国内の一次エネルギー供給推移 (22) 水力 4.2% (49) 原子力 9.4% 天然ガス 10.1% (53) 石炭 16.6% (87) (1) 地熱 0.1% (7) 新エネルキ ー等 (*1) 1.3% 石油 58.3% (307) 水力 (77) 3.6% 原子力 13.0% 天然ガス
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(2) 国内の一次エネルギー供給推移 (22) 水力 4.2%. (1) 地熱 0.1%. (49) 原子力 9.4%. (7) 新ｴﾈﾙ ｷﾞｰ等 (*1) 1.3%. 水力 （77） 3.6% 原子力 13.0%. 地熱 0.2%. （75）. 石炭 16.6% (87). 石油 58.3% (307). (原油換算百万ｋL：合計526 526) 526 一次ｴﾈﾙｷﾞｰ供給推移 1990年度. 石炭 17.4% （103）. (10). (20). （1） （7） 新ｴﾈﾙ ｷﾞｰ等 (*1) 1.1%. 天然ガス 12.7%. 天然ガ ス. 10.1% (53). （21）. 石油 52.0% （308）. 水力 3.2%. (93). 原子力 15.0% 天然ガス 13.2% (82). （1）. 地熱 0.2%. 石炭 21.9%. 新ｴﾈﾙ ｷﾞｰ等 (*1) 1.6%. 石油 45.0% (280). (136). （原油換算百万ｋL：合計593 593） 593. (原油換算百万ｋL：合計622 622） 622. 1999年度. 一次ｴﾈﾙｷﾞｰ見通し 2010年度 基準ケース. . （経済産業省総合資源ｴﾈﾙｷﾞｰ調査会総合部会、需給部会「今後のｴﾈﾙｷﾞｰ政策について」 平成13年7月）. 2.
(3) １．日本のエネルギー事情 ２．省エネルギー技術に関する技術開発動向 ３．燃焼に関する研究開発動向 ４．微小重力下燃焼技術の研究開発経緯 国内外における関連プロジェクトの動向 ５．本プロジェクトの効果 5-1 希薄予蒸発予混合(Lean Pre-evaporized Premixed)燃焼器の開発 燃料多様化（LCO+ナフサ）ガスタービンコンバインドサイクル発電 （1）LCOの生産 （2）発電事情 （3）IPP新設による効果 5-2 燃焼基盤技術の確立による効果 5-3 他分野への波及効果 3.
(4) エネルギー技術開発の視点. ～総合資源エネルギー調査会答申～. 省 エ ネ ル ギ ー 分 野 ・ 技術的ブレークスルーによる大幅なエネルギー効率の改善 ・ 需要サイド(民生・運輸部門)から見た戦略的な開発. 新 エ ネ ル ギ ー 分 野 ・ 新エネルギー機器・システムのコスト低減 ・ 利便性や性能面での向上を図るための技術開発の推進. 石油・天然ガス分野 ・ 利用拡大を図るための新たな利用形態の推進. 原. 子. 力. 分. 野. ・ 安全確保のために必要あるいは有用な研究開発の推進 等 4.
