世界に貢献するわが国のＣＣＴ CCT；Clean Coal Technologies 平成２１年９月７日三菱重工業株式会社取締役会長佃和夫 1 ご説明資料の概要１．世界のｴﾈﾙｷﾞｰ需給と温暖化問題の概観２．わが国のｴﾈﾙｷﾞｰ多様化、高効率化そして環境対策３．わが国の将来に向けた温暖化対策４．石炭資源国とわが国のﾊﾟｰﾄﾅｰｼｯﾌﾟ 2 3E同時実現が国際社会の重要課題可採年数供給可能なｴﾈﾙｷﾞ-資源量ウラン天然ガス石油石炭 60年 42年 133年 85年（＊）（再生可能エネ） ∞ ＊：もんじゅ型高速増殖炉で、副生プルトニウムの利用により、ウラン利用効率を約３０倍に高められる。データ出所：BP統計2008，URANIUM2003 エネルギー安定供給 Energy Security 環境保全 Environment Protection 持続的経済発展 Economic Sustainable 3 Growth 世界のｴﾈﾙｷﾞｰ消費の実績と予測 [石油換算億トン] 新興国年 4 出典：WORLD ENERGY OUTLOOK 2OO7 世界のｴﾈﾙｷﾞｰ消費の実績と予測 [石油換算10億トン] 再生可能ｴﾈﾊﾞｲｵﾏｽ水力原子力ガス石油年 5 出典：WORLD ENERGY OUTLOOK 2OO7 ｱｼﾞｱのｴﾈﾙｷﾞｰ消費の実績と予測 [石油換算10億トン] （先進国を除き中国とインド含む） 7 再生可能ｴﾈﾊﾞｲｵﾏｽ水力原子力 6 5 ガス 4 石油 3 2 石炭 1 0 1990 2000 2010 2020 2030 年出典：WORLD ENERGY OUTLOOK 2OO7 6 各化石燃料のＣＩＦ価格の相対比較円／Ｍｃａｌ（CIF価格） 12 10 原油 8 6 ＬＮＧ 4 一般炭 2 0 2000 2001 2002 2003 2004 2005 7 2006 2007 2008 2009 2010 年財務省貿易統計より作成世界の人口・所得増加と共に、CO2排出量が増加 1970年からの倍率 3.2 ①世界の人口 3.0 １．６９ ②一人あたり ➂ｴﾈﾙｷﾞｰ使用量 ④ CO2排出量 ⑤CO２ × GDP × /GDP × /ｴﾈﾙｷﾞｰ使用量＝排出量１．７７× ０．６７ 2.8 ０．９４１．８８ 1970年の値を1とした場合の指数 2.6 所得（GDP）（①×②） 2.4 2.2 ⑤CO2排出量（１．８８倍）ｴﾈﾙｷﾞｰ使用量（ ①×②×③） 2.0 ②GDP/人口 (１．７７倍） 1.8 ①人口 (１．６９倍） 1.6 1.4 1.2 ④CO2排出量/ｴﾈﾙｷﾞｰ使用量(０．９４倍） 1.0 0.8 ③ｴﾈﾙｷﾞｰ使用量/GDP (０．６７倍） 0.6 0.4 1970 1980 1990 2000 8 2004年出典；IPCC第4次報告書より算出世界のCO2排出量の実績と見通し炭素換算億トン 350 CO2対策を講じない場合世界全体の排出量 300 317億ton 先進国 90億ton 250 200 新興国 200億ton ｸｰﾙｱｰｽ50の目標 150 （世界のCO2排出を、2050年に現在の半減） 100 50 0 1950 377ppm （2004年） 1975 2000 東欧＋旧ソ連 2025 2050 2075 2100年出典）IPCC資料 9 ご説明資料の概要１．世界のｴﾈﾙｷﾞｰ需給と温暖化問題の概観２．わが国のｴﾈﾙｷﾞｰ多様化、高効率化そして環境対策３．わが国の将来に向けた温暖化対策４．