JPEC レポート 2015 年度第１回平成 27 年 4 月 16 日中国で再燃するメタノール・ガソリン（MTG）生産 2015 年 3 月、中石化煉化工程集団有 1.中国のエネルギー生産と需給限公司(SEG)は、石炭を原料としたメタ 1-1.中国の原油と石炭生産ノールから合成ガソリンを製造する 1-2.石油の対外依存度拡大 MTG(Methanol-to-Gasoline）に関する 2.MTG プロジェクト自社独自プロセスを開発し、MTG 商業 2-1.中国が進める石炭由来の液体燃料生産プラントを建設した実績を持つ 2-2.ExxonMobil の MTG プロセス ExxonMobil Research and Engineering 2-3.中国国産 MTG プロセス開発（EMRE）と共同開発契約に合意した。 2-4.その他主要 MTG 計画すでに中国では、2009 年に山西省の参考.メタノールからの芳香族炭化水素製造山西晋城無煙煤砿業集団公司が ExxonMobil のプロセスを使用して年産 10 万トンの MTG プラントを建設し、これを同 100 万トン規模に引き上げることを決定している。 2014 年 5 月には雲南先鋒化工公司が、中国科学院山西石炭化学研究所 (ICC-CAS) や賽鼎工程有限公司（SEDIN）と共同で開発したプロセスを使用して MTG プラントを建設した。成都天成碳一化工有限公司も自社プロセスを開発して 2014 年から生産を開始している。このほか、中国では多くの MTG プロジェクトが計画されている。もともと MTG 技術はメタノールから芳香族炭化水素を生産（MTA：Methanol-to-Aromatics）するために研究されていたものであり、すでに中国では MTA 方式による商業プラントが建設され、また多くの計画も進められている。（P11 参照）中国では昨今石炭燃焼による大気汚染が深刻化している。そこで環境対策の一環として、石炭由来オレフィンや合成天然ガスの生産計画が相次いで打ち出されており、その中で石炭液化および MTG プロジェクトも復活した。今回は世界最大の石炭生産･消費国であり、世界第 2 位の石油消費国でもある中国の MTG プロジェクトを紹介する。 1.中国のエネルギー生産と需給 1-1.中国の原油と石炭生産中国の 1 次エネルギー生産は、原油も微増しているが、主力の石炭が 2000 年以降に大きく伸びている。原油生産は、緩やかながら拡大基調にあり、1990 年代に年産 1.6 億トン台に乗り、2004 年に 1.7 億トン、2005 年に 1.8 億トン、2008 年に 1.9 億トン、2010 年で 2 億トンを突破 1 JPEC レポートした。さらに 2014 年は、2.1 億トンまで増加した（2014 年は国土資源部発表資料）。これは、アジア最大であるのはもちろん、サウジ以外の中東産油国やアフリカ産油国を遙かに上回る量である。ただ、大慶や勝利など大型油田の生産量がピークを過ぎて下降に向かっており、西部内陸地区および海洋油田の増産はあるが、その増産余力は少なくなっており、近くピークアウトするものとみられる。石炭は 2000 年以降に生産が急増しており、2000 年の石油換算 6.9 億 toe（13.8 億トン）から 2013 年には 18.4 億 toe（36.8 億トン）に達した。これは、全世界の 47.4％という巨大な生産量である（図 1 参照）。また、四川省を中心に生産されていた天然ガスは、2000 年まで 0.1～0.2 億 toe 程度であったが、その後は輸送網の拡充もあって急増し、2013 年には 1 億 toe を突破するまで拡大している。このほか、水力などの再生可能エネルギーも増加してはいるが、１次エネルギー生産量全体の中では石炭が圧倒的である。図 1.中国の原油と石炭生産量の推移 1-2.石油の対外依存度拡大中国は 1970 年代から原油輸出国となっていたが、1990 年代に入って急速な経済発展に伴う国内石油需要の増加で、原油・石油製品とも輸入量が拡大した。1992 年に石油製品の輸入量が輸出量を上回り、1993 年に石油全体として純輸入国に転じた（図 2 参照）。その後、1996 年に原油も純輸入国に転じた。2013 年に 2.8 億トンの原油と 0.4 万トンの石油製品を輸入し、輸出を差し引き、原油・石油製品合計で 2.9 億トンの純輸入量を記録した。 