第1編 cctの分類 - jcoal 一般財団法人 石炭エネルギーセン …5 第1編...
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-
分 類 無煙炭
瀝青炭
亜瀝青炭
褐炭
発熱量 Kcal/kg(無水鉱物基) -
8,400以上
8,100以上
7,800以上
7,300以上 6,800以上 5,800以上
燃料比 4.0以上 1.5以上 1.5以下 1.0以上 1.0以下 1.0以上 1.0以下 -
-
粘結性 非粘結
強粘結 粘結 弱粘結 弱粘結 非粘結 非粘結
非粘結
●炭化度による石炭の分類
原料炭
一般炭
原料炭A
原料炭B
原料炭C
原料炭D
一般炭A
一般炭B
一般炭C
貿易統計での石炭表記
無煙炭
灰分が8%以下のもの
灰分が8%を越えるもの
灰分が8%以下のもの
灰分が8%を越えるもの
灰分が8%を越えるもの
灰分が8%以下のもの
灰分が8%を越えるもの
強粘結性の コークス用炭
その他 コークス用炭
その他
その他石炭
TEXレポートの表記
無煙炭
●利用のされ方による石炭の分類(石炭表記)
瀝青炭
真比重
見掛け比重
比 熱
熱伝導率(W/(m・K))
着火点(℃)
発熱量(Kcal/kg)
1.5~1.8
-
0.22~0.24
-
400~450
8,200~8,500
1.2~1.7
0.75~0.80
0.24~0.26
1.26~1.65
300~400
7,500~8,800
0.8~1.5
0.55~0.75
0.26~0.28
-
250~300
5,500~7,500
●石炭の物理的性質
無煙炭 瀝青炭
褐 炭
コールフローによるCCTの分類
第1編 CCTの分類
探査・採掘・保安・選炭 粉砕・輸送・貯蔵 加工・改質・転換
石炭鉱山
落盤予知 選炭工場
石炭探査
石炭専用船
EAGLE
SCOPE21
DME
3
石炭専用列車
スラリー化
ガス化
燃料・化学原料
液 化
コークス化
微粉炭・ブリケット化
多目的石炭利用技術 石炭資源開発技術
石炭液化技術
石炭ガス化・水素化技術
石炭利用基盤技術
熱分解技術
粉体化・流体化 ・共利用技術
瀝青炭液化技術(NEDOL)
褐炭液化技術 (BCL)
日本の石炭液化技術開発
ジメチルエーテル製造技術 (DME)
多目的石炭転換技術 (CPX)
石炭部分水素化熱分解技術
コール・カートリッジ・システム(CCS)
石炭スラリー製造技術
ブリケット製造技術
石炭ガス化反応のモデル化とシミュレーション
石炭・バイオマス混焼技術
EAGLE
石炭利用CO2回収型水素製造技術(HyPr-RING)
3B3
4A2
5C1
4A1
4A3
4A4
4B1
4B2
4C1
4C2
4C3
4C4
脱灰・改質技術 ハイパーコール利用高効率燃焼技術(Hyper Coal)
低品位炭改質技術(UBC)
4D1
4D2
6A1
炭鉱保安技術 1A3
炭鉱保安技術 1A3
石炭生産技術 1A2
石炭資源探査技術 1A1
瀝青炭液化技術(NEDOL)
褐炭液化技術 (BCL)
日本の石炭液化技術開発
ジメチルエーテル製造技術 (DME)
多目的石炭転換技術 (CPX)
石炭部分水素化熱分解技術(ECOPRO)
コール・カートリッジ・システム(CCS)
石炭スラリー製造技術(CWM)
ブリケット製造技術
石炭ガス化反応のモデル化とシミュレーション
石炭・バイオマス混焼技術
石炭利用CO2回収型水素製造技術(HyPr-RING)
2B1
多目的石炭ガス製造技術(EAGLE) 2B3
4A2
5A1
4A1
4A3
4A4
4B1
4B2
4C1
4C2
4C3
4C4
ハイパーコール利用高効率燃焼技術(Hyper Coal)
低品位炭改質技術(UBC)
4D1
4D2
6A1
炭鉱保安技術 1A3
資源開発環境技術 1A4
石炭生産技術 1A2
石炭資源探査技術 1A1噴流層石炭ガス化技術 (HYCOL)
-
Clean Coal Technologies in Japan
環境対策 利 用
4
発電所
電気集塵器 CO2によるEOR
横浜ランドマーク
セメント工場
製鉄所 化学プラント
C02対策 排煙処理
排煙脱硫装置
排煙脱硝装置
石炭灰の有効利用
CO2対策技術
石炭灰有効利用技術
石炭火力発電技術
燃焼技術
ガス化技術
製鉄技術
一般産業技術
コプロダクション システム
微粉炭火力発電技術(USC)
循環型常圧流動床ボイラ(CFBC)
常圧内部循環流動床ボイラ(ICFBC)
加圧内部循環流動床ボイラ(PICFBC)
加圧石炭部分燃焼技術(PCPC)
加圧流動床燃焼技術(PFBC)
高度加圧流動床燃焼技術(A-PFBC)
噴流層石炭ガス化技術 (HYCOL)
石炭ガス化複合発電技術 (IGCC)
ハイパーコール利用高効率燃焼技術(Hyper Coal)
成型コークス製造技術
高炉微粉炭吹込み技術 (PCI)
石炭直接利用溶融還元製鉄技術 (DIOS)
石炭高度転換コークス製造技術(SCOPE21)
石炭直接利用金属溶融システム(NSR)