(5) 現行省エネルギー対策及び今後の省エネルギー対策の概要. 5. 総合資源ｴﾈﾙｷﾞｰ調査会 省エネルギー部会 対策名 省エネ量(原油換算) 部門 《現行対策》 2,010 万kl ○ 経団連環境自主行動計画等に基づく措置 (両方の対策で) 産 ○ 中堅工場等における省エネルギー対策 2,010 万kl 業 《新規対策》 40 万kl ◎ 高性能工業炉 (中小企業分) 40 万kl 小 計 2,050 万kl 《現行対策》 1,400 万kl ○ トップランナー規制による機器効率の改善 540 万kl ○ 住宅・建築物の省エネ性能の向上 860 万kl 《新規対策》 460 万kl 民 ◎ 石油・ガス機器等のトップランナー機器の拡大 120 万kl 生 ◎ 給湯分野における高効率機器の加速的普及 50 万kl ◎ 待機時消費電力の削減 40 万kl ◎ 家庭用ﾎｰﾑｴﾈﾙｷﾞｰﾏﾈｼﾞﾒﾝﾄｼｽﾃﾑ(HEMS)の普及 90 万kl ◎ 業務用ﾋﾞﾙｴﾈﾙｷﾞｰﾏﾈｼﾞﾒﾝﾄｼｽﾃﾑ(BEMS)の普及 160 万kl 小 計 1,860 万kl 《現行対策》 1,590 万kl ○ トップランナー規制による機器効率の改善 540 万kl ○ クリーンエネルギー自動車の普及促進 80 万kl 運 ○ 交通システムにかかる省エネ対策 (注) 970 万kl 輸 《新規対策》 100 万kl ◎ トップランナー基準適合車の加速的導入 50 万kl ◎ ハイブリッド自動車等車種の多様化等の推進 50 万kl 小 計 1,690 万kl ○ 技術開発 100 万kl ・高性能ボイラー (産業関連技術) 40 万kl 分 ・高性能レーザー (産業関連技術) 10 万kl 野 ・高効率照明 (民生関連技術) 50 万kl 横 ・ｸﾘｰﾝｴﾈﾙｷﾞｰ自動車の高性能化 (運輸関連技術) ― 断 (注)ﾊｲﾌﾞﾘｯﾄﾞ自動車等車種の多様化等の推進の内数 小 計 《現行対策》 計 《新規対策》 合 計. 100 5,000 700 5,700. 万kl 万kl 万kl 万kl. 燃焼関連の省エネルギー 250 万kl.
(6) １．日本のエネルギー事情 ２．省エネルギー技術に関する技術開発動向 ３．燃焼に関する研究開発動向 ４．微小重力下燃焼技術の研究開発経緯 国内外における関連プロジェクトの動向 ５．本プロジェクトの効果 5-1 希薄予蒸発予混合(Lean Pre-evaporized Premixed)燃焼器の開発 燃料多様化（LCO+ナフサ）ガスタービンコンバインドサイクル発電 （1）LCOの生産 （2）発電事情 （3）IPP新設による効果 5-2 燃焼基盤技術の確立による効果 5-3 他分野への波及効果 6.
(7) 7.
(8) １．日本のエネルギー事情 ２．省エネルギー技術に関する技術開発動向 ３．燃焼に関する研究開発動向 ４．微小重力下燃焼技術の研究開発経緯 国内外における関連プロジェクトの動向 ５．本プロジェクトの効果 5-1 希薄予蒸発予混合(Lean Pre-evaporized Premixed)燃焼器の開発 燃料多様化（LCO+ナフサ）ガスタービンコンバインドサイクル発電 （1）LCOの生産 （2）発電事情 （3）IPP新設による効果 5-2 燃焼基盤技術の確立による効果 5-3 他分野への波及効果 8.
(9) 9.
(10) １．日本のエネルギー事情 ２．省エネルギー技術に関する技術開発動向 ３．燃焼に関する研究開発動向 ４．微小重力下燃焼技術の研究開発経緯 国内外における関連プロジェクトの動向 ５．本プロジェクトの効果 5-1 希薄予蒸発予混合(Lean Pre-evaporized Premixed)燃焼器の開発 燃料多様化（LCO+ナフサ）ガスタービンコンバインドサイクル発電 （1）LCOの生産 （2）発電事情 （3）IPP新設による効果 5-2 燃焼基盤技術の確立による効果 5-3 他分野への波及効果 10.
(11) 原油の精製 例 90℃ LPG 2（％） ナフサ 5（％）. 原 油 220℃ 100（％）. 脱 塩 装 置. 常 圧 蒸 留 塔. 粗ナフサ 20（％）. 320℃ 粗灯油 13（％）. 脱硫装置. 灯油 13（％）. 粗軽質油 15（％）. 脱硫装置. 軽油 15（％）. FCCガソリン20（％）. 重質経由 10（％）. 減 圧 蒸 留 塔. 注）FCC：流動接触分解装置 F 450℃ LCO8（％） C C 装 650℃ HCO7（％） 置. 脱硫装置. . 蒸圧残留残渣 40(%). ガソリン 35（％）. 改質・精製装置. 減圧軽油 25(％). 分解ガソリン2（％） FCC原料35（％）. 減圧残留残渣 15(％). アスファルト精製装置 （環境事業団 HP). 重油 18（％）. 分解灯軽油 6（％） 石油コークス2（％）. VR 13. 重油基材20（％） 800℃ コーカー原料10（％）. COKER アスファルト2（％） 計 100（％）. 11.
