世界に貢献する我が国のCCT

世界に貢献するわが国のＣＣＴ
CCT；Clean Coal Technologies
平成２１年 ９月 ７日
三菱重工業株式会社
取締役会長 佃 和夫
1
ご説明資料の概要
１．世界のｴﾈﾙｷﾞｰ需給と温暖化問題の概観
２．わが国のｴﾈﾙｷﾞｰ多様化、高効率化そして環境対策
３．わが国の将来に向けた温暖化対策
４．石炭資源国とわが国のﾊﾟｰﾄﾅｰｼｯﾌﾟ
2
3E同時実現が国際社会の重要課題
可採年数
供給可能なｴﾈﾙｷﾞ-資源量
ウラン
天然ガス
石油
石炭
60年
42年
133年 85年（＊）
（再生可能エネ）
∞
＊：もんじゅ型高速増殖炉で、副生プルトニウムの
利用により、ウラン利用効率を約３０倍に高められる。
データ出所：BP統計2008，URANIUM2003
エネルギー安定供給
Energy Security
環境保全
Environment Protection
持続的経済発展
Economic Sustainable
3
Growth
世界のｴﾈﾙｷﾞｰ消費の実績と予測
[石油換算 億トン]
新興国
年
4
出典：WORLD ENERGY OUTLOOK 2OO7
世界のｴﾈﾙｷﾞｰ消費の実績と予測
[石油換算10億トン]
再生可能ｴﾈ
ﾊﾞｲｵﾏｽ
水力
原子力
ガス
石油
年
5
出典：WORLD ENERGY OUTLOOK 2OO7
ｱｼﾞｱのｴﾈﾙｷﾞｰ消費の実績と予測
[石油換算10億トン]
（先進国を除き中国とインド含む）
7
再生可能ｴﾈ
ﾊﾞｲｵﾏｽ
水力
原子力
6
5
ガス
4
石油
3
2
石炭
1
0
1990
2000
2010
2020
2030 年
出典：WORLD ENERGY OUTLOOK 2OO7
6
各化石燃料のＣＩＦ価格の相対比較
円／Ｍｃａｌ（CIF価格）
12
10
原油
8
6
ＬＮＧ
4
一般炭
2
0
2000
2001 2002
2003 2004
2005
7
2006 2007
2008 2009
2010 年
財務省貿易統計より作成
世界の人口・所得増加と共に、CO2排出量が増加
1970年からの倍率
3.2
①世界の
人口
3.0
１．６９
②一人あたり ➂ｴﾈﾙｷﾞｰ使用量 ④ CO2排出量
⑤CO２
× GDP × /GDP
× /ｴﾈﾙｷﾞｰ使用量 ＝ 排出量
１．７７×
０．６７
2.8
０．９４
１．８８
1970年の値を1とした場合の指数
2.6
所得（GDP）
（①×②）
2.4
2.2
⑤CO2排出量（１．８８倍）
ｴﾈﾙｷﾞｰ使用量
（ ①×②×③）
2.0
②GDP/人口
(１．７７倍）
1.8
①人口
(１．６９倍）
1.6
1.4
1.2
④CO2排出量/ｴﾈﾙｷﾞｰ使用量(０．９４倍）
1.0
0.8
③ｴﾈﾙｷﾞｰ使用量/GDP (０．６７倍）
0.6
0.4
1970
1980
1990
2000
8
2004年
出典；IPCC第4次報告書より算出
世界のCO2排出量の実績と見通し
炭素換算億トン
350
CO2対策を講じない場合
世界全体の排出量
300
317億ton
先進国
90億ton
250
200
新興国
200億ton
ｸｰﾙｱｰｽ50の目標
150
（世界のCO2排出を、2050年に現在の半減）
100
50
0
1950
377ppm
（2004年）
1975
2000
東欧＋旧ソ連
2025
2050
2075
2100年
出典）IPCC資料
9
ご説明資料の概要
１．世界のｴﾈﾙｷﾞｰ需給と温暖化問題の概観
２．わが国のｴﾈﾙｷﾞｰ多様化、高効率化そして環境対策
３．わが国の将来に向けた温暖化対策
４．石炭資源国とわが国のﾊﾟｰﾄﾅｰｼｯﾌﾟ
10
わが国の一次エネルギー供給の推移
(PJ)
25,000
第２次石油危機
原子力
供
20,000
天然ガス
給
15,000
量
10,000
石油
5,000
石炭
0
75
80
85
90
95
00
2004
(年度)
出典： 総合エネルギー統計（平成16年度版)
資源エネルギー庁「2004(平成16)年度におけるエネルギー需給実績について」
11
わが国の発電電力量の推移
