有機ハイドライドを使った エネルギー 貯蔵 利用 05 年 月 日千代田化工建設株式会社
アジェンダ. 輸入の. の方法. の方法. チェーンの構築 まとめ
:CCS:carbon capture and storage :EOR:Enhanced oil recovery. 輸入の を海外から輸入することで エネルギーセキュリティ面と環境面の効用が期待できる 加えて 本格社会の需要を支える一つの供給手段としても有望 エネルギーセキュリティ 様々な原料 手段からが可能でエネルギーソースが多様化できる 従来市場へのアクセスが難しかった未利用資源もに利用可能 エネルギー供給国の選択肢を広げることができる 環境 再生可能エネルギーからをすることで 海外の再エネ適地からクリーンなエネルギーを輸入することが出来る 化石燃料からをする場合も 発生する CO を CCS や EOR 等によって処理し クリーンなエネルギーを輸入することが出来る 需要増への対応 次の仮定をおくと 00 年には需要が 50 億 Nm に達するとの試算があり この需要を支える有望な供給源の一つ 00 年時点で FCV が 00 万台普及 00 年までに新設 リプレースされる LNG 火力発電において 50% 混焼を実施 上記試算は燃料電池戦略ロードマップに示された一つの例
副生改質/ガ電解なく エに行える. の方法 の方法は多岐にわたるが 以下の つに大別される ス化化学工場等において副生するを利用 石油化学 化学 工業原料 未利用化石燃料の改質 / ガス化により CO はEOR CCS 等に利用 未利用化石資源 ガス ( 随伴カ ス等 ) 石油 ( 石油残渣 (VR) コーク等 ) 石炭 ( 褐炭等 ) 再生可能エネルギー発電と電解プラントによりを 再エネ発電 風力発電 太陽光 / 太陽熱発電電力 水力 / 地熱発電 波力 / 海洋温度差発電供給国 改質ガス化等 CO EOR CCS 水電解 ネルギー源の切り替えがスムース インフラの変更 長距離 大量 需要国 発電 コシ ェネ St. ガス供給
-. 副生 化学工場等において副生するを利用 石油化学 化学 供給国 長距離 大量 需要国 需要 例 メタノール CH + H O CHOH + H メタン水メタノール 例 苛性ソーダ NaCl + H O NaOH + Cl + H 塩水苛性ソーダ塩素 活用度の低い副生を我が国にし 有効活用 主たる製品とエネルギー消費量を分担する為 より少ないエネルギーで可能 CO は製品に固定され排出されないケースもあり
-. 参考 副生供給ポテンシャル 分類主製品主要な方法 石油化学工業 エチレン プロピレン 芳香族 ( ベンゼン キシレン等 ) ナフサの熱分解 エタンの熱分解 ナフサの熱分解 精油残渣の流動接触分 (FCC) ナフサの熱分解 ナフサの連続接触改質 (CCR) 製品生産量 ( 百万トン ) 9 80 0 副生発生量 ( 億 Nm ) 6 化学工業 メタノール天然ガス改質 5 5 苛性ソーダ食塩の電気分解 85 7 合計, : 千代田化工建設による推定 5
6 -. 改質 / ガス化 化石燃料の改質 / ガス化により CO は EOR CCS 等に利用 未利用化石資源 ガス ( 随伴カ ス等 ) 石油 ( 石油残渣 (VR) コーク等 ) 石炭 ( 褐炭等 ) 供給国 EOR 改質ガス化等 CO CCS 長距離 大量 需要国 需要 未利用化石資源の例 随伴ガス原油生産に伴って油田から噴出するガス 油田の圧入に利用またその場で焼却処分される褐炭水分の多い 低品位炭自然発火しやすくには適さない EOR (Enhanced oil recovery ) ガスや化学薬品を油層中に注入し 原油と高圧下で混合させ油層内の原油の流動性を改善することで 原油増産を実現 CO を原油増産に活用することで その対価を得つ CO の処理 ( 封じ込め ) を行うことが可能 CO の分離回収 貯留が比較的容易な資源国において CO を処理 クリーンなエネルギーを我が国に 市場アクセスが困難な化石資源の有効利用が可能となる CCS (carbon capture and storage) CO を分離回収し 適切な貯留サイトにした後に CO を地中深くに圧入し 永続的に貯蔵 資源国においては廃ガス田など貯蔵の適地が見つけ易い 圧入にはエネルギーが必要である為 エネルギーコストの低い資源国での実施はコスト面でも有利
