 であるが 確 認 埋 蔵 量 は 米 国 ロシアに 次 いで 第 三 位 であ る WEC Survey of Energy Resources 2004 によれば 2002 年 末 現 在 瀝 青 炭 無 煙 炭 が 622 億 トン 亜 瀝 青 炭 が 337 億 トン 褐 炭 が 186 億 トンの 確 認 埋 蔵 量 を 有 する 中 国 の 石 炭 は 図 3-2-8に 示 す 通 り 多 くは 華 北 地 域 に 分 布 しており 中 でも 山 西 省 内 蒙 古 自 治 区 及 び 陝 西 省 の 3 つの 省 及 び 自 治 区 で 総 確 認 埋 蔵 量 の 62%を 有 する これら 3 省 及 び 自 治 区 の 石 炭 生 産 量 は 総 生 産 量 の 45%を 占 め 中 国 の 石 炭 供 給 地 となっている 32

34 図 中 国 の 石 炭 資 源 の 分 布 褐 炭 低 品 位 炭 低 変 性 炭 無 煙 炭 コークス 炭 ( 出 所 ) 煤 炭 工 業 出 版 社 中 国 煤 炭 志 ( 総 合 巻 ) 中 国 の 石 炭 消 費 量 を 図 3-2-9に 生 産 量 を 図 に 示 す 中 国 の 石 炭 消 費 は 10%を 超 える 経 済 成 長 を 背 景 に 2003 年 以 降 急 速 に 増 大 している このうち 一 般 炭 は 電 力 需 要 の 拡 大 に 伴 う 石 炭 火 力 発 電 の 増 大 に 原 料 炭 はコークス 需 要 の 拡 大 に 伴 うコークス 製 造 用 消 費 の 増 大 に 起 因 して 石 炭 消 費 が 増 加 している このため 中 国 国 内 では 生 産 が 需 要 に 追 いつ かず また 鉄 道 による 輸 送 能 力 の 不 足 も 原 因 で 石 炭 需 給 は 逼 迫 しており 世 界 の 石 炭 価 格 の 高 騰 要 因 の 一 つとなっている 需 要 の 増 大 に 伴 い 炭 鉱 建 設 も 盛 んであり 国 有 重 点 炭 鉱 及 び 郷 鎮 炭 鉱 で 生 産 量 が 増 大 し ている ( 億 t) 25 転 換 部 門 20 最 終 消 費 図 分 野 別 石 炭 消 費 量 の 推 移 23.7 発 電 熱 供 給 21.7 コークス 製 造 その 他 工 業 民 生 19.4 その 他 生 産 量 最 終 消 費 転 換 部 門 0 '90 '92 '94 '96 '98 '00 '02 '04 '06 ( 出 所 ) 中 国 統 計 出 版 社 中 国 能 源 統 計 年 鑑 各 年 版 等 より 作 成 33

35 25 20 ( 億 t) 図 炭 鉱 別 石 炭 生 産 量 の 推 移 統 計 局 数 値 郷 鎮 炭 鉱 地 方 炭 鉱 重 点 炭 鉱 ( 出 所 ) 棒 グラフは 煤 炭 工 業 出 版 社 煤 炭 工 業 年 鑑 2006 年 は 国 家 発 展 改 革 委 員 会 速 報 値 統 計 局 数 値 ( 折 れ 線 グラフ)は 中 国 統 計 出 版 社 中 国 統 計 年 鑑 および 中 国 統 計 摘 要 中 国 の 石 炭 輸 出 量 は 図 に 示 すように 2004 年 以 降 減 少 傾 向 にある これは 政 府 による 輸 出 抑 制 政 策 ( 輸 出 炭 への 優 遇 措 置 の 順 次 廃 止 総 量 規 制 輸 出 税 など)とともに 国 内 価 格 の 上 昇 に 伴 い 輸 出 意 欲 が 薄 れたことによる 一 方 で 輸 入 は 需 給 逼 迫 から 大 幅 に 増 大 しており 特 に 東 南 部 沿 海 地 域 での 増 加 が 著 しい 2004 年 以 降 輸 出 は 年 平 均 1,000 万 ト ンの 減 少 輸 入 は 年 平 均 900 万 トンの 増 加 を 示 しており もしこの 傾 向 が 続 くならば 近 く 純 輸 入 国 に 転 じる 勢 いとなっている 図 石 炭 の 輸 入 輸 出 量 の 推 移 輸 入 量 輸 出 量 ( 万 t) 4,000 3,000 2,000 1, , その 他 モンゴル 北 朝 鮮 イント ネシア ベトナム 豪 州 ( 万 t) 10,000 1,050 1, ,000 1,101 1, ,595 1,985 1, , ,623 2,972 1,326 4,000 2,938 2,539 2,451 2,121 1,915 2,000 2,656 2,799 3,126 2,891 2,317 2, その 他 フィリピン インド 台 湾 韓 国 日 本 ( 出 所 )テックスレポート Barlow Jonker, China Coal Report などより 作 成 34