億kWh
12000
その他
石油
10000
8000
ガス
6000
石炭
4000
原子力
2000
0
水力
1973
1979
1985
1990
1995
2000
2005
2007 年度
出典：電気事業連合会2008年資料「ｴﾈﾙｷﾞｰ供給における一般電気事業者の取組み」から抜粋
12
ｴﾈﾙｷﾞｰ確保と地球環境対策の統合的推進
2005年日本国内供給量
単位10１３kcal（比率）
化石エネルギー
450 （83.6%）
（内訳）電力消費分※ 38%
非電力消費 62%
•石炭，石油
• LNG，LPG
•非在来化石燃料
原子力
エネルギー
エネルギー変換
化石燃料利用
の低減
高効率化
• ボイラ，IGCC，ガスタービン
• 燃料電池，複合サイクル
• 脱塵，脱硫，脱硝他
• CO2の深海貯留，
地下貯留
• 製鉄、セメント製造、運輸（自動
• CO2の森林等への
車）、民生（電気製品）他
固定等
エネルギー変換
原子力利用拡大
核エネルギー有効利用
• 高速増殖，核融合
• 核熱利用（高温ガス炉）
• 信頼性，安全性向上
64 （11.9%）
• 核燃料リサイクル
再生可能エネルギー
24 （4.5%）
• 太陽，風力，水力，地熱
• 波力，潮力，海水温度差
• バイオマス
再生可能エネルギー
利用拡大
現在
廃棄物削減，貯留，
無害化
電気，動力，熱，
光他の利用
• 産業，民生，運輸，
農林水産業他での利用
• 省エネルギー，排熱利用
エネルギー変換
• 発電他
将来
13
※ エネルギー変換部門のロス及び統計誤差を含む
各国石炭火力の発電端効率[LHV%]
熱効率%（発電端・LHV）
44
42
日本
40
38
米国
36
34
中国
32
30
インド
28
26
1990
1995
2000
2005
Source ：International comparison of fossil power efficiency ECOFYS
14
石炭火力発電からのCO2排出量（2004年）
- 実績 vs 日本の商業中の最高効率適用ケース（ＢＰｹｰｽ）-
実績
ＢＰｹｰｽ 実績
ＢＰｹｰｽ
15
実績
ＢＰｹｰｽ 実績
ＢＰｹｰｽ
「実績」データの出典： IEA “World Energy Outlook 2006”
－最新鋭石炭火力ＵＳＣ－
中国ハルビンボイラへのライセンス
USC；Ultra Super Critical Steam Condition
Harbin Boiler Co., Ltd.
鉄嶺(Tieling) (2008)
(HBC)
600MWx2
営口(Yingkou) (2007)
26.2MPa, 605/603℃
600MWx2
26.2MPa, 605/603℃
泰州(Taizhou) (2007)
1,000MWx2
阚山(Kanshan) (2007)
26.2MPa, 605/603℃
600MWx2
26.2MPa, 605/603℃
蕪湖(Wuhu) (2008)
660MWx2
26.2MPa, 605/603℃
玉環(Yuhuan) (2006)
1,000MWx4
27.5MPa, 605/603℃
河源(Heyuan) (2008)
600MWx2
26.2MPa, 605/603℃
合計 12,120MW
16
－最新鋭石炭火力ＵＳＣ－
インド合弁企業へのライセンス供与
USC；Ultra Super Critical Steam Condition
L&T-MHI Boilers Private Limited
設計事務所: デリー
工場: ハジラ（ｸﾞﾞｼﾞｬﾗｰﾄ州）
設立
投資額
株式比率
工場容量
工場稼動
従業員数
技術供与
：
：
：
：
：
：
：
2007年4月18日
約200M$
L&T社*51％、当社49％
年産３GW
2010年3月
最終計画 約1,200名
超臨界圧と超々臨界圧
ボイラ設計製造技術
* L&T社 ： LARSEN & TOUBRO LIMITED
建設/ｴﾝｼﾞﾆｱﾘﾝｸﾞ大手
5
17
主要国の発電電力量あたりのSOXとNOXの排出量
〔g/kWh〕