流動層セメント焼成システム (FAKS)
コージェネレーションシステム
燃料併産発電システム
高効率利用技術 2A1
2A2
2A3
2A4
2A5
石炭部分燃焼炉技術(CPC)2A5
2A6
2A7
2B1
2B2
2B3
4D1
3A1
3A2
3A3
3A4
3B2
3B1
コークス乾式消火設備(CDQ)技術 3A5
7A1
7A2
石炭ガス化燃料電池複合発電技術(IGFC)
2B3 石炭ガス化燃料電池複合発電技術(IGFC)
排煙処理・ガスクリーニング技術
石炭利用CO2回収型水素製造技術(HyPr-RING) 5C1 石炭利用CO2回収型水素製造技術(HyPr-RING) 5A1
CO2回収・固定・隔離技術 5C2 CO2回収・固定・隔離技術 5A2
微粉炭酸素燃焼技術(CO2回収技術) 5C4 微粉炭酸素燃焼技術(CO2回収技術) 5A4
石炭灰発生プロセスとその利用 5A1 石炭灰発生プロセスとその利用 5C1
セメント・コンクリート分野 5A2 セメント・コンクリート分野 5C2
地盤改良工法(FGC) 5A3 土木建築・農林水産分野 5C3
人工鉱物製造技術(人工ゼオライト)等 5A4 人工鉱物製造技術(人工ゼオライト)等 5C4
SOx処理技術 5B1 SOx処理技術 5B1
CO2転換技術 5C3 CO2転換技術 5A3
NOx処理技術 5B2 NOx処理技術 5B2
同時脱硫脱硝技術 5B3 同時脱硫脱硝技術 5B3
ばいじん処理技術・微量元素除去技術 5B4 ばいじん処理技術・微量元素除去技術 5B4
ガスクリーニング技術 5B5 ガスクリーニング技術 5B5
高効率微粉炭火力発電技術(USC)
循環型常圧流動床ボイラ(CFBC)
加圧石炭部分燃焼技術(PCPC)
加圧流動床燃焼技術(PFBC)
高度加圧流動床燃焼技術(A-PFBC)
噴流層石炭ガス化技術 (HYCOL)
石炭ガス化複合発電技術 (IGCC)
ハイパーコール利用高効率燃焼技術(Hyper Coal)
成形コークス製造技術
高炉微粉炭吹込み技術 (PCI)
石炭直接利用溶融還元製鉄技術 (DIOS)
石炭高度転換コークス製造技術(SCOPE21)
石炭直接利用金属溶融システム(NSR)
流動床セメント焼成キルンシステム (FAKS)
コージェネレーションシステム
燃料併産発電システム
2A1
2A2
2A3
2A4
2A5
石炭部分燃焼炉技術(CPC)2A5
2A6
2A7
2B1
2B2
2B4
4D1
3A1
3A2
3A3
3A4
3B2
3B1
3A5
7A1
7A2
石炭ガス化燃料電池複合発電技術(IGFC)
2B5 次世代高効率石炭ガス化発電プロセス(A-IGCC/A-IGFC)
コークス乾式消火設備技術(CDQ)
常圧内部循環流動床ボイラ(ICFBC)
加圧内部循環流動床ボイラ(PICFBC)
-
5
第1編 CCTの分類 Clean Coal Technologies in Japanクリーン・コール・テクノロジー体系
◆主な資源の確認可採埋蔵量と可採年数
石 油
確認可採埋蔵量
年生産量
地域別賦存状況
293億バレル (80.3百万BD) 2.7兆m
355.4億トン 3.6万トン
可採年数 40.5年 66.7年 164年 85年
1兆1,886億バレル 180兆m39,091億トン
北米 中南米(注3) 欧州 旧ソ連 中東 アフリカ アジア・大洋州
3.9% 9.7% 1.6% 10.0% 61.7% 9.4% 3.5%
3.9% 4.2% 2.9% 32.4% 40.6% 7.8% 7.9%
27.8% 2.3% 7.1% 24.5% 0.0% 5.6% 32.7%
17.1% 3.6% 2.8% 28.7% 0.2% 20.5% 27.2%
459万トン
天然ガス 石 炭 ウラン
【出所】石油、天然ガス、石炭:BP2005 ウラン:OECD/NEA、IAEA、URANIUM2003
◆世界の石炭および石油天然ガス資源の埋蔵量 (単位:石油換算億トン)
(出所:BP 2005)
(技術の成熟度)
選炭
低エミッション石炭 エネルギー利用システム
噴流床石炭ガス化複合発電(IGCC)
急速熱分解 部分水素化熱分解
トッピング燃焼 酸素富化燃焼
高度排煙処理 高温排煙処理 アルカリ除去等
湿式脱硫 脱硝 脱塵
乾式脱硫・脱硝
石炭灰有効利用技術
流動床燃焼 加圧流動床燃焼 流動床セメント焼成 溶融還元製鉄
瀝青炭液化 褐炭液化 液化油アップグレーディング
石炭利用水素製造(HYCOL) 燃料電池用石炭ガス化ガス製造技術(EAGLE)
在来型選炭技術 (ジグ、浮選、重選)
選炭プロセス管理技術
エネルギー源の多様化 利用分野の拡大
使い勝手の向上 末端小口ユーザでは行い にくい環境対策の一括前 処理
エネルギー利用の高効率化 CO2削減 (地球温暖化対策)
SOx、NOx、煤塵の削減 (酸性雨対策) (地球環境対策)
バイオ・ブリケット
乾留ブリケット 低品位炭改質技術(UBC)