36 2008 年 に 入 り 中 国 では 冬 季 の 電 力 需 要 が 拡 大 したことから 石 炭 が 供 給 不 足 となり 結 果 的 に 電 力 不 足 となった またこの 状 況 に 中 南 部 での 豪 雪 が 更 に 追 い 討 ちをかけたため 旧 正 月 において 両 会 ( 全 国 自 民 代 表 大 会 政 治 協 商 会 議 ) 期 間 の 石 炭 輸 出 を 停 止 する 措 置 を 取 るなど 石 炭 需 給 がひっ 迫 した また 豪 州 においてもクイーンズランド 州 での 豪 雨 (2008 年 1 月 中 旬 )など 石 炭 の 価 格 高 騰 に 繋 がる 事 象 が 相 次 いで 発 生 している 図 中 国 及 び 豪 州 の 一 般 炭 価 格 推 移 ( 出 所 )エネ 研 シリーズ 石 炭 を 考 える 会 日 中 交 流 会 Barlow Jonker, China Coal Report Coal Fax 3-3 バイオマス 世 界 の 森 林 面 積 世 界 の 森 林 面 積 は 2005 年 時 点 で 40 兆 ヘクタールであり 全 陸 地 面 積 の 30%に 及 ぶ し かしその 分 布 は 図 3-3-1に 示 すように 偏 在 している この 結 果 として 図 3-3-2に 示 す 通 り 上 位 10 カ 国 の 森 林 面 積 が 世 界 の 3 分 の 2 を 占 めている 世 界 の 森 林 の 36%が 原 生 林 であるが その 比 率 は 年 々 減 少 している 図 世 界 の 森 林 の 分 布 ( 出 所 )FAO 資 料 35

37 図 世 界 の 森 林 の 分 布 ( 百 万 ヘクタール) ( 出 所 )FAO 資 料 世 界 の 森 林 は 毎 年 およそ 1,300 万 ヘクタールの 減 少 を 示 しているが 一 方 で 植 林 等 によ る 増 大 もあり 差 し 引 きで 2000 年 ~2005 年 には 年 平 均 730 万 ヘクタールの 減 少 となって いる うち 南 アメリカで 430 万 ヘクタール アフリカで 400 万 ヘクタールと 大 きな 減 少 を 示 している 反 面 アジア 及 び 欧 州 では 増 加 を 示 している 図 森 林 面 積 の 変 化 ( 年 平 均 百 万 ヘクタール) ( 出 所 )FAO 資 料 バイオマスの 資 源 量 世 界 の 木 材 製 品 (2004 年 )は 表 3-3-1に 示 すように 産 業 用 丸 太 16 億 4,000 万 m 3 燃 料 用 丸 太 17 億 6,000 万 m 3 の 他 チップ 等 が 2 億 1,000 m 3 森 林 残 材 が 1 億 m 3 となって いる 地 域 的 にはアジア 及 び 北 中 アメリカが 特 に 多 く 中 でも 燃 料 用 丸 太 を 多 く 生 産 する 中 国 産 業 用 丸 太 を 多 く 生 産 する 米 国 が 大 きなシェアを 占 めている 36

38 表 世 界 の 土 地 利 用 及 び 木 材 製 品 生 産 量 地 域 土 地 利 用 1,000ha 木 材 製 品 1,000m 3 森 林 雑 木 林 その 他 産 業 用 丸 太 燃 料 用 丸 太 チップ&パー ティクル 森 林 残 材 計 アフリカ 635, ,101 1,926,945 70, ,252 3, ,873 アジア 527, ,845 1,348, , ,271 33,961 26,909 1,060,548 欧 州 (OECD) 151,113 23, , ,450 45,729 42,680 39, ,644 欧 州 (その 他 ) 850,280 77, , ,456 73,377 27,903 17, ,053 中 東 43,587 71, , 北 中 