出典：OECDEnvironmental Data Compendium2004, Energy Balances of OECDCountries 2002-2003,
日本のデータ：電気事業連合会調べ
18
三菱重工の世界における排煙脱硫設備の実績
欧州
Europe
48
68件
CHEC
(中国)
STX
(韓国)
日本
81件
CYEP
(中国)
SINOFINN
(中国)
MHI
米国
APCI
(米国)
17件
アジア
37件
ADVATECH
(米国)
南米
1件
2008/4月
石炭焚きボイラ
油焚きボイラ
その他
合計
プラント販売
ライセンス販売
米国URS社との合弁会社
19
144件
43件
17件
204件
三菱重工の世界における排煙脱硝設備の技術移転
三菱脱硝装置のライセンシー
米国
MPSA
オランダ
Danieli Corus
米国
Cormetech
中国
Harbin Boiler
CHEC
脱硝用途
国内
海外
石炭焚きボイラ
４４
４
ガス・油焚きボイラ
９１
１５
ガスタービン
８３
１６２
その他
１３１
４９
合計
３４９
２３０
2006年 3月時点
20
石炭火力発電設備技術ロードマップ
現実的なｽｹｼﾞｭｰﾙを三菱重工にて想定
区
分
項目
材料開発1990
USC (600℃級)
効
率
向
上
材料開発 実缶実証
IGCC
2010
勿来実証機
250MW
実証 欧米300MW級
IGCC燃料ガス
（PreCombustion）
2020
2030
2040
700～1000MW(600-610℃)
パイロット
200t/d
PDU
2t/d
商用 500～650MW
商用 欧米 600MW級
材料開発 実缶実証 実証機 商用 600～1,000MW
A-USC（700℃級)
CO2
回
収
2000
材料開発
実缶実証 独
化学用商用(2,700)
実証（国内)
FEED
石炭ボイラ排ガス
（PostCombustion）
商用
実証機 独
500MW
実証（豪など)
商用 700MW (10,000)
パイロット(10) 実缶実証 商用 (3,000～5,000)
パイロット 豪 30MW (75)
Oxy fuel (酸素燃焼)
実証 カナダ 180MW
商用 独 300MW (6,000)
基礎研究
実証
商用
実線は海外の技術動向を示す
( )内は、CO2回収・隔離量 ton-CO2/日
FEED：Front End Engineering Design
21
石炭ガス化複合発電の概要
石炭ガス化発電（IGCC）
石炭をガス化し、そのガスをガスタービンに供給して発電を行い、
廃気から熱を回収し、蒸気タービンでも発電を行うもの。
石炭
酸化剤
石炭
ｶﾞｽ化炉
ｶﾞｽ精製
設備
ｶﾞｽ
ﾀｰﾋﾞﾝ
廃熱回収ﾎﾞｲﾗ
排ガス
蒸気
ﾀｰﾋﾞﾝ
固体酸化物形燃料電池 複合発電（IGFC）
石炭をガス化し、そのガスを燃料電池に供給して直接発電を行うと同時に、
ガスタービンにも供給して発電を行い、
更にその排気の熱回収をして蒸気タービン発電を行うもの。
石炭
酸化剤
石炭
ｶﾞｽ化炉
ｶﾞｽ精製
設備
燃料
電池
ｶﾞｽ
ﾀｰﾋﾞﾝ
廃熱回収ﾎﾞｲﾗ
蒸気
ﾀｰﾋﾞﾝ
22
排ガス
クリーンコール技術による効率の飛躍的向上
(LHV %)
75
70
65
発電端効率
60
55
③ ＩＧＦＣ
超高温ｶﾞｽﾀｰﾋﾞﾝ
(1,700℃)
①ＵＳＣ／A-USC
NGCC
(天然ガス)
1,700℃級GT
② IGCC
J型GT
50
IGCCはＧＴ高温化により
効率アップ可能
① USC
② IGCC（石炭ガス化）
①A- USC
③ IGFC
45
(IGCC+SOFCﾊｲﾌﾞﾘｯﾄﾞｻｲｸﾙ)
40
1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020年
23
SOFC: Solid Oxide Fuel Cell
IGCC商用機への取組み
石炭ガス化複合発電（IGCC）技術は、実証段階を終えて、次期商用機を計画中。
石炭処理量( t/日 )
5000
2倍
設計・建設
1000