(12) LCO（Light Cycle Oil）、ナフサの生産量 ＊ 国内の場合、LCO は約 8％、ナフサは約 5％生成する。 ＊ 燃料油の年間生産量は 2 億 3,000 万ｋL（1997） ・LCO の生産量は 1,840 万ｋL/年程度 ・ナフサの生産量は 1,150 万ｋL/年程度 ＊ LCO ⇒ ・A 重油等の粘度調整剤. ・ 重油使用量の減少 ・白灯油の生産増大 ・・・・ LCO 等増大 ⇒ 新たな用途、有効活用が求められている。 ＊ ナフサ ・ 需要変動による余剰傾向 ・ ナフサ：エチレンの原料 ⇒ エチレン国内生産量減少 ↓ 新用途が求められている。 12.
(13) 原油蒸留油の性状 ヘビー ナフサ 発熱量（MJ/kg） 43.7 密度（15℃） 0.778 セタン指数 CNO 23.3 引火点（℃） 1.5 飽和分（vol.％） 90.5 芳香族分（vol.％） 9.5 不飽和分オレフィン分 ＜0.1 （vol.％） C（wt.%） 84.9 H（wt.%） 14.7. 熱分解 ナフサ 42.9 0.707 44.2 ＜-10 62.5 3.1 34.4. LCO. 軽油. 灯油. 41.9 0.874 28.2 54 96.2 3.7 0.1. 42.7 0.831 48.6 73 99.9 ＜0.1 ＜0.1. 46.3 0.795. 84.8 14.5. 88.3 11.5. 87.0 C11～22 84.6 C9～15 13.0 15.2. 49.5 少. * LCO、ナフサは消防法により、危険物の第 4 類危険物（引火性液体）に指定 ナフサは引火点が低いので、火災に注意が必要である。 * LCO は芳香族系および低沸点系を含み、安定燃焼させにくい燃料でもある。 * 蒸留後ナフサも低沸点系を含み、均一燃焼させにくい性質がある。 13.
(14) １．日本のエネルギー事情 ２．省エネルギー技術に関する技術開発動向 ３．燃焼に関する研究開発動向 ４．微小重力下燃焼技術の研究開発経緯 国内外における関連プロジェクトの動向 ５．本プロジェクトの効果 5-1 希薄予蒸発予混合(Lean Pre-evaporized Premixed)燃焼器の開発 燃料多様化（LCO+ナフサ）ガスタービンコンバインドサイクル発電 （1）LCOの生産 （ （2）発電事情 （3）IPP新設による効果 5-2 燃焼基盤技術の確立による効果 5-3 他分野への波及効果 14.
(15) 需要電力量(百万ｋWh) H8（1996）. H9(1997). H10(1998). H11(1999). H12（2000）. 一般電気事業者 等 *1. 770,221. 793,166. 800,692. 818,747. 839,812. 卸電気事業者. 18,091. 18,096. 17,611. 17,941. 18,103. 30. 55. 57. 自 特定電気事業者 家 発 特定規模電気事業者 等 自家発自家消費 小 計 総 需 要. 106 109,153. 115,444. 116,327. 120,627. 120,178. 122,956. 133,540. 133,969. 138,623. 138,443. 903,471. 926,705. 934,661. 957,370. 978,256. *1 9電力会社+住友共同火力 出典：（社）日本電気協会「電気事業の現状2001年版」、資源ｴﾈﾙｷﾞｰ庁「電力需給の概要1997」. 15.