アメリカ 705, ,196 1,319, , ,251 78,863 8, ,125 南 アメリカ 831, , , , ,979 9,669 3, ,110 オセアニア 206, , ,950 48,111 8,961 17,648 2,849 77,569 世 界 3,952,024 1,375,830 7,725,000 1,643,653 1,762, ,660 99,836 3,720,421 中 国 197,290 87, ,837 95, ,044 24,008 15, ,413 アメリカ 303, , ,702 43,608 3, ,810 ( 出 所 )FAO 資 料 より 作 成 米 DOEによるバイオマスからのFT 合 成 の 試 算 結 果 1では 製 品 FT 燃 料 1 バレル 当 り 必 要 な 木 材 は トンである ここで 木 材 の 比 重 を 0.5 として FT 燃 料 のポテンシャル 量 を 計 算 すると 表 3-3-2のようになる 仮 に 産 業 用 燃 料 用 丸 太 を 使 用 可 能 とした 場 合 のポテンシ ャル 量 は 全 世 界 で 900 万 b/dとなるが そのうちチップ 等 及 び 森 林 残 材 から 生 産 可 能 な 量 は 77 万 b/dに 過 ぎない 例 えば 欧 州 OECD 諸 国 ではチップ 等 森 林 残 材 それぞれについて 10 万 b/d 合 せて 20 万 b/d 程 度 のポテンシャル 量 となっている 表 FT 燃 料 のポテンシャル 量 ( 単 位 : 千 b/d) 地 域 産 業 用 丸 太 燃 料 用 丸 太 チップ&パー ティクル 森 林 残 材 合 計 アフリカ 170 1, ,493 アジア 553 1, ,579 欧 州 (OECD) ,084 欧 州 (その 他 ) 中 東 北 中 アメリカ 1, ,028 南 アメリカ オセアニア 世 界 3,997 4, ,047 1 John J.Marano and Jared P.Ciferno Life-Cycle Greenhouse-Gas Emissions Inventory For Fischer-Tropsch Fuels (2001) 37

39 第 4 章 合 成 燃 料 の 経 済 性 及 びLCA 評 価 4-1 合 成 燃 料 のプロセスの 特 徴 (FT 合 成 油 DME) 合 成 燃 料 製 造 プロセスの 特 徴 FT 合 成 油 DME などの 合 成 燃 料 は 原 料 から 合 成 ガスを 製 造 し 燃 料 を 合 成 するという 基 本 プロセスは 共 通 であるものの FT 合 成 油 に 関 してはニーズに 応 じてアップグレーディ ングの 必 要 があるなど 各 燃 料 毎 に 特 徴 がある 以 下 では FT 合 成 油 と DME の 製 造 プロセス の 特 徴 に 関 して 示 す 合 成 ガスの 特 徴 合 成 ガスは 水 素 (H2)と 一 酸 化 炭 素 (CO)の 混 合 ガスで 原 料 製 造 するプロセスの 反 応 条 件 使 用 する 触 媒 の 有 無 ( 触 媒 反 応 非 触 媒 反 応 ) 等 により 組 成 が 異 なる 主 な 製 造 プロ セスとして 水 蒸 気 改 質 法 部 分 酸 化 法 自 己 熱 改 質 法 の 3 種 類 がある 合 成 ガスの 製 造 プロセスにおいては 原 料 の 水 素 含 有 量 が 生 成 ガスの 組 成 特 に H2/ CO 比 (モル 比 )に 大 きく 影 響 を 及 ぼす 表 主 な 合 成 ガス 原 料 の 組 成 化 学 組 成 (Wt%) 無 煙 炭 中 揮 発 分 瀝 青 炭 高 揮 発 分 瀝 青 炭 褐 炭 石 油 ( 原 油 ) メタン C ~ H ~ O N S H/C( 原 子 数 比 ) ~ 一 般 に 水 素 を 多 く 含 む 原 料 からの 合 成 ガスは H2/ CO 比 が 大 きくなる FT 合 成 DME メタノールの 合 成 では H2/ CO 比 としては 2.0 程 度 が 要 求 されるが 石 炭 を 原 料 とする 部 分 酸 化 では 0.7~1.5 程 度 となるため 水 素 の 添 加 が 必 要 となる また 天 然 ガスの 水 蒸 気 改 質 では 3.0 程 度 となるため 余 剰 の 水 素 を 燃 料 として 使 用 することになる 表 合 成 ガスの H 2 /CO 比 原 料 プロセス H 2 /COモル 比 天 然 ガス 水 蒸 気 改 質 3~6 天 然 ガス 自 己 熱 改 質 1.8~3.0 天 然 ガス 部 分 酸 化 1.8~2.2 石 炭 部 分 酸 化 0.7~1.5 重 質 油 部 分 酸 化 1.0~1.5 バイオマス 部 分 酸 化 1.2~2.0 38