500
設計・建設
(クリーンコールパワー研究所)
8.5倍
運転
100
50
ｽｹｰﾙｱｯﾌﾟ
100倍
10
5
1
1980
1985
(電中研 横須賀)
1990
1995
石炭火力としてIGCC普及促進の理由
●高い効率。更に効率アップする将来性。
●環境にやさしいクリーンな石炭火力
●CO2回収/CCSとの親和性
IGCC普及のプロセス
●信頼性は実証機で確認
●普及には商用機初号機建設の後に大量生産
で経済性達成の目論み
2t/日 Process Development Unit
運転
運転
1700t/日(250MW)実証機
200t/日 ﾊﾟｲﾛｯﾄﾌﾟﾗﾝﾄ
(常磐共火(株) 勿来P/S)
500-650MW級
商用機実現
2000
2005
24
2010
2015
IGCC商用プラント主要仕様
廃熱回収ボイラ
ガス化炉
ガス精製
140
環境にやさしい石炭火力
120
仕様
瀝青炭
相対比
項目
最新超臨界圧微粉炭火力(600℃級)=100%
100
プラント出力（発電端）
500～650 MW
%
ガスタービン
M701G2 ×1
(1 on 1)
石炭
送電端プラント効率(LHV)
85-90%
80
70%
75%
60
40%
40
20
0
48%
CO2
灰容積
排出量
25
温排水
プラント
敷地面積
IGFC（ IGCC +SOFC）鳥瞰図
出力：700ＭＷ
26
CO2回収・貯留技術（ＣＣＳ）
CCS：Carbon-dioxide Capture and Storage
化石
燃料
CO2輸送
CO2分離・
回収設備
CO2発生源
(火力発電所)
高効率
IGCCプラント
海洋と地中
アルジェリア
CCSプラントに納入した
高圧CO2圧縮機
CO2回収プラント
CO2の貯留方法
海洋隔離
CO2隔離
(パイプライン等)
地中貯留
固定式
（パイプライン）
EOR
EGR
移動式
廃油田・ガス田
溶解希釈
溶解希釈
深海底
貯留
帯水層
（海域）
27
帯水層
（陸域）
油・ガス生産
注入CO2
貯留CO2
出典： Carbon dioxide Capture and Storage, IPCC Special Report 2005.09
石炭火力発電に適用される主なCO2回収技術
IGCC燃料ガスCO
→CO2変換回収
Pre Combustion
ガス化炉
加圧
CO230～60%
CO+H2O→CO2+H2
ガス
精製
CO
変換
空気
CO2
回収
石炭
CO2
空気
IGCC
常圧
ボイラ排ガス
CO2回収
Post Combustion
化学吸収法
空気
ボイラ
CO2
回収
EP
脱硫
石炭
ボイラ
空気分離装置
酸素燃焼
CO2循環
OxyｰFuel Combustion
CO2
CO2
冷却
酸素
ボイラ
EP
脱硫
石炭
H2O
28
CO2
化学吸収法によるCO2分離回収装置
二酸化
炭素
排ガス出口
冷却水
吸収塔
再生塔
冷却水
冷却塔
冷却水
冷却水
排ガス入口
蒸気
リボイラー
実用化例；尿素増産用
160t/日 CO2回収プラント
プロセスフロー
29
ご説明資料の概要
１．世界のｴﾈﾙｷﾞｰ需給と温暖化問題の概観
２．わが国のｴﾈﾙｷﾞｰ多様化、高効率化そして環境対策
３．わが国の将来に向けた温暖化対策
４．石炭資源国とわが国のﾊﾟｰﾄﾅｰｼｯﾌﾟ
30
クールアース５０推進構想
将来見通し
（現状放置）
全世界の
CO2排出量
“ポスト京都フレームワーク”
“イノベーション”
・今後１０年～２０年で地球全体の
温室効果ガスをピークアウトへ
・革新的技術の開発
・低炭素社会への転換
“クールアース５０”
世界全体の排出量を
２０５０年までに半減
“国際環境協力”
・省エネ取組の国際展開
・新たな資金メカニズム
（クールアースパートナーシップ）
現在
2020
2030
31
2040
2050年
2020年の中期目標に関するわが国政府の考え方
（2009年6月、麻生総理発表）
○ 三つの基本原則；
・ 主要排出国の全員参加；ﾎﾟｽﾄ京都議定書では、米国や中国等の参加は当然。
・ 環境と経済の両立；裏打ちのある実行可能なものでなければならない。
