石炭ガス化.key

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Cool Earth 50

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石炭をガス化し、ガスタービンを動かすとともに、その排熱を利用してさらに蒸気タービンを

使って発電を行う。さらに、ガス中に含まれる水素を回収し、燃料電池等によりエネルギーと

して活用することにより、高効率の火力発電を実現。

!

発生した二酸化炭素を効率的に分離・回収して、地中に貯留する技術（CCS；Carbon

Dioxide Capture and Storage)により、石炭火力発電をゼロ・エミッション化。さらに、二

酸化炭素は透過するが、水素や窒素などは遮断するような特殊機能を有する革新的な分離膜技

術の実用化により、回収率を向上させるとともに、ＣＣＳのコストを半減。

CO2?@

CO2ABC

１．革新的ゼロ・エミッション石炭火力発電

• 現在、石炭火力発電から排出されるCO2は、世界

全体の排出量の約３割。

• 石炭火力発電の発電効率を、現状の40%程度から

55％にまで高めることにより、排出されるCO2を

３割程度削減。

• さらに、ＣＣＳとの組合せにより、石炭火力発電か

らの排出をゼロとする。

効果

（出典：米国エネルギー省ホームページ）

国際協力の現状

・FutureGenは、２００３年に米国エネルギー省が提唱し、現在、米、日、印、

韓、中が参加。石炭から水素とＣＯ２を分離するシステム、ＣＯ2の地中処分

実証を中核とする多国間協力事業で、総費用は、１０億ドル程度。

・２００３年より、(財)地球環境産業技術研究機構(RITE)と米国エネルギー省国

立エネルギー技術研究所(NETL)が、分離膜に関する国際共同研究を実施中。

Cool Earth 50 高効率石炭火力発電

IGCC 46 1500 50 1700 57 A-IGCC 48 1500 IGCC A-USC 46 700 CO2 IGCC IGFC A-USC IGCC IGFC USC 48 750 42 600 41 250 MW 55 600 MW 1000 t/d 65 A-IGFC IGFC IGFC FC A-USC IGCC

2000

2010

2020

2030

2040

2050

IGFC HHV

(3)

石油天然ガス石炭ウラン究極可採埋蔵量（注１） 2×10 12_バーレル _304×1012_m3 石油換算 1.8×1012_バーレル 10.6×1012_トン石油換算 49.5×1012_バーレル確認可採埋蔵量（R） 1 兆 5 2 9百万バーレル 146.39兆 m 3 _{9,842億トン} _{436.3万トン} 北米 8.1% 5.7% 26.0% 17.4% 中南米 8.5 4.2 2.3 6.2 西欧 2.0 3.6 7.5 3.0 中東 64.0 33.8 0.1 0 アジア・太平洋 4.1 7.0 29.7 25.1 アフリカ 7.2 7.0 6.2 17.4 地域別賦存状況 _{旧ソ連・東欧} _6.1 _38.7 _28.3 _31.0 年生産量（P） 73,105千 b/d 2 兆 2,718億 m3 _{46.5億トン} _{3.6 万トン} 可採年数（R／P） 41 . 0年 63.4年 2 1 2年 7 2年（注２）出所 B P統計(1999年) 世界エネルギー会議 (1998年) Survey of Energy Resources 1998 OECD/NEA, IAEA (1997年) （１）究極可採埋蔵量＝既生産量＋確認可採埋蔵量＋未発見可採埋蔵量（２）ウランは在庫が十分にあることより、確認可採埋蔵量を年需要量で除して可採年数とした

世界の一次エネルギー資源

世界の石炭および石油天然ガスの埋蔵量

単位：石油換算億トン

(4)

世界の燃料別エネルギー需要の推移と見通し

(5)

主要国のエネルギー源構成

主要国のエネルギー源構成（２００３年）発電

主要国のエネルギー源構成（２００３年）一次エネルギー構成

世界のCO

2 排出量の３分の１は石炭火力によるもの

10

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_{我が国の石炭火力発電所の優位性}

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(6)

地球温暖化対策としての Clean Coal Technology (CCT)

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エクセルギー再生、コプロダクション

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地球温暖化対策として石炭火力からのCO2削減が最重要課題

世界における化石エネルギー由来のCO2のうち１／３は石炭火力から

石炭火力発電の高効率化技術

!

複合サイクル発電（IGCC/IGFC）

!

超々臨界（USC）

!

1700℃級ガスタービン

!

A-IGCC/IGFC

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電力と水素・化学品の併産（水素併産型IGCC）

サイクルの高温化

カスケード利用

エクセルギー再生

コプロダクション

(7)

複合サイクル発電

gas turbine output 35% exhaust loss 28% comdenser loss 22% steam turbine output 15% fuel 100% Fuel air steam turbine gas turbine heat recovery boiler

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高効率発電技術ロードマップ

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(8)

IGCCの基本システム

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_clean-up

gas

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power

(9)

Currently operational coal fired IGCC plants

Name Location Output (MWe)

Coal type -properties Gasifier Status* Yea rt Comments

Buggenum Netherlands 250 Australian bituminous,

Shell (entrained flow, oxygen, dry feed, slagging) 1426'C, 2.6 MPa

o 1994-95 2000 Vd.