40 4-1-3 合 成 ガス 製 造 法 の 特 徴 1 水 蒸 気 改 質 法 (スチーム リフォーミング Steam Reforming) 吸 熱 反 応 を 利 用 して 高 温 高 圧 下 でメタンなどの 炭 化 水 素 と 水 蒸 気 を 反 応 させ 一 酸 化 炭 素 水 素 炭 酸 ガスおよびメタンからなる 混 合 ガスを 生 成 する 一 般 的 には 原 料 の 炭 化 水 素 とスチームを 600 ~850 圧 力 20~30 気 圧 においてニッケル 系 触 媒 上 で 反 応 ( 吸 熱 反 応 )させるが ニッケル 触 媒 は 硫 黄 により 被 毒 されるために 原 料 を 1ppm 以 下 に 脱 硫 する 必 要 がある 合 成 ガスの 組 成 (H2/CO 比 )は 2.1~3 と 水 素 の 割 合 が 高 く 酸 素 が 不 要 で 運 転 温 度 が 低 いといった 特 長 を 有 するが 吸 熱 反 応 であるために 多 大 の 熱 量 を 投 入 する 必 要 がある そのためにエネルギー 消 費 が 大 きく また 前 述 のとおり FT 合 成 では H2/CO 比 2 が 最 適 な 場 合 が 多 いことから 液 体 燃 料 の 合 成 反 応 に 対 しては H2/CO 比 が 高 すぎると いう 短 所 もある 2 部 分 酸 化 法 (Partial Oxidation POX) 部 分 酸 化 は まず 化 学 量 論 的 な 量 より 少 ない 酸 素 ( 完 全 酸 化 に 必 要 な 量 の 約 1/3)で 炭 化 水 素 を 燃 焼 させて 二 酸 化 炭 素 と 水 蒸 気 熱 を 発 生 させ 次 に この 二 酸 化 炭 素 と 水 蒸 気 お よび 未 反 応 の 炭 化 水 素 との 反 応 により 一 酸 化 炭 素 と 水 素 にする 反 応 である 従 って 一 般 的 には 付 帯 設 備 として 空 気 から 酸 素 を 分 離 精 製 する 深 冷 分 離 装 置 が 必 要 となる また この 後 の 合 成 段 階 を 考 慮 すると 生 成 する 合 成 ガスに 含 まれる 少 量 の 未 燃 炭 素 の 除 去 ガ ス 化 された 硫 黄 酸 化 物 などの 除 去 が 必 要 となる 部 分 酸 化 法 は 設 備 構 成 が 単 純 で 原 料 の 脱 硫 が 不 要 炭 素 の 析 出 が 少 なくスチームが 不 要 といった 特 長 があるが 反 面 反 応 温 度 が 高 くエネルギー 消 費 が 大 きい H2/CO 比 が 2 以 下 と 低 い 酸 素 が 必 要 といった 短 所 もある 3 自 己 熱 改 質 法 (Autothermal Reforming ATR) 天 然 ガスを 原 料 とした 場 合 合 成 ガスの 組 成 は H 2 /CO 比 で 1.8~3 の 範 囲 にあり 原 料 である 天 然 ガス 酸 素 および 水 蒸 気 の 割 合 を 変 更 することによってコントロールすること ができる 自 己 熱 改 質 法 はエネルギー 消 費 が 小 さく 反 応 温 度 が 部 分 酸 化 より 低 いという 特 長 があるが 運 用 実 績 が 少 ない プロセス 上 酸 素 が 必 要 で 装 置 構 成 が 複 雑 になるといっ た 短 所 がある FT 合 成 プロセス FT 合 成 反 応 は いずれのプロセスも 強 い 発 熱 反 応 であり この 熱 の 除 去 ( 回 収 )と 温 度 の 制 御 が 非 常 に 重 要 となる 熱 の 除 去 が 十 分 に 行 なわれない 場 合 には 触 媒 の 活 性 が 失 われ 重 大 な 不 具 合 が 発 生 する 除 去 された 熱 は 多 くのプロセスではスチームとして 回 収 し 各 所 で 活 用 することにより 運 転 コストの 低 減 が 図 られている FT 合 成 反 応 には 通 常 鉄 系 もしくはコバルト 系 の 触 媒 が 使 用 され 200~300 程 度 の 温 39

