Microsoft PowerPoint - 関様場内配布版；東工大講演「無限の資源水素を活かす社会インフラ」

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「無限の資源“水素”を活かす社会インフラ」

世界の持続的成長に向けた～

エネルギー・環境問題への取組

千代田化工建設・株式会社

元・社長

/会長

関誠夫

第３１回蔵前科学技術セミナー

「エネルギー戦略と技術展望」

～日本の将来を見据えて～

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場内配布用

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－目次

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１．時代背景

２．エネルギーと環境に関する主たる課題の認識

３．今、なぜ“水素”なのか、“インフラ”なのか

４．有機ケミカルハイドライド法による

「大量水素サプライチェーン」構想と実施状況

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「地球と人類の末永い共存」を約束し、「安全・安心で快適な高度循環型社会」を創る～“世界の持続的成長“ 【国際社会】国際協力による社会秩序が保たれ、快適な社会とｻｽﾃﾅﾋﾞﾘﾃｨｰの確保と云う共通の目標に向かい努力していること【我が国】人々が希望に満ち働くことを大切にする社会が機能し国際的な役割と信頼が高かまっていること国際社会や我が国の社会問題の解決に向け明確な目標を持ち、動き、同時に適切な経済成長を遂げること 3 今求められていること５～１０年後の目標究極的目標＜我が国の課題＞・相対的国力の低下、・国境問題、・人口減少・労働力の不足、・税収の不足、・消滅可能都市増加、・東日本大震災と原発事故～対応、・社会インフラ老朽化への対応、、・低食料自給率、低資源自給率、・高エネルギーコスト、・自然災害、・気候変動、・・・・・・

国際社会と我が国が抱える主要な課題と解決の方向性

これらの問題は、地球規模に大きくなり、情況は年々悪化＜国際社会の課題＞・貧困、・紛争、・食料_{/水の不足、} ・資源やエネルギーの不足、・環境問題、・・・まずは「自分の身は自分で護る」～自己責任と覚悟が大切ＮｏｂｕｏＳｅｋｉ

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エネルギー＆

ユーティリティ

文化・教育

制度類

食料・水

自然環境

社会インフラ

安全。安心で

快適な社会

長期安定確保、高度利用・循環、多様対応生活環境強靭化、便利豊かな心、正しい成長高自給率、良品質確保自守・自活、協力・協創適正自然環境整備・再生、目標・目的「何のために」

経済活動

価値創出、雇用創出、 4

「自分の身は自分で護る」基本要件と狙い（「地方創生視点」）

注

医療・ケア

絆、長期信頼：３大社会共通資本ＮｏｂｕｏＳｅｋｉ

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環境問題

と対応

の流れ

１）生活環境問題

４）前向きな環境改善

２）地球（規模）環境問題

３）最近注目の環境問題

＊典型７公害等：対策はほぼ法制化（・大気・水質・土壌～汚染、・騒音、・振動、・地盤沈下、・悪臭）

５）究極的目標

＊技術開発や国際協力によるこれからの対応が必須要件・自然災害の拡大と複雑化（巨大地震、異常気象・・・・・原発事故に起因する放射能汚染問題や使用済燃料棒の処理・新エネ開発に関わる環境問題・・・・・・・・＊地球と人類の末永い共存（サステイナビリティ）のため挑戦・高度循環型社会の実現（多種・・）・新炭素文明社会形成・世界平和と人間開発目標達成＊国際的な枠組や行動計画で悪化を食いとめる対応（かなり法制化）（・地球温暖化、・オゾン層破壊、・酸性雨、・各種有害廃棄物、・海洋汚染、・熱帯雨林破壊、・砂漠化、・種の絶滅・・）

対応の流れ；問題対策

防止・予防

環境改善

更なる目標挑戦

＊ロバスト社会システムと安全・安心な（快適な）社会環境の創出・防災システム改革（モノにコトを加える）・低炭素社会化促進（省エネ、新エネ・・）・世界共有のグリーン経済社会活動・地球規模の電力ネットワーク・荒れた山林・農地の資源化開発・発展途上国への技術協力や移転・高度ヘルスケア、・・・・・・ C 5 ＮｏｂｕｏＳｅｋｉ