(16) 製油所におけるIPP 電力会社. 供給開始 年度. 卸供給事業者. 発電所. 契約最大電力 (kW) 48,500. 分解軽油. 燃料. 発電方式. ﾌﾟﾗﾝﾄﾒｶｰ. 東京電力. H.12. 日石三菱石油精製 横浜製油所. ガスタービン 三菱重工業. 九州電力. H.11. 九州石油. 大分製油所. 137,000. 残渣油. 汽力. 東京電力. H15. 東亜石油. 川崎製油所. 238,000. 副生ガス. 汽力+GT. 日立/千代田化工. 東京電力. H15. 日石三菱石油精製 根岸製油所. 342,000. 残渣油. 汽力+GT. 三菱重工業/日揮. 関西電力. H16. 興亜石油. 麻里布製油所. 132,300. 残渣油. 石油コークス. 汽力. 三菱重工業. 中部電力. H16. 出光興産. 愛知製油所. 225,570. 残渣油. 汽力. 日立製作所. 中部電力. H15. コスモ石油. 四日市製油所. 200,000. 残渣油. 汽力. 三菱重工業 三菱重工業. 北海道電力. H16.10 日石三菱石油精製 室蘭製油所. 50,000. 残渣油. 汽力. 北海道電力. H16.10 出光興産. 15,000. 残渣油. 汽力. 北海道製油所. 日立製作所. 1,388,370. 国内 計 IPP契約最大電力. 実質 ６７２ 万ｋW その内 製油所立地IPP 計 １３９ 万ｋW（20.5％）. 国内 計 発電設備認可出力 ： ２４,２４５万ｋW（６７２万ｋWは２.８％に相当）. 16.
(17) 発電電力量の推移と見通し(電気事業者) (単位：億kWh) 年度 項目 発電電力量 (電気事業者) 発電別区分 火力 石炭 LNG 石油等 原子力 水力 一般 揚水 地熱 新エネルギー CO2排出原単位 (g-c/kWh). 1990年度. 1999年度. 2010年度 基準ケース. 7,376. 9,176. 10,292. 実数 構成比％ 実数 構成比％ 実数 構成比％ 4466 60.5 5063 55.2 5074 49.3 716 1639 2108. 9.7 22.2 28.6. 1529 2405 1129. 16.7 26.2 12.3. 2351 2341 383. 22.8 22.7 3.7. 2014 881. 27.3 11.9. 3165 893. 34.5 9.7. 4186 966. 40.7 約17基の新設 9.4 （100万ｋW/基）. 788 93. 10.7 1.3. 769 123. 8.4 1.3. 803 163. 7.8 1.6. 15. 0.2. 34 21. 0.4 0.2. 37 29. 0.4 0.3. -. 101.9. 89.9. 82.6. （総合資源エネルギー調査会資料、中央電力協議会H14.3月資料）. 17.
(18) 電力の自由化への動き 電気料金の内外価格格差（1999 年 11 月） 電気料金 指数. 東京 6,575 円 100. ﾆｭｰﾖｰｸ 5,598 円 85. ロンドン 3,998 円 61. ベルリン 5,601 円 85. パリ 4,255 円 65. 注）電気料金は 280kWh 使用時 月額. 1997 年 5 月内閣閣議決定「国際的に遜色のないコスト水準を目指す」 今後、IPP の自由化（1995 4 月）他、電力小売りビジネスの自由化が拡大する。 電圧別需要家シェア（1998 年度） 電圧 需要規模 使用電力量 需要家シェア 需要家 特別高圧 20kV 以上 2,000kW 2,119 億 kWh 27％ 27％ 大規模ビル 工場 高 圧 6～20kV 50～ 2,882 37 中小ビル 工場 50～2,000 低 圧 100～ 50kW 2,833 36 家庭・商店 100～200V 合 計 7,834 100 自家発電：1,340 億 kWh を除く. 2000 年 3 月の自由化対象は 大規模ビル・工場 残りの 2/3 は今後の自由化の対象（2003 は今後の自由化の対象（2003 年以降） （中央三井信託銀行 調査レポート2001/6 Ｎｏ.14）. 18.