41 度 と 20~30 気 圧 程 度 の 圧 力 下 で 反 応 が 行 われる 反 応 により 直 鎖 のパラフィンのほかにオ レフィンやアルコール 類 その 他 さまざまな 副 反 応 生 成 物 が 生 成 する FT 合 成 反 応 器 には 代 表 的 なものとして 固 定 床 循 環 流 動 床 スラリー 床 がある 固 定 床 : 固 定 床 ( 固 定 層 反 応 装 置 )は 触 媒 粒 子 あるいは 不 活 性 固 体 を 充 填 した 層 に 気 体 液 体 あるいは 気 液 の 混 合 物 を 流 して 反 応 させる 装 置 で 反 応 熱 が 大 きい 場 合 は 多 管 式 熱 交 換 器 型 の 反 応 器 が 用 いられる 伝 熱 面 積 を 大 きくするために 直 径 が 2~5cm 程 度 の 管 の 中 に 触 媒 を 充 填 し 管 外 側 に 熱 媒 体 を 循 環 させる 構 造 が 単 純 であるが 触 媒 層 に 温 度 分 布 が 生 じやすく 圧 力 損 失 が 大 きい 循 環 流 動 床 : 流 動 床 ( 流 動 層 反 応 装 置 )は 触 媒 粒 子 を 反 応 槽 底 部 より 送 入 した 流 体 に よって 浮 遊 懸 濁 させながら 流 動 化 させる 装 置 である 流 動 層 内 の 粒 子 が 激 しく 運 動 して いるために 槽 内 の 温 度 をほぼ 均 一 に 保 持 できるが 構 造 が 複 雑 で 適 当 な 流 動 状 態 を 保 つ ための 操 作 条 件 の 範 囲 が 狭 く 安 定 な 操 作 に 熟 練 を 要 する スラリー 床 :スラリー 床 ( 粒 子 流 動 型 反 応 装 置 )は 油 中 に 触 媒 を 懸 濁 してスラリー 状 に し 反 応 ガスを 気 泡 にして 吹 き 込 み 反 応 させる 装 置 である 反 応 の 制 御 性 に 優 れ 運 転 中 に 触 媒 の 交 換 が 可 能 で 反 応 器 もコンパクトに 出 来 るが 触 媒 と 製 品 の 分 離 が 難 しく 工 業 規 模 での 実 績 が 少 ない 表 反 応 器 の 比 較 長 所 短 所 固 定 床 反 応 器 流 動 床 反 応 器 スラリー 床 反 応 器 1. 構 造 が 単 純 である 2. 軸 方 向 の 流 体 混 合 が 少 なく 押 出 し 流 れに 近 似 できるので 反 応 収 率 が 高 い 3. 反 応 流 体 と 触 媒 の 接 触 時 間 を 変 化 させることが 容 易 であって 速 い 反 応 から 遅 い 反 応 にまで 適 用 可 能 である 1. 固 定 層 の 伝 熱 能 力 は 小 さく 反 応 熱 の 除 去 ( 補 給 )が 十 分 行 われず 触 媒 層 に 温 度 分 布 が 生 じや すい 2. 圧 力 損 失 が 大 きい 3. 触 媒 の 抜 出 しおよび 充 填 が 困 難 であるため か なり 頻 繁 に 触 媒 を 再 生 あるいは 交 換 する 必 要 があ る 場 合 には 不 適 である 1. 流 動 層 内 の 粒 子 が 激 しく 運 動 しているために 槽 内 の 温 度 をほぼ 均 一 に 保 持 できる 2. 除 熱 対 象 である 触 媒 が 流 動 しているために 固 定 床 と 比 較 すると 伝 熱 効 率 が 高 くなり 除 去 すべき 熱 負 荷 に 対 して 著 しく 小 さな 伝 熱 面 積 で 済 む 3. 触 媒 の 一 部 を 反 応 槽 外 に 抜 出 し 連 続 的 に 再 生 を 行 なう 事 が 可 能 である 4. 圧 力 損 失 が 小 さい 1. 構 造 が 複 雑 である 2. 気 泡 が 発 生 して 装 置 内 を 吹 き 抜 けるために 反 応 収 率 はガス 層 を 完 全 混 合 とした 値 よりも さらに 低 下 する 場 合 が 少 なくない 3. 