2014 年の純輸入量は、3.1 億トンとさらに拡大している。 2 JPEC レポート図 2.中国の石油（原油・石油製品）輸出入量推移こうした原油生産量の頭打ちと輸入量拡大で、対外依存度は 2009 年に初めて警戒ラインの 50%を超えた。対外依存度はその後も上昇し、現在では 60％域に達している（図 3 参照）。今後は同国の経済成長の鈍化に伴い、石油需要もかつてのような急増はないとみられている。しかし、2014 年まで年産 4,000 万トンの生産量を維持してきた大慶油田は、2015 年から徐々に減産し、次期 5 カ年計画最終年の 2020 年には生産量を同 3,200 万トンとする方針を固めた。同油田では、含水率がすでに 93～94vol%に達しており、現状の生産を継続した場合、早期に経済性を喪失するとされる 98vol%に近づくことになるため、今後 6 年で同 800 万トンの減産を決めたものとみられる。このため、これまでかろうじて増産を維持してきた国内原油生産量が、いよいよ減少に転じる可能性がでている。これにより、同国の需要拡大が鈍化したとしても、石油の対外依存度は今後も上昇するものとみられる。図 3.中国の石油対外依存度の推移 3 JPEC レポート 2. MTG プロジェクト 2-1.中国が進める石炭由来の液体燃料生産中国は 1980 年代から石炭液化に取り組み、1990 年代後半には黒龍江省依蘭県で日本の新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）に、雲南省先鋒でドイツに、陝西省および内モンゴル自治区神華で米国に CTL(Coal to Liquid)プラントの立地可能性調査を委託し実験事業を実施した。その後天津の実証プラント建設などを経て、神華集団が内モンゴル自治区で石炭直接液化の商業プラントを建設した。さらに、石炭間接液化についても、 Sasol(南アフリカ)の提案を蹴って、中国科学院山西石炭化学研究所､伊泰集団、神華集団、潞安集団、徐州鉱務集団が共同で設立した中科合成油技術有限公司（Synfuels China）が中国独自技術による実用化に成功した。これにより中国は、石炭直接液化と石炭間接液化の両プロセスにおいて商業化を実現した世界唯一の国となった。中国は、こうした石炭直接液化/間接液化の研究開発と並行して、ExxonMobil プロセスの導入など石炭由来メタノールからガソリンを生産する MTG プロセスの研究も続けてきた。 MTG 商業プラント建設により、中国は石炭からの液体燃料（石油製品）生産において、３方式の実用化に成功し、国内プロジェクトはもとより、エンジニアリング事業の海外進出にあたっても技術力を保有した国となった（図 4 参照）。図 4.石炭からの液体燃料製造フロー中国は、こうした合成石油製品製造に留まらず、石炭合成ガスを経てメタノールからのオレフィン製造（MTO：Methanol-to-Olefins）、プロピレン製造（MTP：Methanol-to-Propylene）および芳香族炭化水素製造（MTA：Methanol-to-Aromatics）する商業プラントも建設した。また、石炭合成ガスからシュウ酸ジメチル（DMO）を製造し、DMO を還元してモノエチレングリコール（MEG）製造するなど、石炭を原料とする石油化学製品の生産する商業プラントを建設した。なお、MTO は UOP(USA)、MTP は Lurgi(独)、MEG は宇部興産からプロセスを導 4 JPEC レポート入しているが、いずれも並行して国産技術の開発にも成功しており、この分野においても商業化を進めている（図 5 参照）。さらに 2012 年以降、PM2.5 による大気汚染で健康被害が深刻化するなか、石炭燃焼に比べ環境負荷の低い天然ガス需要が増加し、合成天然ガス（SNG）プロジェクトも計画が続出するようになった。すでに内モンゴル自治区、新疆ウイグル自治区および遼寧省ではプラントが完成したのに続いて、Johnson Matthey（英）や Haldor Topsoe（デンマーク）のプロセスを導入し、世界的にも例のない数の SNG 計画が打ち出されている。図 5.中国が進める石炭から石油製品/石油化学製品への製造フロー 2-2.ExxonMobil の MTG プロセス MTG プロセスの実用化は、Mobil（現 ExxonMobil）によって達成され、中国でも同社のプロセスによりプラントが建設されている。