石炭資源国とわが国のﾊﾟｰﾄﾅｰｼｯﾌﾟ 10 わが国の一次エネルギー供給の推移 (PJ) 25,000 第２次石油危機原子力供 20,000 天然ガス給 15,000 量 10,000 石油 5,000 石炭 0 75 80 85 90 95 00 2004 (年度) 出典：総合エネルギー統計（平成16年度版) 資源エネルギー庁「2004(平成16)年度におけるエネルギー需給実績について」 11 わが国の発電電力量の推移億kWh 12000 その他石油 10000 8000 ガス 6000 石炭 4000 原子力 2000 0 水力 1973 1979 1985 1990 1995 2000 2005 2007 年度出典：電気事業連合会2008年資料「ｴﾈﾙｷﾞｰ供給における一般電気事業者の取組み」から抜粋 12 ｴﾈﾙｷﾞｰ確保と地球環境対策の統合的推進 2005年日本国内供給量単位10１３kcal（比率）化石エネルギー 450 （83.6%）（内訳）電力消費分※ 38% 非電力消費 62% •石炭，石油 • LNG，LPG •非在来化石燃料原子力エネルギーエネルギー変換化石燃料利用の低減高効率化 • ボイラ，IGCC，ガスタービン • 燃料電池，複合サイクル • 脱塵，脱硫，脱硝他 • CO2の深海貯留，地下貯留 • 製鉄、セメント製造、運輸（自動 • CO2の森林等への車）、民生（電気製品）他固定等エネルギー変換原子力利用拡大核エネルギー有効利用 • 高速増殖，核融合 • 核熱利用（高温ガス炉） • 信頼性，安全性向上 64 （11.9%） • 核燃料リサイクル再生可能エネルギー 24 （4.5%） • 太陽，風力，水力，地熱 • 波力，潮力，海水温度差 • バイオマス再生可能エネルギー利用拡大現在廃棄物削減，貯留，無害化電気，動力，熱，光他の利用 • 産業，民生，運輸，農林水産業他での利用 • 省エネルギー，排熱利用エネルギー変換 • 発電他将来 13 ※ エネルギー変換部門のロス及び統計誤差を含む各国石炭火力の発電端効率[LHV%] 熱効率%（発電端・LHV） 44 42 日本 40 38 米国 36 34 中国 32 30 インド 28 26 1990 1995 2000 2005 Source ：International comparison of fossil power efficiency ECOFYS 14 石炭火力発電からのCO2排出量（2004年） - 実績 vs 日本の商業中の最高効率適用ケース（ＢＰｹｰｽ）- 実績ＢＰｹｰｽ実績ＢＰｹｰｽ 15 実績ＢＰｹｰｽ実績ＢＰｹｰｽ「実績」データの出典： IEA “World Energy Outlook 2006” －最新鋭石炭火力ＵＳＣ－中国ハルビンボイラへのライセンス USC；Ultra Super Critical Steam Condition Harbin Boiler Co., Ltd. 鉄嶺(Tieling) (2008) (HBC) 600MWx2 営口(Yingkou) (2007) 26.2MPa, 605/603℃ 600MWx2 26.2MPa, 605/603℃ 泰州(Taizhou) (2007) 1,000MWx2 阚山(Kanshan) (2007) 26.2MPa, 605/603℃ 600MWx2 26.2MPa, 605/603℃ 蕪湖(Wuhu) (2008) 660MWx2 26.2MPa, 605/603℃ 玉環(Yuhuan) (2006) 1,000MWx4 27.5MPa, 605/603℃ 河源(Heyuan) (2008) 600MWx2 26.2MPa, 605/603℃ 合計 12,120MW 16 －最新鋭石炭火力ＵＳＣ－インド合弁企業へのライセンス供与 USC；Ultra Super Critical Steam Condition L&T-MHI Boilers Private Limited 設計事務所: デリー工場: ハジラ（ｸﾞﾞｼﾞｬﾗｰﾄ州）設立投資額株式比率工場容量工場稼動従業員数技術供与：：：：：：： 2007年4月18日約200M$ L&T社*51％、当社49％年産３GW 2010年3月最終計画約1,200名超臨界圧と超々臨界圧ボイラ設計製造技術 * L&T社： LARSEN & TOUBRO LIMITED 建設/ｴﾝｼﾞﾆｱﾘﾝｸﾞ大手 5 17 主要国の発電電力量あたりのSOXとNOXの排出量〔g/kWh〕出典：OECDEnvironmental Data Compendium2004, Energy Balances of OECDCountries 2002-2003, 日本のデータ：電気事業連合会調べ 18 三菱重工の世界における排煙脱硫設備の実績欧州 Europe 48 68件 CHEC (中国) STX (韓国) 日本 81件 CYEP (中国) SINOFINN (中国) MHI 米国 APCI (米国) 17件アジア 37件 ADVATECH (米国) 南米 1件 2008/4月石炭焚きボイラ油焚きボイラその他合計プラント販売ライセンス販売米国URS社との合弁会社 19 144件 43件 17件 204件三菱重工の世界における排煙脱硝設備の技術移転三菱脱硝装置のライセンシー米国 MPSA オランダ Danieli Corus 米国 Cormetech 中国 Harbin Boiler CHEC 脱硝用途国内海外石炭焚きボイラ４４４ガス・油焚きボイラ９１１５ガスタービン８３１６２その他１３１４９合計３４９２３０ 2006年 3月時点 20 石炭火力発電設備技術ロードマップ現実的なｽｹｼﾞｭｰﾙを三菱重工にて想定区分項目材料開発1990 USC (600℃級) 効率向上材料開発実缶実証 IGCC 2010 勿来実証機 250MW 実証欧米300MW級 IGCC燃料ガス（PreCombustion） 2020 2030 2040 700～1000MW(600-610℃) パイロット 200t/d PDU 2t/d 商用 500～650MW 商用欧米 600MW級材料開発実缶実証実証機商用 600～1,000MW A-USC（700℃級) CO2 回収 2000 材料開発実缶実証独化学用商用(2,700) 実証（国内) FEED 石炭ボイラ排ガス（PostCombustion）商用実証機独 500MW 実証（豪など) 商用 700MW (10,000) パイロット(10) 実缶実証商用 (3,000～5,000) パイロット豪 30MW (75) Oxy fuel (酸素燃焼) 実証カナダ 180MW 商用独 300MW (6,000) 基礎研究実証商用実線は海外の技術動向を示す ( )内は、CO2回収・隔離量 ton-CO2/日 FEED：Front End Engineering Design 21 石炭ガス化複合発電の概要石炭ガス化発電（IGCC）石炭をガス化し、そのガスをガスタービンに供給して発電を行い、廃気から熱を回収し、蒸気タービンでも発電を行うもの。石炭酸化剤石炭ｶﾞｽ化炉ｶﾞｽ精製設備ｶﾞｽﾀｰﾋﾞﾝ廃熱回収ﾎﾞｲﾗ排ガス蒸気ﾀｰﾋﾞﾝ固体酸化物形燃料電池複合発電（IGFC）石炭をガス化し、そのガスを燃料電池に供給して直接発電を行うと同時に、ガスタービンにも供給して発電を行い、更にその排気の熱回収をして蒸気タービン発電を行うもの。