資料 6 広域関東圏水素 燃料電池連携体 キックオフシンポジウム クリーン水素エネルギーサプライチェーン実現に向けた川崎重工の取組 2016 年 7 月 19 日 技術開発本部
ご説明の構成 1. 水素利用への動き 2. 水素サプライチェーンのコンセプト 3. 実現への取組 2
一次エネルギー供給量 (MTOE) エネルギー供給量 (Mtoe) 水素と将来のエネルギー需要 1. 水素利用への動き CO 2 を削減しつつ国民経済負担の最少となるエネルギー需要割合を算出 * 検討条件 CO 2 フリー水素が 25 円 /Nm3 ( 船上引渡し ) で供給可能 CO 2 削減 2020 年 :-15% 2050 年 :-80%(90 年比 ) 国内での CCS(CO 2 Capture Storage) が困難な場合 600 500 400 300 200 100 LNG 風力 バイオマス水力 石油水素原子力石炭 0 2005 2010 20152020 2025 20302035 2040 20452050 太陽光風力バイオマス水力水素原子力天然ガス石油石炭 2050 年 80% 減には エネルギー利用のほとんどを CO2 フリーにすることが必要 水素価格が 35 円 /Nm3 45 円 /Nm 3 となっても 割合は大きくは変わらない * エネルギー総合工学研究所主催 CO2 フリー水素チェーン実現に向けた構想研究会 にて GRAPE を用いて 2010 年に実施 3
プロセス用 FCV 発電用 の 順に需要が進展 水素大量導入 1. 水素利用への動き 水素需要の拡大 水素 燃料電池戦略ロードマップ 水素発電の本格化 FCV の普及 発電用途 東京オリンピック 水素オリンピックに 燃料電池自動車 (FCV) 販売開始 輸送機器用途 2014 2020 2025 プロセス用途の水素需要 4
2. 水素チェーン CO 2 フリー水素チェーンのコンセプト CO 2 の排出を抑制しながらエネルギーを安定供給 資源国 ( 豪州 ) 利用国 ( 日本 ) 未利用資源 ( 褐炭 ) や豊富な再生可能エネルギーから低コストに水素製造 安価な再生可能エネルギー 液化水素ローリー プロセス利用半導体や太陽電池製造石油精製 脱硫など 輸送用機器水素ステーション燃料電池自動車など 褐炭 液化 積荷 CCS (CO2 回収 貯留 ) CO2 フリー水素 液化水素運搬船 C JAXA 液化水素貯蔵タンク エネルギー機器水素ガスタービン水素ガスエンジン燃料電池など 発電所コンバインドサイクル発電所など 水素製造 水素輸送 貯蔵 水素利用 5
褐炭とは 2. 水素チェーン 若い石炭で大量 また世界に広く分布 水分量が 50~60% と多い 乾燥すると自然発火しやすいため 輸送が困難で 現地の発電でしか利用されていない 輸送できないため 海外取引は皆無で 採掘権のみの 未利用資源 = 安価 権益取得容易 多くの水素の製造方法中でも 褐炭からの水素製造は最も経済的な方法の一つ 6
世界の褐炭の分布 2. 水素チェーン 7% 10% 87% 64% その他アフリカ (17 億 t) 20% 16% ヨーロッパ (1076 億 t) 7% 30% 16% 54% 中国 (1145 億 t) 93% インド (606 億 t) 31% 62% ロシア (1570 億 t) 100% その他アジア (540 億 t) インドネシア (280 億 t) 52% 46% 34% 53% 13% カナダ (66 億 t) 13% 41% 46% USA(2372 億 t) 100% コロンビア (67 億 t) 100% 南アフリカ (302 億 t) 49% 3% 豪州 (764 億 t) 48% 褐炭 褐炭 瀝青炭 無煙炭 7% 93% その他南米 (79 億 t) 出展 :WEC2013 Survey of Energy Resources 2013 より作成 亜瀝青炭 7
豪州の褐炭 2. 水素チェーン 褐炭発電所 ( ロイヤン B) 50 万 kw 2 基 褐炭発電所 ( ロイヤン A) 55 万 kw 4 基 ラトロブバレー 褐炭採掘現場 ( 露天掘り ) 地平線まで褐炭炭田地表から深さ 250m まで一つの層さらに その下にもあり ( 日本の総発電量の 240 年分 ) 8
CCS CO 2 貯留場所 2. 水素チェーン (CCS:CO 2 Capture and Storage CO 2 回収 貯留 ) MELBOURNE 褐炭炭鉱 ( ラトロブバレー ) BAIRNSDALE ORBOST MORWELL SALE 80km WELSHPOOL 大規模 CO 2 貯留容量連邦政府とビクトリア州政府は CCSプロジェクト CarbonNet を推進中 CO2CRC 出典元 : http://www.co2crc.com.au/publications/ brochures.html 9