コールカートリッジシステム(CCS) 石炭液体混合燃料(CWM、COM)
脱硫型CWM
選炭
採炭
破砕
改質
転換
燃焼
後処理
(狙い) (コールフロー)
脱灰・改質・加工
ハンドリング
液化
ガス化
熱分解
高効率燃焼
排ガス処理
灰利用
ハイパーコール
パルプ・紙
ガス
欧州・旧ソ連
2,010
190
576
中東
1,000
655
29
ロシア
1,099
99
432
インド
647
7 8中国
802
2320
アジア太平洋
2,078
55128
オーストラリア
550
5 22
北米
1,781
80 66
米国
1,727
36 48
中南米
13914464
南アフリカ
342
0 0
アフリカ
352149127
世界
石炭
石油
天然ガス
6,363
1,6191,616
-
アメリカ
1,0061,008
カナダ
66 55
南アフリカ
223156
オーストラリア
355
136
中国
1,9561,889
インドネシア
129
22
日本
0
184世界
5,508 5,535
6.0(3.3%)
4.8(2.6%)
104.1(56.7%)
26.4(14.4%)
0.1(0.1%)
8.0(4.3%)
9.7(5.3%)
6
市場におけるCCTの位置付け
CPX
技術的課題大
技術的、経済的 課題が残る技術範囲
従来の 技術開発範囲
実用化レベルにある技術
商用段階技術
技術的課題大
コストダウン技術開発
海外実証(共同実証)
経済的課題大
経済的課題大
U S C F B C セメント原料 石膏ボード
SCOPE21 D I O S 成型コークス N S R F A K S
練炭豆炭 バイオコール 湿式選炭
褐炭脱水
乾式選炭
溶融繊維化 FGC深層混合処理 流動床固化体 人 工 骨 材
脱灰CWM CWM C O M
C C S 気流搬送
PICFB I C F B CFBC PCFBC 排煙処理
簡易乾式脱硫 NEDOL B C L
ガス化炉(流動床、噴流床)
ハイパーコール利用高効率発電
PFBC
A-PFBC
PCPC
HyPr-RING
PCI
DME GTL
DME
IGCC
HYCOL ハイパーコール EAGLE
IGFC
ハイパーコール
高度排煙処理
国内 転換・改質技術
海外 転換・改質技術 海外 利用技術
国内 利用技術
Clean Coal Technologies in Japan
◆世界各国の石炭生産量・消費量(単位:百万 t 、2004年度世界の石炭生産量総計 5,508百万 t ・消費量5,535百万 t )
および 日本の石炭輸入量(単位:百万 t 、2004年度石炭総輸入量 183百万 t )
CCT移転
生産量
消費量
出所:IEA COAL INFORMATION 2005
◆日本の産業分野別石炭消費量の推移 (単位:万トン)
15,45715,236
13,057
11,54811,145
9,394
8,225
9,079
(出所:総合エネルギー統計2003)
'70年度 '75 '80 '85 '90 '95 '00 '01
その他 465
セメント 618
化学工業 91
電力 8,219
製鉄 8,035
16,317
17,428
'02 '03
一般炭
原料炭
パルプ・紙
ガス
パルプ・紙
ガス
イギリス
25 61
ドイツ
211250ポーランド
161 145 ロシア
280237
インド
402 432
-
第1編 CCTの分類 産業分野別クリーン・コール・テクノロジー
7
発電分野
石炭火力発電所の分布
製鉄分野
製鉄所の分布
( )内は発電容量(万kW) 2005年末現在
( )内は粗鋼生産量( t ) 2005年末現在
砂川(25) 奈井江(35) 苫東厚真(173.5)
石川(31.2)
具志川(31.2)
金武(44)
仙台(35)
住友金属 鹿島(6,820,450)
新日本製鐵 君津(9,195,689)
JFEスチール 千葉(4,186,020)
新地(相馬)(200) 原町(200) 広野(建設中) 勿来(145) 常陸那珂(100)
磯子(60)
碧南(310)
橘湾(210+70)
西条(40.6) 新居浜西(15) 新居浜東(4.25)
住友金属 和歌山(3,412,887)
新日本製鐵 名古屋(5,651,300) JFEスチール 京浜(3,472,723)
新日本製鐵 大分(8,012,585)
能代(120)
七尾大田(120) 富山新港共同(50)
敦賀(120) 舞鶴(建設中) 高砂(50)
水島(28.1)
JFEスチール 水島(8,423,478)
神戸製鋼 加古川(5,397,267)
JFEスチール 福山(9,885,534)
神戸製鋼 神戸(1,062,063)
大崎(25.9) 竹原(130) 三隅(100)
新小野田(100) 下関(17.5)
苅田(36)
新日本製鐵 八幡 (3,514,941)
港(15.6) 松浦(270)
戸畑共同(15.6)
松島(100)
苓北(140)
酒田(70)