本プロセスは、ZSM-5 ゼオライト触媒を使用してメタノールをガソリン成分 rich な液体燃料に転換するプロセスである。もともとMobilは1960年代にメタノールからの芳香族炭化水素生産の研究を進めていたが、1970 年代に入って触媒にゼオライト･モレキュラシーブを使用する MTG プロセスの開発に移行したといわれる。ちなみに中国では、メタノールからの芳香族炭化水素製造に向けても技術開発が振興され、清華大学、中国科学院山西煤炭化学研究所、上海石油化工研究院、北京化工大学などが開発を進めており、商業プラントが建設されている（P11 参照）。 5 JPEC レポート Mobil は、天然ガスからメタノールを経てガソリンを製造する GTG (Gas to Gasoline）プロジェクトとして、1986 年にニュージーランドで世界初の商業プラントを建設した（図 6 参照）。同国は、1 次エネルギーの過半を液体燃料の輸入で賄っていたが、オイルショックにより海外支払金額が急増したため、国産天然ガスを利用して液体燃料の自給率アップを計画した。1979 年に同国の Liquid Fuel Trust Board は、実用化のメドが立っていた ExxonMobil の MTG プロセス採用を政府に勧告し、同国北島の西岸、Motunui に年産 57 万トンのプラント建設を行い、1986 年 3 月から商業運転を開始した。なお MTG プロセスにおいては、当初固定床方式および流動床方式の両方式のパイロットプラントが運転されていたが、規模拡大が容易とされる固定床方式が最終採用された。図 6.ExxonMobil の MTG プロセス 1）晋城無煙煤砿業集団の計画中国初の MTG プラントは、2009 年 6 月から山西晋城無煙煤砿業集団公司（山西省国有資産監督管理委員会が 60％強の株式を保有する国有企業）が、ExxonMobil の MTG プロセスを使用した年産 10 万トンの実証プラントを建設し運転している。同実証プラントは、石炭ガス化プラント・メタノールプラントを含んでおり、EPC 事業は Uhde(独)が担当した。同集団は、年産 1,000 万トンの炭鉱開発を進めており、石炭を原料とする 400MW×2 基の石炭ガス化複合発電所（IGCC）、同 360 万トンのメタノールプラント、同 200 万トンのクリーン燃料プラント、同 164 万トンのファインケミカル品プラント、アンモニア/尿素プラントなどから構成される。これらのプラントは、山西省晋城市の石炭・電力・石油・化学・輸送循環経済工業基地に建設される。その第 1 期計画として、2011 年から同 100 万トンの MTG プラント建設に着手している。前段の石炭ガス化には Uhde の PRENFLO プロセスが採用される。主要原料には、晋城鉱区から産出される安価な三高炭（硫黄分･灰分･灰溶融点の高い低品位炭）を使用してメタノールを生産する。これを MTG プラントで処理することによりガソリンおよび少量の LPG を生産するほか、副産品としてテトラメチルベンゼンも生産する。 6 JPEC レポート ExxonMobilのMTGプロセスは、他の石炭液化プロセスと比較して、ガソリンの得率が87％以上と高く、生産したガソリンのオクタン価（RON）が 92 であるため、ほぼこのままでレギュラーガソリンとして使用でき、生産効率・コスト面で優れている。同集団としては、他の石炭液化プロセスに比べて精製設備の必要性が少ない点を評価してExxonMobil のMTG プロセスを採用したものとみられる。 2）Sinopec との流動床 MTG 技術開発 2015 年 3 月 ExxonMobil Research and Engineering（EMRE）と Sinopec 傘下の EPC 業者である中石化煉化工程集団有限公司(SEG)は、流動床方式の MTG 技術を発展させるための共同開発契約（CDA）に合意した。両社は、CDA に基づき MTG 技術を商業化するため、MTG および流動床技術分野において双方の専門技術および経験を活用し、全世界での技術ライセンスを行使する目的で技術開発を進めている。現在両社は、河南省洛陽市の SEG の研究施設（旧 Sinopec 洛陽石油化工工程公司）内でテストプラントの建設を行っている。 MTG プロセスにおいては、反応熱の除去が課題とされてきた。