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“低炭素社会化”目標の実情

IEA450ppmシナリオ＜ＣＯ２ーＥＱＧＨＧ安定化＞－気温上昇を２℃程度に抑える目標－

（参考）

世界中_,守れず むしろ悪化 1,000ｐｐｍ ＜ＩＥＡＷｏｒｌｄＥｎｅｒｇｙＯｕｔｌｏｏｋ２００９から引用＞

我が国の地球温暖化（

気候変動

）問題への対応は、福島原発事故以後は

化石燃料９割のオーバーラン状態。一方ＩＰＣＣの最新報告（

2014年）では

IEA450は無理；オーバーシュートシナリオ導入し、今世紀末に目標達成と。

Nobuo Seki 6

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「これからのエネルギーをどうする」；主な論点と整理の（例）

＜原子力発電（再稼働課題など）＞

・最終的には政府が決めても国民への十分な説明と納得できる安全基準が不可欠。・原子力発電・インフラ輸出は促進。・使用済み燃料は大問題（世界的な問題）・技術力維持・向上と人財育成の強化は必須。・代替エネＬＮＧは３兆円の輸入量増加（ＣＯ２増も）

＜合意形成＞

・世界中～合意形成が難しい時代・国民が傍観者でなく皆で変えていくべき・エネルギーベストミックスの追及が不可欠

＜再生可能エネルギーの可能性＞

・促進あるのみ～しかし地勢上の限界がある・固定価格買い取り；賦課金は増える覚悟いる・バックアップには火力発電も必要；誰が負担

＜中長期エネルギー政策＞

・俯瞰的な見方と優れたシナリオが要る・次世代への責任を果たせ・エネ転換、規制改革、・・総合力でエネの仕組みや産業構造を変える一大プロジェクト

＜電力システム改革＞

・小売り全面自由化_{/発送電分離/送電網の} 広域運用の方向・平時にできなかったから今やる・スマートな消費構造に向け、政府も前向き・エネルギーの不足が続く・競争力劣後・決められない

＜省エネ、その他＞

・省エネ努力はさらにさらに必要・これからのエネルギー問題解決のための決め手は「技術革新」＜オリジナル＞Ｈ２５年２月１６日：ＮＨＫスペシャルテレビ討論の纏め目の前のことだけでなく、究極的目標を探る必要あり＜Ｈ２６年＞エネルギー基本計画の方向が変わる＜Ｈ２６年４月＞原発はベースロード Nobuo Seki 7

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「地球と人類の末永い共存」を約束し、「安全・安心で快適な高度循環型社会」を創る～“世界の持続的成長“ 【国際社会】国際協力による社会秩序が保たれ、快適な社会とｻｽﾃﾅﾋﾞﾘﾃｨｰの確保と云う共通の目標に向かい努力していること【我が国】人々が希望に満ち働くことを大切にする社会が機能し国際的な役割と信頼が高かまっていること国際社会や我が国の社会問題の解決に向け明確な目標を持ち、動き、同時に適切な経済成長を遂げること今求められていること５～１０年後の目標究極的目標＜我が国の課題＞・相対的国力の低下、・消滅可能都市増加・高エネルギーコスト、・自然災害、・気候変動、・・・・・・

エネルギー・環境問題解決の方向性；究極の目標

＜国際社会の課題＞・貧困、・紛争、・食料・水の不足、・資源やエネルギーの不足、・環境問題、・・・ 8 究極のエネルギー源は太陽、水、地熱から各国の自助努力に加え多国間協力が必須・水素はよりエネルギ－へ炭素はよ素材へシフトし、循環価値を増す必要な取組・地球目線でロバストな社会インフラを整備する・エネルギ－のベストミックスと永続的な確保・・・・・・科学技術の進歩が世界を救う正しい価値評価が必要ＮｏｂｕｏＳｅｋｉ

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Ｈ

２電力工業用家庭用都市ガス交通中・大規模燃料電池Ｈ２/ＣＨ４混合燃料逆シフト合成都市ガスＣＨ４/Ｈ２ハイタン逆シフト合成ガス化学的炭酸ガス固定製鉄所用製油所用燃料電池自動車等エネファーム

水素の大量供給によって拡大する水素利用分野

今、なぜ“水素”なのか、“インフラ”なのか

Nobuo Seki ＜分野図：千代田化工建設の提供＞ 9 ・水素は「無限」の資源・「水素」は軽く拡散し易く貯蔵や扱いが容易ではない＊その問題が解決すれば世の中が変わる