1990 '91 '92 '93 '94 '95 '96 '97 '98 '99 '00 '01 '02 '03
石炭消費量(百万トン)
粗鉄生産量(百万トン)
製鉄分野の石炭消費量と粗鋼生産量
石炭消費量(鉄鋼) 石炭消費量(鉄鋼)
粗鋼生産量
発電分野の石炭消費量と発電量 1990 '91 '92 '93 '94 '95 '96 '97 '98 '99 '00 '02 '03'01
180
160
140
120
100
80
60
40
20
0
1800
1600
1400
1200
1000
800
600
400
200
0
180
160
140
120
100
80
60
40
20
0
180
160
140
120
100
80
60
40
20
0
石炭消費量(百万トン)
発電量(GkWh)
国内石炭総消費量国内石炭総消費量 国内石炭総消費量
発電電力量
石炭消費量石炭消費量 石炭消費量(発電)
国内石炭総消費量国内石炭総消費量 国内石炭総消費量
-
Clean Coal Technologies in Japan
8
石炭火力発電技術
製鉄技術
石炭
原料炭 銑 鉄
スラグ SCOPE21
成型 コークス炉 転 炉
電気炉
NSR
PCI
高炉
DIOS
一般炭
石炭
一般炭
微粉炭
燃焼炉
ボイラー
スチーム
タービン
成形コークス製造技術
石炭直接利用金属溶融システム(NSR)
高炉微粉炭吹込み技術(PCI)
石炭直接利用溶融還元製鉄技術(DIOS) 石炭高度転換コークス製造技術(SCOPE21)
鉄鋼
噴流層石炭ガス化技術 (HYCOL)
石炭ガス化複合発電技術 (IGCC)
ガスクリーニング技術
次世代高効率石炭ガス化発電プロセス(A-IGCC/A-IGFC)
ハイパーコール利用高効率燃焼技術(Hyper Coal)
排水
ガス
タービン 石炭
ガス化炉 ジェネレータ
2B1
5B5
2B2
多目的石炭ガス製造技術 (EAGLE)2B3
2B5
石炭ガス化燃料電池複合発電技術(IGFC) 2B4
4D1
3A2 3A1
3A4
コークス乾式消火設備(CDQ)技術 3A5
3A3
3B2
高効率微粉炭火力発電技術(USC)
循環型常圧流動床ボイラ(CFBC)
加圧内部循環流動床ボイラ(PICFBC)
石炭部分燃焼炉技術(CPC)
加圧流動床燃焼技術(PFBC)
高度加圧流動床燃焼技術(A-PFBC)
2A1
2A2
2A3
2A4
2A5
2A6
2A7
ガス クリーニング
燃料 電池
常圧内部循環流動床ボイラ(ICFBC)
煙突
電力
石炭消費量(鉄鋼)
国内石炭総消費量
石炭消費量
国内石炭総消費量
-
第1編 CCTの分類 産業分野別クリーン・コール・テクノロジー
9
セメント製造分野
セメント工場の分布
石炭化学・その他分野
化学コンビナートの分布
( )内はクリンカ製造能力(千t /年) 2005年末現在
( )内はエチレン製造能力(千t /年) 2005年末現在
1990 '91 '92 '93 '94 '95 '96 '97 '98 '99 '00 '01 '02 '03
石炭消費量(百万トン)
セメント生産量(百万トン)
セメント製造分野の石炭消費量とセメント生産量
日本の石炭エネルギー供給とGDP、CO2排出量
1990 '91 '92 '93 '94 '95 '96 '97 '98 '99 '00 '01 '02 '03
石炭エネルギー供給量(PJ)
GDP(兆円)
セメント生産量 セメント生産量
GDP
180
160
140
120
100
80
60
40
20
0
540
520
500
480
460
440
420
400
380
360
180
160
140
120
100
80
60
40
20
0
4,600
4,400
4,200
4,000
3,800
3,600
3,400
3,200
3,000
2,800
COCO2排出量排出量(Mt-COMt-CO2)
( )内の数字は一次エネルギー総供給に占める石炭の構成比(%)
石炭消費量(セメント) 石炭消費量(セメント)
(16.8) (17.0) (16.3) (16.3)
(16.7) (16.7) (17.1) (16.5) (17.5)
(17.8) (17.8) (18.1)
(19.0) (18.7)
(19.7) (19.5) (20.3)
石炭石炭エネルギー供給量供給量 石炭エネルギー供給量
1,122 1,1311,122 1,1311,149
1,139
1,1981,213 1,195
1,228 1,2141,235 1,242 1,239 1,248
1,252
(16.3) (16.6)
CO2排出量(Mt-CO2)
琉球セメント 屋部(722)
琉球セメント 屋部(722)
日鐵セメント 室蘭(968)
太平洋セメント 上磯(3,944) 三菱マテリアル 青森(1,516)
八戸セメント 八戸(1,457)
太平洋セメント 大船渡(2,680)
三菱マテリアル 岩手(670)
住友大阪セメント 栃木(1,489) 日立セメント 日立(848)