流動床方式を採用すれば熱移動が高速になるため等温的な反応が可能になり、高い反応効率を得ることが出来る。これに対して固定床方式を採用した場合は、規模拡大が容易だが反応効率は劣るという利点・欠点がある。詳細は公表されていないが、ExxonMobil と Sinopec は、反応効率に優れ、87％以上のガソリン得率があり、かつより高いオクタン価の製品が得られる流動床方式の商業化を目指しているものとみられる。 2-3.中国国産 MTG プロセス開発中国における MTG プラントのもう一方の方針として国産プロセスによる開発があげられる。まず雲南省の雲南先鋒化工有限公司が、中国科学院山西石炭化学研究所 (ICC-CAS) および中国化学工程集団賽鼎工程有限公司（SEDIN）と共同で開発したプロセスである。2 点目は成都天成碳一化工有限公司が開発したプロセスである。 1）ICC-CAS/SEDIN の動向雲南先鋒化工有限公司が ICC-CAS/SEDIN と共同開発した MTG プロセスは、固定床一段法プロセスで、触媒も ICC が開発、ガソリンのほか各種石油製品とフェノールなどの石化製品を生産できる。同公司は、2007 年末から年産 3,500 トンのテストプラントを稼働し、2009 年 7 月から同 20 万トンの商業プラント建設を開始し、さらに 2014 年 5 月より合成ガソリンなどの生産を開始した。先鋒炭鉱で生産される褐炭の高度利用を目的とする先鋒褐炭クリーン化利用試験モデルプロジェクトの一環で、年産 50 万トンの石炭由来メタノールプラントとともに雲南省昆明市尋甸県金所工業園区に建設された。同 20 万トンのガソリン、同 7.8 万トンの軽油、同 1.3 万トンのテトラメチルベンゼン、さらに LPG、フェノール、クレゾールなど各種石油製品と石化製品を合計同 47 万トン生産できる。なおガソリンは、オクタン価(RON)93 の 7 JPEC レポート硫黄分やベンゼン含有の少ないクリーンな高品質ガソリンが生産できている。さらに、軽油も硫黄分が少なくなった製品が生産できている。なお同公司は、2009 年 7 月に先鋒炭の高度利用を目的に雲南解化清潔能源開発有限公司と雲南省工業投資有限公司が共同設立した。 2）成都天成碳一化工有限公司の動向四川省の成都天成碳一化工有限公司は、1980 年代から MTG プロセスの研究を開始した。同公司は、高活性・高選択性触媒を開発し独自技術を確立した。2014 年 5 月から年産 6 万トンのモデルプラントを操業している。ガソリンの得率は 85％以上で、少量の LPG とわずかなドライガスが副生する。生産したガソリンのオクタン価(RON)93 で、そのまま自動車用燃料として使用できる。 2-4.その他主要 MTG 計画晋煤集団、雲南先鋒化工有限公司、成都天成碳一化工有限公司のほか、ここ数年で多くの MTG プロジェクトが発表されている（図 7、表 1 参照）。図 7.主要 MTG プラントの立地 8 JPEC レポート表 1.稼働中および建設/計画中の主要 MTG プラント新疆新業能源化工公司は、新疆ウイグル自治区五家渠市に年産 10 万トンのプラントを建設し、2013 年 10 月に生産を開始した。賽鼎工程有限公司（SEDIN）が自社の一段法プロセス使用し EPC 業務を担当した。なお、同公司は新疆ウイグル自治区政府の新業国有資産経営有限責任公司が 2009 年 11 月に設立した国有企業である。甕福(集団)有限責任公司は、貴州省福泉市の貴州天福化工公司に年産 1 万トンのガソリン（オクタン価 RON 93）を生産するテストプラントを建設した。将来大型プラント建設を計画している。 2013年7月に中国慶華能源集団有限公司（China Kingho）は、内モンゴル自治区フフホト市との間で世界最大の石炭由来合成ガソリンやオレフィン製造プラント建設に関する協定に調印した。本協定によると同集団は、フフホト市のトグト工業地区で年産3,500万トンの低品位炭改質設備を元に、石炭由来メタノールから同1,000万トン規模のMTGプラント、同500 万トンのメタノール-オレフィン製造（MTO）プラントなどの新石炭化学プロジェクトを進めるとともに、同300万トンのコールタール水素化深度処理設備や火力発電所（100MW×4基）を建設する。全面的な完成は、2020年を予定している。