Wabash Indiana, 262 bituminous (lllinois) Destec (two- o 1995 Repowering of existing Polk Florida, 250 bituminous Texaco O 1996 2200 Vd (dry)

tests on Vresova Czech gross: lignite high moisture Lurgi o 1995-96 Old town ga s

plant Puertollano Spain 300 S (ar): 0.93 wiolo Prenflo O 1996-98 2600 Vd. Schwarze Dresden, gross: high moisture lignite BGL (moving o 1997 Repowering of

old town Pi~on Pine Nevada, 100 bituminous S KRW (fluidised c 1998 First fluidised

bed air- * O = o p erational; C = commissioning t c o m m i s s i o n i ng year

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ガス化炉とガスタービンのインテグレーション、エネル

ギーのカスケード利用により、高効率化（IGCC, 48%;

IGFC, 56%）が図られている。

空気または酸素吹きによる高温ガス化により高い炭素利用

率となるが、部分酸化による冷ガス効率の低下

多様なエネルギー資源に対応で

きる高効率ガス化技術が必要

さらなる高効率化が必要

燃焼に比べて環境汚染物質排出量は大幅に削減

さらなるゼロエミッション化が求められる

システム化技術

ガス化技術

環境対策技術

(10)

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biomass

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ガス化に必要な熱を部分酸化により供給

・冷ガス効率の低下

ガス化に必要な熱をGT、燃料電池の排熱を再生利用

・冷ガス効率の向上

・供給酸素の低減

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(16)

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exhaust loss condenser loss 100 95 168 136 68 41 29 29 41 41 6 6 44 27 24 14 83 55 12 6 12 0 18 6 gasifier FC ST power power GT power exergy rate 100 0 50

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(17)

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次世代石炭ガス化炉

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(18)

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(19)

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石炭をガス化し、ガスタービンを動かすとともに、その排熱を利用してさらに蒸気タービンを

使って発電を行う。さらに、ガス中に含まれる水素を回収し、燃料電池等によりエネルギーと

して活用することにより、高効率の火力発電を実現。

!

発生した二酸化炭素を効率的に分離・回収して、地中に貯留する技術（CCS；Carbon

Dioxide Capture and Storage)により、石炭火力発電をゼロ・エミッション化。さらに、二

酸化炭素は透過するが、水素や窒素などは遮断するような特殊機能を有する革新的な分離膜技

術の実用化により、回収率を向上させるとともに、ＣＣＳのコストを半減。

CO2?@

CO2ABC

１．革新的ゼロ・エミッション石炭火力発電

１．革新的ゼロ・エミッション石炭火力発電

•

現在、石炭火力発電から排出されるCO2は、世界

全体の排出量の約３割。

•

石炭火力発電の発電効率を、現状の40%程度から

55％にまで高めることにより、排出されるCO2を

３割程度削減。

•

さらに、ＣＣＳとの組合せにより、石炭火力発電か

らの排出をゼロとする。

効 果

国際協力の現状

・FutureGenは、２００３年に米国エネルギー省が提唱し、現在、米、日、印、

韓、中が参加。石炭から水素とＣＯ２を分離するシステム、ＣＯ2の地中処分

実証を中核とする多国間協力事業で、総費用は、１０億ドル程度。

・２００３年より、(財)地球環境産業技術研究機構(RITE)と米国エネルギー省国

立エネルギー技術研究所(NETL)が、分離膜に関する国際共同研究を実施中。

Cool Earth 50 高効率石炭火力発電

2000

2010

2020

2030

2040

2050

世界の一次エネルギー資源

世界の石炭および石油天然ガスの埋蔵量

単位：石油換算億トン

世界の燃料別エネルギー需要の推移と見通し

主要国のエネルギー源構成

主要国のエネルギー源構成（２００３年）発電

主要国のエネルギー源構成（２００３年）一次エネルギー構成

世界のCO

2

排出量の３分の１は石炭火力によるもの

10

xxÑ+ÒÓ(defgh+”•

我が国の石炭火力発電所の優位性

Ž••‘deD+ÔÕ}Ö×)(ÄÅ+ØÙ8

地球温暖化対策としての Clean Coal Technology (CCT)

!

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エクセルギー再生、コプロダクション

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©æYçèéêi©©¬ëì©íîïðñìòóðôóõöì©í÷øùîöìíñõì¬øðîíúök

地球温暖化対策として石炭火力からのCO2削減が最重要課題

世界における化石エネルギー由来のCO2のうち１／３は石炭火力から

石炭火力発電の高効率化技術

効果

_{我が国の石炭火力発電所の優位性}

_{Ú#%¢=-¬©rÚ#Û¾L.Ü/}

_{ã>äåEF1G.~•}

複合サイクル発電（IGCC/IGFC）

_cooler

_clean-up