流 動 層 内 の 流 動 状 態 が 複 雑 であって 装 置 の 設 計 法 が 確 立 していない 4. 適 当 な 流 動 状 態 を 保 つための 操 作 条 件 の 範 囲 が 狭 く 安 定 な 操 作 に 熟 練 を 要 する 1. 温 度 の 制 御 性 が 高 い 2. 混 合 性 が 良 い 3. 構 造 が 比 較 的 簡 単 であり 大 型 化 が 行 ない 易 い 4. 触 媒 の 運 動 が 比 較 的 穏 やかなため 物 理 的 損 傷 が 流 動 床 より 小 さい 1. 気 泡 が 発 生 して 装 置 内 を 吹 き 抜 けるために 反 応 収 率 はガス 層 を 完 全 混 合 とした 値 よりも さらに 低 下 する 場 合 が 少 なくない 2. 流 動 層 内 の 流 動 状 態 が 複 雑 であって 装 置 の 設 計 法 が 確 立 していない 3. 適 当 な 流 動 状 態 を 保 つための 操 作 条 件 の 範 囲 が 狭 く 安 定 な 操 作 に 熟 練 を 要 する 4. 触 媒 と 製 品 の 分 離 が 困 難 である 5. 工 業 規 模 での 実 績 が 少 ない 現 在 商 業 化 あるいは 開 発 中 のプラントでは 表 4-1-4に 示 すように 熱 除 去 が 容 易 で 反 応 の コントロールがしやすいスラリー 床 を 採 用 している 場 合 が 多 い 40

42 表 GTL プロセス 比 較 表 会 社 名 プロセス 名 プロセス 反 応 器 形 式 合 成 ガス 触 媒 酸 素 フ ラント 要 否 反 応 器 形 式 FT 合 成 触 媒 実 績 RD/Shell SMDS 部 分 酸 化 無 触 媒 多 管 式 固 定 床 Co 系 14,700B/D 規 模 商 業 段 階 Sasol SSPD ATR 固 定 床 Ni 系 スラリー 床 Co 系 34,000B/D 規 模 商 業 段 階 ExxonMobil AGC-21 ATR 流 動 床 Ni 系 スラリー 床 Co 系 200B/D 規 模 パイロット 段 階 Rentech - 所 有 していない スラリー 床 Fe 系 250B/D 規 模 パイロット 段 階 Syntroleum - ATR 固 定 床 Ni 系 ( 空 気 使 用 ) スラリー 床 Co 系 70B/D 規 模 パイロット 段 階 ( 出 所 ) 鈴 木 信 市 ICEP ニュース No 年 9 月 に 加 筆 メタノール DMEの 合 成 プロセス 1 DME の 合 成 反 応 間 接 法 間 接 法 の 反 応 式 と 反 応 条 件 は 以 下 の 通 り 既 存 技 術 であるものの 第 一 段 階 のメタノール 合 成 における 反 応 条 件 に 関 しては 比 較 的 に 高 い 圧 力 が 条 件 として 求 められる 第 一 段 階 :(メタノール 合 成 ) 2 3 CO + 4H 2 2CH OH kcal/ mol 触 媒 :Cu-Zn-Cr 温 度 : 圧 力 :50-70 気 圧 第 二 段 階 :( 脱 水 反 応 ) 2 2 CH3 OH CH3OCH3 + H O + 5.6kcal/ mol 触 媒 : 酸 触 媒 (γアルミナ 等 ) 温 度 : 圧 力 :10-20 気 圧 直 接 法 直 接 法 の 反 応 式 と 反 応 条 件 は 以 下 の 通 り 反 応 式 A: 3CO + 3H 2 CH3OCH3 + CO kcal/ mol 反 応 式 B: 2CO + 4H 2 CH3OCH3 + H 2O kcal / mol 触 媒 :Cu-Zn-Cr+Cu/γアルミナ 温 度 : 圧 力 :30-70 気 圧 DME 合 成 の 平 行 転 化 率 の 最 大 値 は 反 応 式 A の 方 が 反 応 式 B よりも 高 い 原 料 の 特 性 か ら 考 えると 石 炭 由 来 の 合 成 ガスの H 2 /CO 比 は 0.7~1.5 であるため 反 応 式 A を 用 いる 方 がガス 調 整 幅 が 少 なく 設 備 運 転 コストが 有 利 になり 天 然 ガス 改 質 の 場 合 は H 2 /CO 比 は 41