液化水素 水素の大量輸送手段 2. 水素チェーン 液化水素の特徴 極低温 (-253 ) 気体の1/800の体積 産業利用やロケット燃料として実用化済の輸送媒体 高純度 = 精製不要 ( 蒸発させるだけで燃料電池に供給可能 ) JAXA 国内最大液化水素タンク ( 種子島ロケット基地 ) LNG 船 ( エネルギー大量輸送 ) 10
2. 水素チェーン CO 2 フリー水素商用チェーン Feasibility Study 褐炭 水素製造液化貯蔵 積荷輸送揚荷 燃料電池自動車 (FCV) コジェネ エネルギー機器 CCS 発電所 水素原料 副生 CO 2 処理 : 豪州の褐炭 : 現地で貯留 CO 2 フリー 水素製造規模 ( 用途 ) :770t/day FCV 300 万台 or 火力発電 100 万 kw の燃料相当 11
商用チェーン FS の結果 2. 水素チェーン 水素コスト ( 船上引渡し ) 規模 2.6 水素輸送船 29.8 円 /Nm 3 FCV 300 万台 3.2 積荷基地 9.8 水素液化 水素製造より上は日本の技術 製品 FCV 0.5 8.5 水素パイプライン 水素製造 または 水素発電 100 万 kw1 基相当 2.9 CCS 2.3 褐炭燃料 水素発電所 12
発電コストの比較 2. 水素チェーン 化石燃料発電よりは高いが CO2 フリーエネルギーの中では 再生可能エネルギーより安く かつ安定で大量に利用可能 固定買取価格 2015 年 4 月 ~ 20 年 20.0 CCS + 水素 参照 : 発電コスト WG 検証報告書 2030 年モデルプラント 平成 27 年 5 月 13
水素インフラ技術開発の展開 3. 実現への取組 つくる 褐炭水素製造乾燥 粉砕他褐炭処理技術 水素液化機プラント タービン技術 はこぶ ためる 液化水素運搬船 LNG 船技術 ローディングシステム極低温シール機構技術 液化水素タンク極低温技術 つかう 液化水素コンテナ極低温技術 高圧水素トレーラー複合材関連技術 水素ガスタービン安定 クリーン燃焼技術 JAXA 14
水素プロジェクトの展開 3. 実現への取組 当社が合せ持つ技術 2014 2020 2025 エネルギー基本計画 東京オリンピック パイロット実証 商用チェーン LNG 技術 液化水素技術 15
パイロット実証 (NEDO 事業 ) 3. 実現への取組 褐炭ガス化プラント 液化水素運搬船 積荷基地 基本設計を実施中 小型液化水素運搬船は世界初の基本認証を取得 2020 年度に 褐炭ガス化技術 水素の大量海上輸送技術を技術研究組合 CO2 フリー水素サプライチェーン推進機構 (HySTRA) にて実証 川崎重工 ( 幹事 ) 岩谷産業殿 ( 基地 ) 電源開発殿 ( 褐炭ガス化 ) シェルジャパン ( 安全 液化水素取扱い技術 ) 16
HyGrid 研究会 3. 実現への取組 電気と水素を活用し 多様なエネルギーから成り立っている社会 火力発電 http://www.hygrid.jp EV PHV 蓄電設備 再生可能エネルギー 風力 電気グリッド 産業利用 化石燃料 都市 家庭 HV 太陽光 水素 - 電力変換 バイオマス 水電解 発電ユニット 化学プラント 都市 家庭 下水処理 水素タンク 大量 長期保存 都市 家庭 水素グリッド 自動車燃料 FCV FC バス 製油所 化学プラント エネルギーの流れ 参画企業 団体岩谷産業株式会社 川崎重工業株式会社 ( 会長企業 ) 九州大学カーボンニュートラル エネルギー国際研究所 株式会社システム技術研究所 株式会社テクノバ ( 事務局 ) トヨタ自動車株式会社 豊田通商株式会社 日産自動車株式会社 株式会社本田技術研究所 三井物産株式会社 株式会社ローランド ベルガー ( 五十音順 2013 年 12 月現在 ) 電気 水素 化石燃料 17
CO 2 フリー水素チェーンの意義と効用 おわりに 1 供給安定性 褐炭 : 世界に広く分布 莫大な埋蔵量現状価格がなく 自主権益の獲得が容易 エネルギーセキュリティに貢献 ( 豪州だけで 240 年分 ) 2 環境性 使用時に CO 2 排出なし ( 排出は水だけ ) 究極のクリーンエネルギー 3 産業競争力向上 日本の技術 製品でエネルギー確保 国富流出を抑制 水素の普及により 関連産業が成長 成長戦略へ貢献インフラ輸出へ展開 18
ご清聴ありがとうございました 川崎重工業株式会社技術開発本部 105-8315 東京都港区海岸一丁目 14 番 5 号 Tel: 03-3435-2259 Fax.03-3435-2081 http://www.khi.co.jp 19