三菱化学 鹿島(828)
三井化学 市原(553) 出光石油化学 千葉(374) 住友化学工業 姉ヶ崎・袖ヶ浦(380)
丸善石油化学 五井(480) 京浜エチレン(690)
秩父太平洋セメント 秩父(800) 太平洋セメント 熊谷(2,267) 三菱マテリアル 横瀬(1,213) 太平洋セメント 埼玉(1,655)
新日本石油化学 川崎(404)
東燃化学 川崎(478)
デイ・シイ 川崎(1,108)
太平洋セメント 藤原(2,407)
三菱化学 四日市
東ソー 四日市(493)
太平洋セメント 土佐(1,165)
太平洋セメント 高知(4,335)
太平洋セメント 津久見(4,598) 太平洋セメント 佐伯(1,426)
明星セメント 糸魚川(2,108) 電気化学工業 青海(2,703)
敦賀セメント 敦賀(816)
住友大阪セメント 岐阜(1,592)
東ソー(2,606) トクヤマ 南陽(5,497)
出光石油化学 徳山(623)
三井化学 岩国大竹(623)
三菱化学 水島(450) 旭化成 水島 山陽石油化学(443)
宇部興産(1,612) 宇部興産(4,872)
新日鐵高炉セメント 戸畑(808) 三菱マテリアル 九州(8,039)
宇部興産 苅田(3,447) 苅田セメント 苅田(1,085)
香春太平洋セメント 香春(800) 三井鉱山 田川(1,977)
麻生セメント 田川(1,412)
三井化学 大阪 大阪石油化学(455)
昭和電工 大分(581)
国内石炭総消費量国内石炭総消費量 国内石炭総消費量
-
Clean Coal Technologies in Japan
10
セメント製造技術
石炭化学プロセス
セメント生産量
CO2排出量(Mt-CO2)
石炭消費量(セメント)
(17.8) (17.8)
(19.0)
(19.5)
石炭エネルギー供給量 (BTXや1~2環成分等)
1,122 1,131
(16.3)
リサイクル原料
石灰石 粘土類
鉄原料
ドライヤ
エア セパレータ
エア セパレータ
セメント クーラー
セメント サイロ
トラック
タンカー
石炭
石炭ミル
重油タンク
電気集塵機 電気集塵機
サイロ
予熱装置
クリンカ サイロ
予備粉砕ミル
ロータリー キルン クリンカ
クーラー
原料ミル
流動床セメント焼成キルンシステム(FAKS)
〈石炭灰有効利用技術〉セメント・コンクリート分野
石膏
石炭
(原料供給工程)
(石炭転換工程)
(分留工程)
(リサイクル)
中質油
重質油
排気
(分離・精製工程)
残渣炭
水
空気
排水
高付加価値成分
5C2
3B1
日本の石炭液化技術開発
瀝青炭液化技術開発 (NEDOL)
ジメチルエーテル製造技術 (DME)
多目的石炭転換技術 (CPX)
石炭部分水素化熱分解技術(ECOPRO)
ハイパーコール利用高効率燃焼技術(Hyper Coal)
4A1
4A2
褐炭液化技術 (BCL)
4A3
4A4
石炭利用CO2回収型水素製造技術(HyPr-RING) 5A1
4B1
4B2
4D1
低品位炭改質技術(UBC) 4D2
国内石炭総消費量
-
環境技術分野
第1編 CCTの分類
11
CO2排出量削減の取り組み
2005年2月16日、京都議定書が発効し、日本は2008年から12
年までの期間中に、温室効果ガス(二酸化炭素、メタン、亜酸
化窒素、代替フロン等)の排出量を1990年に比べ6%削減す
ることが必要となりました。
我が国は、世界で最も進んだ石炭技術(クリーン・コール・テク
ノロジー)を持った国の1つとして、温室効果ガスの中で影響の
大きな二酸化炭素(CO2)の排出量削減のために、
①利用効率の向上によるCO2発生量の低減
②石炭に含まれる炭素成分の原料分野への利用による、直接
燃焼により発生するCO2排出量の抑制
③排ガス中に含まれるCO2を分解・回収し、地中等への隔離・
貯留
等の技術開発と、京都メカニズムを利用した国際協力による
CO2排出量の削減が進められています。
我が国のエネルギー起源CO2排出量の推移
コプロダクション
CO2の隔離・貯留
90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 2000 2001 2002 2003 20042.25
年 度
CO2排出量 (百万 t-CO2)
GDP当CO2排出量 (t-CO2/百 万 円 )
CO2排出 量/実質GDP
CO2排出量
出典:総合エネルギー統計(2004年度版)
2.30
2.35
2.40
2.45
2.50
2.55
1020.0
1040.0
1120.0
1140.0
1160.0
1180.0
1251.7
2.35
1200.0
1220.0
1240.0
1260.0
1280.0
1300.0
石炭
メタンガス
CBM回収
CO2炭層貯留
メタンガス
事前処理
バイオガス
合成ガス (H2、CO)
COシフト CO2分離回収
ガスエンジン/GT DME合成
都市ガス
電力
電力 民生・運輸