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【海外産ガス国】脱水素プラント【日本】【海上】水添ﾌﾟﾗﾝﾄ貯蔵･備蓄ﾀﾝｸリフォーミング (HiCOT) CCS 天然ガス [水素ﾌﾟﾗﾝﾄ] CO2 CO₂分離石炭ガス化 CCS （ ECBM ）石炭 CO₂分離水力水電気分解メタン回収 CO2 [水素ﾌﾟﾗﾝﾄ] 【海外石炭産出国】風力 Solar 再生可能エネルギー火力発電（天然ガス混焼）都市ガス混合燃料電池発電メチルシクロヘキサン _{メチルシクロヘキサン} トルエントルエン ☆ 化石燃料は一部を水素製造 + CCS ☆ 再生可能ｴﾈﾙｷﾞｰの輸送方法 ☆ 炭酸ガスの個別回収の回避 ☆ 低炭素社会に寄与するシステム

有機ケミカルハイドライド法による大量・水素サプライチェーン構想

石油・化学利用＜_{FC EXPO 2013 Tokyo , 2013. 2.}28 岡田氏（千代田化工建設）発表資料を引用＞ ガス田石炭層 Nobuo Seki 水素水素水素水素 10

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Methylcycrohexene (MCH)

Toluene

H

₂

H

2

Hydrogenation Transportation Storage Dehydrogenation

CH3 CH3 + 3H₂ Storage ΔH= + 205kJ/mol CH3 CH3 + 3H₂ΔH= -205kJ/mol Hydrogenation _{Dehydrogenation} Toluene Methylcycrohexane Methylcycrohexane Toluene

☆ Liquid storage & transportation at ambient temperature & pressure is realized.

☆ Volume of H₂ is reduced to <1/500 (LNG: 1/600, LH₂: 1/800)

☆ Toluene & Methylcyclohaxane are storaged and Transported as same as gasoline.

☆ Gasoline infrastructures are well utilized to H₂ storage & transportation.

有機ケミカルハイドライド法の説明

水素化反応 (水素貯蔵反応） _{脱水素反応 (水素発生反応）} ☆ 常温・常圧での大量貯蔵輸送が可能 ☆ 水素ガスを１/500の体積の液体（メチルシクロヘキサン）として貯蔵輸送 （ＬＮＧは-163℃で１/600、液体水素は-253℃で1/800の体積として貯蔵輸送。） ☆ トルエン、ＭＣＨはガソリンの成分。 ☆ 既存インフラの多くを転用可能。＜FC EXPO 2013 Tokyo , 2013. 2. 28岡田氏（千代田化工建設）発表資料を引用＞ Nobuo Seki 11

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千代田化工建設におけるサプライチェーン構想の実施状況

☆ 千代田化工は有機ケミカルハイドライド法の開発に必要な脱水素触媒の開発を完了した。 ☆ 実証装置を建設し、実装運転を実施中（2013年内に目標試験完了、現在追加試験中）。 ☆ 本技術は共同出資による水素供給ビジネスを目標としている。 ☆ 最初の事業化は、製油所および化学原料用の水素供給である。そして発電に繋げる。脱水素反応器水素化反応器技術実証装置＜FC EXPO 2013 Tokyo , 2013. 2. 28岡田氏（千代田化工建設」）発表資料を引用＞・子安研究所内で実証実験中（デモプラント）。・２０１５年までに実用化することを目指す。・川崎市などと共に臨海部に水素エネルギーの一大供給拠点を設ける。・そして水素発電所の実現に繋げる。 12 Nobuo Seki

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課題と挑戦

(目指したいこと）

１．安価で目的に適った「水素」を大量に確保すること。

１）当面、各種プラントからの副生水素や安価なガスを使った水素製造。

２）ＧｒｅｅｎＨｙｄｒｏｇｅｎ：再生可能エネルギー電力を使った水素製造。

３）原子力利用；熱化学法（ＩＳプロセス）による水素製造実用化に期待。

４）さらに「光触媒」技術の開発によって大変革することを期待。

２．社会インフラの開発・整備

水素のサプライチェーンを支える社会インフラの確立。

３．信頼性と実用性を担保できる制度の確立

ビジネス遂行に繋がる許認可ルールや優遇措置など。

－目指したいこと－

エネルギー源として暫くは天然ガス主導が続くだろう。一方、大切なのは水素

利用を含む多様なベストミックスに挑戦することで、技術の革新を促し、制度

やインフラの共有資本も整い、世界のサステイナビリティ

―を約束する水素の

大量利用のシナリオが現実になるだろう。すると、いよいよ人工光合成等の実

用化も見えてきて「高度循環型社会」の扉が大きく開くに違いない。

Nobuo Seki 13

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＜千代田化工建設・カタログ“SPERA HYDROGEN_japanese”を引用＞ 14 Nobuo Seki