参考 :( 一財 ) 機械システム振興協会 CDM( クリーン開発メカニズム ) 推進のための CO 回収 EOR(Enhanced Oil Recovery) システム技術に関する調査研究報告書 原油 随ス等7 -. 参考 EOR の仕組みと H /CO -FPSO EOR の仕組み H /CO -FPSO CO 改質 /CO 回収分離 圧縮 気液分離 原油 CO 圧入井 生産井 キャップロック油層 伴ガEOR を海底油田においても行う設備として および炭酸ガスを 出荷する洋上浮体施設 (H /CO -FPSO ) を開発中 :FPSO:Floating Production Storage & Offloading unit
-. 参考 褐炭の賦存量 出典 : 燃料電池戦略ロードマップ 8
-. 参考 原油随伴ガスの利用状況 出典 : 燃料電池戦略ロードマップ 9
-. 電解 再生可能エネルギー発電と電解プラントによりを 再エネ発電 風力発電 太陽光 / 太陽熱発電 水力 / 地熱発電 波力 / 海洋温度差発電 供給国 電力 水電解 長距離 大量 需要国 需要 出力変動が大きい 発電適地が需要地から遠い等の理由により利用しにくいケースも少なくない 時間的 空間的な需給ミスマッチが大きい再エネを自在に利用 CO フリーのクリーンエネルギー 出典 : 経済産業省殿 web site 0
-. 参考 風況 日射量 MAP 風況 日射量の良い地域は 人口の少ない地域に偏りがある 風況 MAP 日射量 MAP 出典 :TIER Inc
. の方法 の長距離大量手段としては 有機ハイドライド と 液体 によるが有望視されている 有機ハイドライド を有機化合物に化学的に結合させ 常温常圧の液体として 液化 を -5 度まで冷却 極低温の液体として
３ 有機ハイドライドによる １ ２ ３ ４ をトルエンと反応させ メチルシクロヘキサンとして 貯蔵 CH CH CH + H CH + H メチルシクロヘキサン トルエン 化ﾌﾟﾗﾝﾄ タンカー イメージ 貯蔵ﾀﾝｸ 貯蔵ﾀﾝｸ 貯蔵タンク イメージ 脱ﾌﾟﾗﾝﾄ 化 脱プラント 常温のガスに比べて500分の程度に圧縮することが可能 常温常圧での液体が可能で 取り扱いが容易 化学的に安定な状態にあるため長期間貯蔵 長距離によるロスがない メチルシクロヘキサン トルエンとも 化学品として 貯蔵の技術が確立している
. 有機ハイドライドによる 横浜新子安の研究所にてデモプラント建設 0 年 月 ~0 年 月に実証運転 述べ 0,000 時間の運転を行い 所定の能力と触媒寿命を検証し技術を確立済み 反応セクション 貯蔵セクション
5. チェーンの構築 発電 工業原料向けの大規模供給からスタートした後 チェーンの整備により物流 民生部門への展開することで さらなる利用拡大が期待できる 風力発電 発電( 混焼 ) 大規模供給 エネルギー部門 都市ガス エネルギー貯蔵 余剰電力貯蔵 非常用発電 物流部門 電解化 太陽光発電 未利用熱利用 エネルギー戦略備蓄 H MCH 駅 空港 港湾 物流施設 船舶 石油精製 化学原料 鉄道 還元製鉄 CO 再資源化 トラック 工業部門 バス オフィスビル商業施設 熱循環 熱電気 集合住宅 分散型コジェネ地域冷暖房熱源 定置型燃料電池など分散型コジェネ 家庭部門 燃料電池車 商業部門
6. による再エネ貯蔵 安定化 チェーンと再エネを組み合わせることで 負荷変動や需給ギャップの大きい再エネ電力の貯蔵 安定化の一つのソリューションとなる NEDO 事業 ( 有機ハイドライド ) による再生可能エネルギーの貯蔵 利用に関する研究開発 ( 平成 6 年度 ~9 年度 ) を受託 風力発電太陽光発電等 電気 整流器 負荷変動対応一体制御 粗ガス精製 グリッド安定化 熱インテグレーション 粗ガス精製 電力グリッド 電気 SOFC 精製 熱交換 熱 水電解 H 精製 化 メチルシクロヘキサン 脱 トルエン 有機ハイドライドによる貯蔵設備
7 まとめ. 海外とつながるチェーンの構築により が持つエネルギーセキュリティと環境面での価値は大きく向上する 輸入チェーンの実現を通じ を日本のエネルギーの一翼を担うるエネルギーとして成長させたい. 輸入チェーンの構築を実現する つの大量 貯蔵技術 ( 有機ケミカルハイドライド法 液体法 ) はいずれも我が国企業が世界の最先端を歩んでいる 世界初のチェーン実現に向けて all Japan の体制でさらに取り組みを加速したい
Thank you. 8