FT合成 DME合成
H2分離精製
H2
CO2
化学
アンモニア合成 メタノール合成
電力 合成燃料
IGCC/IGFC
合成燃料 (DME、GIL) 発電所、自動車等
H2燃料電池 定置型燃料電池
尿素肥料 エンプラ
燃料電池
石炭層 FC
GT
ST
ボイラー
ガス化
出典:電気事業連合会
主要国のCO2排出量(百万トン)
米国
カナダ
西欧
ロシア
中国
インド
日本
世界全体
4,989
473
3,413
2,347
2,262
583
990
21,460
5,692
573
3,585
1,553
3,176
1,009
1,182
24,072
5,751
588
3,549
1,522
3,322
1,025
1,179
24,409
6,561
681
3,674
1,732
5,536
1,369
1,211
30,201
6,988
726
3,761
1,857
6,506
1,581
1,232
33,284
7,461
757
3,812
1,971
7,373
1,786
1,240
36,023
1990 2001 2002 2010 2015 2020
7,981
807
3,952
2,063
8,133
1,994
1,242
38,790
2025
出典:IEO2005
化学吸収法 物理吸着法 膜分離法 酸素燃焼
<分離・回収> <輸送> <隔離・貯留> 帯水層 石炭層 溶解・拡散 ハイドレード(海底)
地上: 海上:
液化CO2パイプライン 液化CO2輸送船
地中:
海洋:
発電所 CO2固定とCH4回収炭層
出典:CCT Journal 第11号
出典:JCOAL Journal 創刊号
イギリス (2003)
カナダ (2003)
ドイツ (2003)
アメリカ (2003)
イタリア (2003)
フランス (2003)
日本 (2003)
主要国の発電電力量あたりのCO2排出量
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
(kg-CO2/kWh)
0.58
0.46 0.47
0.06
0.21
0.430.39
発電効率の向上 65
60
55
50
45
2000 2010 2020 203040
実用化年度
送電端効率[%]
IGCC 実証機 1200℃ 級GT
乾式ガスクリーニング 40.5%
IGCC 1500℃ 級GT
乾式ガスクリーニング 48%
IGCC 1500℃級 GT
湿式ガスクリーニング 46%
A-IGCC 1500℃級 GT 53%
A-PFBC 1300℃級 GT 46%
A-IGCC 1700℃級 GT 57%
A-IGFC ~65%
IGFC 55%
-
電極
直流高電圧
排ガス ボイラから
NH3 (アンモニア)
排ガス
石こう 石こう
排煙脱硝装置のしくみ 排煙脱硫装置のしくみ 電気集塵器のしくみ
クリーンガス (煙突へ)
石灰石と 水の混合液
ポンプ
ポンプ
放電電極
捕集された 灰塵
集塵電極
NOX
NH3
触媒
N2
H2O
NOX
NOX
NOXNOX
NOX
NOX
NOX
NH3NH3
NH3
N2
N2
N2H2O
H2O
H2O
Clean Coal Technologies in Japan
12
石炭を燃やしたあとに出る排ガスを処理したり、燃やす方法を工
夫することによって、煤塵や硫黄酸化物、窒素酸化物を取り除く、
エミッション低減への技術開発が進められています。
石炭利用に伴う硫黄酸化物の排出低減は環境保全の重要な
課題で、選炭は灰分や硫黄酸化物の発生源となる黄鉄鉱粒
子を石炭を使う前に除去できる環境対策技術の一つです。
排煙処理技術
●電気集塵器
高圧の電気を流した2つの電極の間に、煤塵を含んだ排ガスを
通すと、煤塵は(-)の電気を帯びて(+)側の電極に吸い寄
せられます。電極に吸着し堆積した煤塵を、周期的な槌打によ
って集塵器の下部に落として排ガスや煤塵を取り除く方法です。
この原理は、摩擦によって静電気を帯びた下敷などに紙やゴミ
が付着するのと同じものです。
●排煙脱硫装置
石灰石を粉状にして水との混合液(石灰石スラリー)を作り、こ
れを硫黄酸化物を含んだ排ガスに噴霧すると、排ガス中の硫黄
酸化物と石灰が反応して亜硫酸カルシウムになります。この亜
硫酸カルシウムを、さらに酸素と反応させて、石こうとして取り出
します。
●排煙脱硝装置
窒素酸化物を含んだ排ガスにアンモニアを噴霧して、金属系
の触媒(化学反応を起こさせる物質)の中を通します。排ガス
中の窒素酸化物は、触媒の働きで化学反応を起こし、窒素と
水に分解します。
反応式
セメント原材料 5,876 70.1%
セメント分野 75.5% 土木分野 9.8%
建築分野 4.7%
農林水産分野 2.1%
その他 7.9%
コンクリート混和材 143 1.7% セメント混合材 308 3.7%
建材ボード 377 4.5%
その他建築材 19 0.2%
肥料・土壌改良材等 172 2.1%
その他 663 7.9%