(19) １．日本のエネルギー事情 ２．省エネルギー技術に関する技術開発動向 ３．燃焼に関する研究開発動向 ４．微小重力下燃焼技術の研究開発経緯 国内外における関連プロジェクトの動向 ５．本プロジェクトの効果 5-1 希薄予蒸発予混合(Lean Pre-evaporized Premixed)燃焼器の開発 燃料多様化（LCO+ナフサ）ガスタービンコンバインドサイクル発電 （1）LCOの生産 （2）発電事情 （ （3）IPP新設による効果 IPP新設による効果 新設による効果 5-2 燃焼基盤技術の確立による効果 5-3 他分野への波及効果 19.
(20) ガスタービン・コンバインド・サイクル発電の燃料多様化 従来のボイラー焚き発電. ガスタービン・コンバインドサイクル GTCC(Gas Turbine Combined Cycle). 20.
(21) ガスタービン・コンバインドサイクル発電の進歩 １．第１世代. （1984 年 12 月東北電力東新潟３号系列）. タービン入り口 ： ガス燃焼温度. １１００℃. ２．第２世代 （この第２世代が主力） タービン入り口 ： ガス燃焼温度 １３００‐１３５０℃. 熱効率. ： ４３％前後. 熱効率. ： ４８‐５０％. ・ガスタービン・コンバインドサイクル発電の効率 ：４８％. ・蒸気タービン発電の効率. ：４０％. 発電の効率. ３．第３世代. （1999 年、東新潟火力発電所で世界初の 1450℃運転を開始、50.6％の熱効率を達成）. タービン入り口. ： ガス燃焼温度. １４５０℃. 熱効率. ： ５０‐６０％。 21.
(22) 経済性効果の試算 【前提条件】 １．IPP (Independent Power Producer) として第２世代 ガスタービン・コンバインドサイクル発電を採用する。 ・蒸気タービン発電の熱効率. ：４０％. ・ガスタービン・コンバインドサイクル発電の熱効率. ：４８％. 効率は約８％向上する。 ２．LCO、ナフサの使用量 ・LCO の生産量は １８４０万ｋL/年程度 ・ナフサの生産量は１１５０万ｋL/年程度 ３．発熱量. ＬＣＯ：9980 kcal/kg. 重油：11040 kcal/kg. LCO+ナフサ Max. ２８９０万ｋL/年 ＬＮＧ：13000 kcal/ｋｇ. ナフサ：10500 kcal/kg 軽油：11070kcal/kg. ４．発電機の稼動率 ： 90％. 22.
(23) 発電量（ｋＷ）. 重油換算削減量（万ｋＬ） 500 400. 1500. 300 1000 200 500. 100. 0. 重油換算削減量 （万ｋＬ/Ｙ）. 発電量（万ｋＷ）. 2000. 0 0. 1445. 2890. 重油発熱量：9300kcal/L. ＬＣＯ+ナフサ使用量（万ｋＬ/Ｙ）. ＊LCO+ナフサ使用量を LCO+ナフサ使用量を 30～ 30～50％と仮定すると 50％と仮定すると 867 万ｋL 万ｋL（発電量：516 （発電量：516 万ｋW 万ｋW）～1445 ）～1445 万ｋL 万ｋL（860 万ｋW 万ｋW） 70～ 万ｷﾛﾘｯﾄﾙ/ ＊発電効率向上による燃料使用減 ： 70 ～115 万ｷﾛﾘｯﾄﾙ /年 製油企業のコメント：LCO 製油企業のコメント：LCO 等の化学プラント派生油の過剰感は増えると 思われ、それらを使った高効率発電の実用化は考えられる。 思われ、それらを使った高効率発電の実用化は考えられる。. 23.
(24) 環境改善効果 LCO+ナフサ使用量を 30～50％と仮定する。 (1) 発電効率の向上によるＣＯ２発生の低減 重油換算燃料減 70～115 万 KL/年 → ＣＯ２削減量： 185～305 万ﾄﾝ/年 (2) ＮＯｘ発生の低減 希薄予蒸発予混合（ＬＰＰ）燃焼→拡散燃焼に比べ、排出ＮＯｘは 1/3～1/4. 低ＮＯｘ燃焼技術の進歩 （中村良也、日本航空宇宙学会誌 48（552）25-30（2000））. （3）灯油焚きガスタービン燃焼 200ppmNOｘ ⇔ ボイラー 150 ～ 280ppmNox. 24.