・ 目標の実現；日本の長期目標（2050年までに60％～80％の削減）につなげていく。
○ 中期目標（２０２０年目標）
・ 世界をリードする目標
「2005年比15％削減」を目標とすることを決断した。
日本の目標は、省エネ等で自ら削減する、言わば真水の目標である。
・ 新興国への技術移転；新たな枠組みに責任を共有して、技術支援を実施。
○ 実現のためのアプローチ
・ 低炭素革命により、新たな市場と雇用を生みだしていく。
・ 再生可能ｴﾈﾙｷﾞｰの大幅に導入する。
（太陽光発電を20倍に、新車の２台に１台はハイブリッド車などのエコカーにする）
○ 国民の負担；
・ これは資源やｴﾈﾙｷﾞｰのほとんどを海外に依存する日本自身のためにもなる。
32
統合予測ｼﾐｭﾚｰｼｮﾝﾓﾃﾞﾙによる検討の必要性
社会全体のエネルギーコスト
資源選択
一次ｴﾈﾙｷﾞｰ
資源
ｴﾈﾙｷﾞｰ消費選択
ｴﾈﾙｷﾞｰ転換技術選択
ｴﾈﾙｷﾞｰ
社会のｴﾈﾙｷﾞｰの流れ 経済活動 （生産・消費）
供給
工場
交通・物流
オフィス・商業
発電
家庭
ガス製造
石油精製
価格変化
ＣＯ２制約
ＣＯ２制約
技術革新
33
技術革新
ｴﾈﾙｷﾞｰﾓﾃﾞﾙの概要
想定される需要
【入力】用途別・産業別
ｴﾈﾙｷﾞｰ・ｻｰﾋﾞｽ需要
【出力】最適化されたｴﾈﾙｷﾞｰ
ポイント：適切な需要の予測
想定されるエネルギー利用技術
【入力】基本ｴﾈﾙｷﾞｰｼｽﾃﾑの構造、技術
ｼｽﾃﾑの姿（≒ﾋﾞｼﾞｮﾝ）
ＭＲＩ・ＭＨＩ
ｴﾈﾙｷﾞｰモデル
ポイント：
①適切な技術革新を選択として準備、
②社会の変化を反映した適切な技術
・技術の構成
一次ｴﾈﾙｷﾞｰ種別
電源構成 等
・輸入エネルギー量
・CO2排出量
・エネルギーコスト
選択ﾙｰﾙを準備
＜目的関数＞
エネルギーシステムコスト最小化
ＣＯ２削減目標、インセンティブ等
【入力】制約条件
34
CO2削減の設定
両者を比較
○コスト最小ケース
○CO2 60％削減設定ケース
全体のｴﾈﾙｷﾞｰｺｽﾄを最小化し、
CO2 排出量は成行きとする場合
CO2 60％削減を達成するよう
にｴﾈﾙｷﾞｰｼｽﾃﾑを導入する場合
■ コスト構成
コスト＝燃料コスト＋設備コスト
■ シミュレーションの主な前提条件及びシミュレーション結果
当日、ｼﾐｭﾚｰｼｮﾝ結果例をご紹介します。
35
ご説明資料の概要
１．世界のｴﾈﾙｷﾞｰ需給と温暖化問題の概観
２．わが国のｴﾈﾙｷﾞｰ多様化、高効率化そして環境対策
３．わが国の将来に向けた温暖化対策
４．石炭資源国とわが国のﾊﾟｰﾄﾅｰｼｯﾌﾟ
36
我が国の石炭輸入相手国
石炭輸入合計；１億７９１５万ｔ
一般炭輸入合計；９３５４万ｔ
出所：財務省貿易統計（2006年度）
37
豪州における「IGCC+CCS」の取組み（Zero Gen）
当社は、豪州Zero Gen社よりCO2回収を備えたIGCC設備の
FSを受注（2009年6月）。
・IGCC発電出力は530MW規模（2015年運転開始を目標）。
・Zero Gen社が石炭供給、CO2貯留などを担当。
IGCC+CO2回収
CO2輸送
CO2貯留
GTCC発電
石炭
COｼﾌﾄ
ｶﾞｽ化炉
ｶﾞｽ精製
CO2回収
（空気吹き）
CO2ｺﾝﾌﾟﾚｯｻ
帯水層
（海域）
38
帯水層
（陸域）
石油代替燃料の製造
既存石油製品
既存の石油製品製造
原油
炭化水素ガス
精製
ガソリン
灯油
石油・ＬＰＧ代替燃料の製造
天然ｶﾞｽ
合成
＆
石炭
ガス化
石油代替低公害燃料
精製
ｶﾞｿﾘﾝ
ｴﾝｼﾞﾝ
軽油
重油
改質
輸送用
ﾃﾞｨｰｾﾞﾙ
ｴﾝｼﾞﾝ
業務用・
家庭用
ＧＴＬ/ＣＴＬ
DME
電力用
メタノール
油焚き
火力発電
その他
39
ガス焚き
火力発電
アジア・豪州地域との共同による3E推進
日本の技術支援、
石炭関連事業参画
日本での石炭有効活用、
先行技術開発
日本のＣＣＴ
一般炭、原料炭
採炭、輸送、貯蔵技術
高効率石炭火力
発電技術
環境対策技術
（排煙・灰処理、ＣＣＳ等）
石炭ｶﾞｽ化
精製・燃料合成
合成液体燃料
（運輸、発電、民生利用）
40
41