石炭酸化剤石炭ｶﾞｽ化炉ｶﾞｽ精製設備燃料電池ｶﾞｽﾀｰﾋﾞﾝ廃熱回収ﾎﾞｲﾗ蒸気ﾀｰﾋﾞﾝ 22 排ガスクリーンコール技術による効率の飛躍的向上 (LHV %) 75 70 65 発電端効率 60 55 ③ ＩＧＦＣ超高温ｶﾞｽﾀｰﾋﾞﾝ (1,700℃) ①ＵＳＣ／A-USC NGCC (天然ガス) 1,700℃級GT ② IGCC J型GT 50 IGCCはＧＴ高温化により効率アップ可能 ① USC ② IGCC（石炭ガス化） ①A- USC ③ IGFC 45 (IGCC+SOFCﾊｲﾌﾞﾘｯﾄﾞｻｲｸﾙ) 40 1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020年 23 SOFC: Solid Oxide Fuel Cell IGCC商用機への取組み石炭ガス化複合発電（IGCC）技術は、実証段階を終えて、次期商用機を計画中。石炭処理量( t/日 ) 5000 2倍設計・建設 1000 500 設計・建設 (クリーンコールパワー研究所) 8.5倍運転 100 50 ｽｹｰﾙｱｯﾌﾟ 100倍 10 5 1 1980 1985 (電中研横須賀) 1990 1995 石炭火力としてIGCC普及促進の理由 ●高い効率。更に効率アップする将来性。 ●環境にやさしいクリーンな石炭火力 ●CO2回収/CCSとの親和性 IGCC普及のプロセス ●信頼性は実証機で確認 ●普及には商用機初号機建設の後に大量生産で経済性達成の目論み 2t/日 Process Development Unit 運転運転 1700t/日(250MW)実証機 200t/日ﾊﾟｲﾛｯﾄﾌﾟﾗﾝﾄ (常磐共火(株) 勿来P/S) 500-650MW級商用機実現 2000 2005 24 2010 2015 IGCC商用プラント主要仕様廃熱回収ボイラガス化炉ガス精製 140 環境にやさしい石炭火力 120 仕様瀝青炭相対比項目最新超臨界圧微粉炭火力(600℃級)=100% 100 プラント出力（発電端） 500～650 MW % ガスタービン M701G2 ×1 (1 on 1) 石炭送電端プラント効率(LHV) 85-90% 80 70% 75% 60 40% 40 20 0 48% CO2 灰容積排出量 25 温排水プラント敷地面積 IGFC（ IGCC +SOFC）鳥瞰図出力：700ＭＷ 26 CO2回収・貯留技術（ＣＣＳ） CCS：Carbon-dioxide Capture and Storage 化石燃料 CO2輸送 CO2分離・回収設備 CO2発生源 (火力発電所) 高効率 IGCCプラント海洋と地中アルジェリア CCSプラントに納入した高圧CO2圧縮機 CO2回収プラント CO2の貯留方法海洋隔離 CO2隔離 (パイプライン等) 地中貯留固定式（パイプライン） EOR EGR 移動式廃油田・ガス田溶解希釈溶解希釈深海底貯留帯水層（海域） 27 帯水層（陸域）油・ガス生産注入CO2 貯留CO2 出典： Carbon dioxide Capture and Storage, IPCC Special Report 2005.09 石炭火力発電に適用される主なCO2回収技術 IGCC燃料ガスCO →CO2変換回収 Pre Combustion ガス化炉加圧 CO230～60% CO+H2O→CO2+H2 ガス精製 CO 変換空気 CO2 回収石炭 CO2 空気 IGCC 常圧ボイラ排ガス CO2回収 Post Combustion 化学吸収法空気ボイラ CO2 回収 EP 脱硫石炭ボイラ空気分離装置酸素燃焼 CO2循環 OxyｰFuel Combustion CO2 CO2 冷却酸素ボイラ EP 脱硫石炭 H2O 28 CO2 化学吸収法によるCO2分離回収装置二酸化炭素排ガス出口冷却水吸収塔再生塔冷却水冷却塔冷却水冷却水排ガス入口蒸気リボイラー実用化例；尿素増産用 160t/日 CO2回収プラントプロセスフロー 29 ご説明資料の概要１．世界のｴﾈﾙｷﾞｰ需給と温暖化問題の概観２．わが国のｴﾈﾙｷﾞｰ多様化、高効率化そして環境対策３．