投資金額や各プラントに採用する技 9 JPEC レポート術ライセンスなどの詳細は明らかにされていないが、数百億元規模の巨大プロジェクトで、各プラントが完成すれば世界最大の新石炭エネルギー化学基地となる。なお、同集団は1996年に設立され、石炭の開発・生産やコークス生産・石炭化学など石炭産業をコア事業とする民間企業である。嘉興浙能石油新能源公司は、江蘇省嘉興市に SEDIN 固定床一段法プロセスにより年産 10 万トンの MTG プラント建設を進めている。なお同公司は、浙江浙能石油新能源公司の子会社である。河北豊匯投資集団公司は、内モンゴル自治区豊鎮市に年産 30 万トンの MTG プラント建設を計画しており、2013 年 9 月に着工した。2016 年に完成予定で、石炭由来メタノールプラントも建設する。鶴崗龍嘉煤化工公司は、黒龍江省鶴崗市循環経済区に年産 15 万トンの MTG プラント建設を計画している。同プラントは、2015 年に完成する予定。なおメタノールは、コークス炉ガス（COG）から合成する。山西福裕煤化公司(山西聯盛能源集団の全額子会社)は、山西省呂梁市の尚家峪工業園区に年産 20 万トンの MTG プラントを建設する。本プラントも 2015 年に完成する予定。山西省柳林県森沢煤鋁有限責任公司は、山西省柳林県に石炭ではなく炭層メタンガス（CBM）からの年産 30 万トンのメタノールプラントを経て同 12 万トンの MTG プラント建設を計画している。香港中華煤気公司（Towngas）は、山西省運城市の新絳県新絳煤化園区に年産 70 万トンの MTG プラント建設を計画している。このほか、内モンゴル自治区ウシン旗蘇里格経済開発区や陝西省咸陽市彬県能源化工園区管理委員会、陝西省神木県発展改革局などの各産炭地が MTG プロジェクトの誘致を進めている。 10 JPEC レポート参考.メタノールからの芳香族炭化水素製造中国華電集団公司(陝西省楡林市)は、華電煤業楡林煤化工基地で、華電集団と清華大学が共同開発した流動床メタノール・芳香族炭化水素製造（FMTA）プラントが 2012 年 1 月に完成し、2013 年 1 月の試運転を経て、同年 3 月に中国石油･化学工業聯合会の専門家の審査を通過した。これにより中国の MTA プロセスは商業化の段階に入ったとみられる。前述したように、MTA プロセスは、1960 年代に Mobil が開発したメタノール･芳香族炭化水素化技術の研究に始まるが、Mobil は MTA 技術の商業化へと進むことはなかった。中国の石炭化学生産プロセスの多くは海外からのライセンスによるものが多いが、この中で、中国が国を挙げて開発を進めているのが MTA プロセスである。中国では、清華大学や中国科学院山西煤炭化学研究所、上海石油化工研究院、北京化工大学が MTA プロセスの開発を進めている。表 2.中国の主要 MTA プロジェクト 11 JPEC レポート＜参考資料＞中国科学院山西石炭化学研究所 http://www.sxicc.cas.cn/ 賽鼎工程有限公司 http://www.sedin.com.cn/ 成都天成碳一化工有限公司 http://www.cdtcc.cn/ EMRE「Methanol to Gasoline (MTG) Production of Clean Gasoline from Coal」 http://www.exxonmobil.com/Apps/RefiningTechnologies/files/sellsheet_09_mtg_broch ure.pdf EMRE 「METHANOL TO GASOLINE (MTG) TECHNOLOGY」 http://www.exxonmobil.com/Apps/RefiningTechnologies/files/2014.1205.GTL.NA.pdf 中国の石油産業と石油化学工業 2014 年版(東西貿易通信社) East & West Report 各号(東西貿易通信社) 以上本資料は、一般財団法人石油エネルギー技術センターの情報探査で得られた情報を、整理、分析したものです。無断転載、複製を禁止します。本資料に関するお問い合わせは[email protected] までお願いします。 Copyright 2015 Japan Petroleum Energy Center all rights reserved 次回の JPEC レポート（2015 年度第 2 回）は「世界のタンカー輸送のチョークポイント」を予定しています。 12