合計 8,380 (単位:千トン)
日本の電力・一般産業から発生する 石炭灰の有効利用状況 (2003年度) 出所:石炭灰全国実態調査報告書(JCOAL)
炭鉱充填材 204 2.4%
道路路盤材 160 1.9%
地盤改良材 242 2.9%
土木工事用 その他 216 2.6%
(一酸化窒素)(アンモニア) (窒素ガス) 4NO + 4NH3 + O2 → 4N2 + 6H2O
6NO2 + 8NH3 → 7N2 + 12H2O(二酸化窒素) (窒素ガス)
石炭を燃やした時に発生する灰は、セメント原料などに有効利用
することをはじめ、多目的な利用に関する検討が進められています。
石炭灰の有効利用技術
選炭技術
選炭後に流される排水の中には微粉炭が含まれており、このま
ま河川等へ排出すると環境問題を引き起こす可能性があります。
したがって、効率の高いスラッジ炭回収・脱水技術の開発を資
源有効利用の面からも進めています。
スラッジ炭回収・脱水技術
SOx
NOx
浮選機
排水シックナ
脱水装置
重液サイクロン
出典:電気事業連合会
イギリス (2002)
カナダ (2002)
ドイツ (2002)
アメリカ (2002)
イタリア (2002)
フランス (2002)
日本 (2004)
主要国の火力発電電力量あたりのSOxとNOx排出量
4.5
4.0
3.5
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
0
(g/kWh) (火力発電所)
3.7
1.7
0.7 0.6
2.6
1.5
2.0
3.9
1.91.7
0.7
0.2 0.3
2.0
-
第1編 CCTの分類 国際協力分野
13
1) 炭鉱技術の海外移転
我が国の炭鉱が長年培って来た優れた坑内掘による石炭生産・
保安技術を活用し、アジア・太平洋地域の石炭生産国に技術協
力を行うことにより、当該石炭生産国の石炭生産・保安技術のレ
ベルアップを図り、ひいては我が国の海外炭安定供給確保に資
することを目的に、我が国への技術者の受け入れ、及び海外石
炭生産国への技術者の派遣による研修事業を実施しています。
受け入れ事業では、中国、インドネシア、ベトナムより年間合計
で300名余りの管理者クラス以上の石炭技術者を受け入れ、
釧路炭鉱、及び長崎炭鉱技術研修センターの現場において、
経営管理、採鉱、保安、機械・電気設備等について、人から人
への技術移転を実施しています。
また、派遣事業では、中国においては我が国の石炭技術者を
派遣してセミナー方式の研修を、インドネシア、ベトナムにおい
ては、わが国の石炭技術者を炭鉱に派遣し、現場において実
務を直接指導しています。
発展途上国では、工業化、都市化などが進むにつれて、大気や
水の汚染が深刻な問題となっています。特にアジア地域では、
エネルギー消費における石炭の割合が高く、経済発展にとも
ない、環境対策の整った石炭利用技術の普及・展開が、一層
重要な課題となっています。
途上国は、資金、技術、人材などが不足しているため、自国の
努力だけでは改善に限界があり、我が国をはじめとする先進諸
国や国際機関などによる支援が求められています。そのため、
我が国は、これまで、GAP対象国(中国、インドネシア、タイ、マ
レーシア、フィリピン、インド、ヴェトナム)を中心に、国際協力を
進めて来ました。
近年、地球温暖化問題は、国際社会の中で、強い関心を集め
ています。地球温暖化は、地球と人類の未来にとって深刻な
問題である一方で、人類の経済活動やこれに伴うエネルギー
消費と密接な関係にあり、「環境」と「開発や経済」との両立
が重要な課題となっています。
1997年12月、京都で締結され、2005年2月16日に発効した「京
都議定書」には、「京都メカニズム」と呼ばれる、国際協力の
重要な「しくみ」が含まれています。特に、この「京都メカニズム」
に含まれるCDM(Clean Development Mechanism)は、先
進諸国と途上国が協力して温室効果ガスの削減を目指すこと
のできる、新しい国際協力の一つであるということができます。
環境問題は地球規模に拡大しており、グローバルな環境問題
克服の観点からも、開発途上国側にも、増大する公害問題や
地球温暖化を少しでも防ぐ、環境改善への自助努力が求めら
れているのです。
我が国としては、石炭需要が増大する中国などアジア諸国に
対し、わが国のクリーン・コール・テクノロジー(CCT)を積極的
に展開し、途上国の経済成長と環境の改善に協力すると共に、
経済性、供給安定性という石炭の優位性を高めつつ、石炭をさ
らに有効な資源・エネルギーとして位置付けるため、豪州との技
術協力も進めています。
人材育成事業
石炭安定供給のための我が国炭鉱技術の アジア・太平洋地域への移転
グリーンエイドプランの中での 環境技術の移転
ODAの中での世界各国の 石炭技術者の育成
炭鉱技術海外移転事業
クリーンコールテクノロジー 移転事業
JICA研修事業