(25) 課題 １．燃料多様化ガスタービンの実用化までのステップ （１） 実機の作動条件の確立 ・・・・ 低沸点物質を含有する燃料の使用方法 （２） 制御技術の確立. ・・・・ 燃焼器全体での燃料切換えシステム等完成 実機用大型ノズルの設計. （３） 信頼性、耐久性の確認. ・・・・ 設備材料の選択、整備性の検討. ２．LCO 需要の動向 (１) LCO の有効燃料化 ・・・・・ ガスタービン・コンバインドサイクル発電への適用 (２) LCO の軽油化 (３) LCO の原料化. ・・・・・ LCO の高度水素化精製技術の開発 ・・・・ PET より高性能なポリエチレンナフタレート (高機能性ポリエステル系)樹脂のの一部として使用. 中間原料 2，6-ヂメチルナフタレン(DMN)の原料 ExxonMobil KOBELCO DMN プロセス（ベンチスケール実施中） 25.
(26) １．日本のエネルギー事情 ２．省エネルギー技術に関する技術開発動向 ３．燃焼に関する研究開発動向 ４．微小重力下燃焼技術の研究開発経緯 国内外における関連プロジェクトの動向 ５．本プロジェクトの効果 5-1 希薄予蒸発予混合(Lean Pre-evaporized Premixed)燃焼器の開発 燃料多様化（LCO+ナフサ）ガスタービンコンバインドサイクル発電 （1）LCOの生産 （2）発電事情 （3）IPP新設による効果 5 5-2 燃焼基盤技術の確立による効果 5-3 他分野への波及効果 26.
(27) 27.
(28) 28.
(29) １．日本のエネルギー事情 ２．省エネルギー技術に関する技術開発動向 ３．燃焼に関する研究開発動向 ４．微小重力下燃焼技術の研究開発経緯 国内外における関連プロジェクトの動向 ５．本プロジェクトの効果 5-1 希薄予蒸発予混合(Lean Pre-evaporized Premixed)燃焼器の開発 燃料多様化（LCO+ナフサ）ガスタービンコンバインドサイクル発電 （1）LCOの生産 （2）発電事情 （3）IPP新設による効果 5-2 燃焼基盤技術の確立による効果 5 5-3 他分野への波及効果 29.
(30) 30. 他分野への波及効果 １．希薄予蒸発予混合燃焼器（LPP）の応用例 航空機ジェットエンジンの開発 超音速航空機エンジンの開発. 予蒸発、予混合燃焼器を 備えた環境調和型 ジェットエンジン 予想図. ESPRプロジェクト LPP燃焼器 1/16モデル実験装置 低NOｘ燃焼技術の開発 （ESPR技術組合HP掲載の図 引用）.
(31) ２．小型噴霧バーナ燃焼技術の応用例 ＊ 民生用低 NOｘ（80ppm 以下）、 省エネバーナ開発への応用 1. 高温空気予熱型低ＮＯx 灯油燃焼器の研究開発 2. 油焚き高性能小型ボイラの研究開発 3. 分解軽油留分が燃焼できる暖房給湯機用低 NOｘバーナの開発. 31.
(32) ３．ススの生成抑制技術の応用例 (1) カーボンブラックの製造 【製法】 オイルファーネス法 重質油の還元燃焼（噴霧燃焼） （ex.クレオソート油：約 70 万 t/Y）. カーボンブラックの製造プロセス. 【形状】 10nm～500nm 単球タイプ、 アグリゲートタイプの 2 次構造 【効果】 粒子径、アグリゲート 構造の制御による 新商品開発 カーボンブラックの写真。 （２０万倍： 粒子径 約３０ｎｍ） （カーボンブラック便覧）. 32.
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