Human resources �Development
Transfer of Japan’s Coal mining technology to �Asia-Pacific region to ensure a stable supply of coal
Training Project on �Coal Mining Technology
Transfer of environmental technology �through the Green Aid Plan
Clean Coal Technology �Transfer Project
Training of coal engineers worldwide �within the ODA system
JICA Training Project
(1)人材の育成
国際協力の現状
-
Clean Coal Technologies in Japan
14
2)クリーン・コール・テクノロジーの普及促進
クリーン・コール・テクノロジーの普及促進と石炭利用技術に
関する理解の熟成と技術の向上を図ることを目的に、APEC域
内の諸国より技術者を我が国に受け入れて、SOx、NOx、煤塵
を減らすための「環境対策技術」や、エネルギー利用効率の改
善をめざす「高効率発電技術」などの石炭の利用分野および
石炭の品質管理等、関連の技術移転を実施しています。
3)JICA研修事業の支援
JICAがインドネシア、ベトナムで行う石炭に係るプロジェクトや研
修事業を支援・実施しています。また、インドネシア、ベトナムから
技術者を日本に受け入れ、炭鉱技術や保安技術の研修を実施
しています。
�
(2)GAPにかかわるクリーン・コール・テクノロジー・モデル事業一覧
●…流動床ボイラ
●…ブリケット
●…脱硫型CWM
●…省水型選炭システム
共同実証事業
●…簡易脱硫設備
●…コークス炉ガス脱硫設備
導入支援事業(モデル事業)
● タンジュンエニム バニュワンギ
●
カラカ ●
サムットプラカーン ●
●南寧
サラブリ●
●重慶
●臨沂
●ランパン
● 棗荘
● 浙江
錦州 ●
●淮南
● 坊
燕山● 博●
●北京
●遼源
州●
● チレボン
安陽●
●株洲
●セブ島
事業所名 事業期間 対象国 実施場所 カウンター・パート
●:(財)石炭利用総合センター実施プロジェクト ●:その他の機関の実施プロジェクト
◆ 燃焼後のクリーン化
簡易脱硫設備 コークス炉ガス脱硫設備
'93年度~'95年度 '95年度~'97年度 '98年度~'01年度 '99年度~'02年度
中華人民共和国 タイ 中華人民共和国 中華人民共和国
● 坊化工厰(山東省) ●南寧化学工業集団公司 (広西壮族自治区) ●長寿化工厰(四川省) ●タイ・ユニオン製紙会社(サムットプラカーン) ●湖南湘氣実業有限公司(湖南省) ●安陽鋼鉄集団有限責任公司(河南省)
国家計画委員会・化学工業部 国家計画委員会・化学工業部 国家計画委員会・化学工業部 工業省 国家発展計画委員会 国家発展計画委員会
◆ 燃焼中のクリーン化・燃焼効率向上
国家計画委員会・北京市計画委員会 国家計画委員会・煤炭工業部 エネルギー省 国家計画委員会・煤炭工業部 科学技術応用評価庁 国家計画委員会・錦州市計画委員会 国家計画委員会・浙江省計画・経済委員会 産業省工場局 国家計画委員会・遼源市計画委員会
●房山服装集団公司(北京市) ● 博鉱務局嶺子炭鉱(山東省) ●バタンガス石炭火力発電所(カラカ) ●棗荘鉱務局柴里炭鉱(山東省) ●バスキラハマット製紙会社(バニュワンギ) ●錦州熱電総公司(遼寧省) ●浙江虎覇集団公司(浙江省) ●インドラマ化学会社(サラブリ県) ●遼源市熱力能源公司(吉林省)
中華人民共和国 フィリピン 中華人民共和国 インドネシア 中華人民共和国 中華人民共和国 タイ 中華人民共和国
'93年度~'95年度 '95年度~'97年度 '96年度~'98年度 '96年度~'99年度 '97年度~'99年度 '97年度~'01年度
循環流動床ボイラ
◆ 燃焼前のクリーン化
国家計画委員会・煤炭工業部 鉱山エネルギー省鉱山総局 鉱山エネルギー省・ アラス・ウィラタマ・ブリケット社 工業省工場局 貿易産業局 国家計画委員会・煤炭工業部 国家計画委員会・煤炭工業部 国家計画委員会
●臨沂鉱務局湯庄炭鉱(山東省) ●タンジュンエニム炭鉱(タンジュンエニム) ●PT・アラス・ウィラタマ・ ブリケット会社(チレボン) ●タイ電力公社(ランパン県) ●フィルシステムズ社(セブ島) ●淮南鉱務局望峰崗選煤厰(安徽省) ● 州鉱務局東灘選煤厰(山東省) ●燕山石化公司(北京市)
中華人民共和国 インドネシア インドネシア タイ フィリピン 中華人民共和国 中華人民共和国
'93年度~'95年度 '96年度~'98年度 '97年度~'99年度 '98年度~'02年度 '94年度~'97年度 '95年度~'98年度
ブリケット製造設備 省水型選炭システム 脱硫型CWM設備
1_11_21_31_41_51_6