わが国の将来に向けた温暖化対策４．石炭資源国とわが国のﾊﾟｰﾄﾅｰｼｯﾌﾟ 30 クールアース５０推進構想将来見通し（現状放置）全世界の CO2排出量 “ポスト京都フレームワーク” “イノベーション” ・今後１０年～２０年で地球全体の温室効果ガスをピークアウトへ・革新的技術の開発・低炭素社会への転換 “クールアース５０” 世界全体の排出量を２０５０年までに半減 “国際環境協力” ・省エネ取組の国際展開・新たな資金メカニズム（クールアースパートナーシップ）現在 2020 2030 31 2040 2050年 2020年の中期目標に関するわが国政府の考え方（2009年6月、麻生総理発表） ○ 三つの基本原則；・主要排出国の全員参加；ﾎﾟｽﾄ京都議定書では、米国や中国等の参加は当然。・環境と経済の両立；裏打ちのある実行可能なものでなければならない。・目標の実現；日本の長期目標（2050年までに60％～80％の削減）につなげていく。 ○ 中期目標（２０２０年目標）・世界をリードする目標「2005年比15％削減」を目標とすることを決断した。日本の目標は、省エネ等で自ら削減する、言わば真水の目標である。・新興国への技術移転；新たな枠組みに責任を共有して、技術支援を実施。 ○ 実現のためのアプローチ・低炭素革命により、新たな市場と雇用を生みだしていく。・再生可能ｴﾈﾙｷﾞｰの大幅に導入する。（太陽光発電を20倍に、新車の２台に１台はハイブリッド車などのエコカーにする） ○ 国民の負担；・これは資源やｴﾈﾙｷﾞｰのほとんどを海外に依存する日本自身のためにもなる。 32 統合予測ｼﾐｭﾚｰｼｮﾝﾓﾃﾞﾙによる検討の必要性社会全体のエネルギーコスト資源選択一次ｴﾈﾙｷﾞｰ資源ｴﾈﾙｷﾞｰ消費選択ｴﾈﾙｷﾞｰ転換技術選択ｴﾈﾙｷﾞｰ社会のｴﾈﾙｷﾞｰの流れ経済活動（生産・消費）供給工場交通・物流オフィス・商業発電家庭ガス製造石油精製価格変化ＣＯ２制約ＣＯ２制約技術革新 33 技術革新ｴﾈﾙｷﾞｰﾓﾃﾞﾙの概要想定される需要【入力】用途別・産業別ｴﾈﾙｷﾞｰ・ｻｰﾋﾞｽ需要【出力】最適化されたｴﾈﾙｷﾞｰポイント：適切な需要の予測想定されるエネルギー利用技術【入力】基本ｴﾈﾙｷﾞｰｼｽﾃﾑの構造、技術ｼｽﾃﾑの姿（≒ﾋﾞｼﾞｮﾝ）ＭＲＩ・ＭＨＩｴﾈﾙｷﾞｰモデルポイント： ①適切な技術革新を選択として準備、 ②社会の変化を反映した適切な技術・技術の構成一次ｴﾈﾙｷﾞｰ種別電源構成等・輸入エネルギー量・CO2排出量・エネルギーコスト選択ﾙｰﾙを準備＜目的関数＞エネルギーシステムコスト最小化ＣＯ２削減目標、インセンティブ等【入力】制約条件 34 CO2削減の設定両者を比較 ○コスト最小ケース ○CO2 60％削減設定ケース全体のｴﾈﾙｷﾞｰｺｽﾄを最小化し、 CO2 排出量は成行きとする場合 CO2 60％削減を達成するようにｴﾈﾙｷﾞｰｼｽﾃﾑを導入する場合 ■ コスト構成コスト＝燃料コスト＋設備コスト ■ シミュレーションの主な前提条件及びシミュレーション結果当日、ｼﾐｭﾚｰｼｮﾝ結果例をご紹介します。 35 ご説明資料の概要１．世界のｴﾈﾙｷﾞｰ需給と温暖化問題の概観２．わが国のｴﾈﾙｷﾞｰ多様化、高効率化そして環境対策３．わが国の将来に向けた温暖化対策４．石炭資源国とわが国のﾊﾟｰﾄﾅｰｼｯﾌﾟ 36 我が国の石炭輸入相手国石炭輸入合計；１億７９１５万ｔ一般炭輸入合計；９３５４万ｔ出所：財務省貿易統計（2006年度） 37 豪州における「IGCC+CCS」の取組み（Zero Gen）当社は、豪州Zero Gen社よりCO2回収を備えたIGCC設備の FSを受注（2009年6月）。・IGCC発電出力は530MW規模（2015年運転開始を目標）。・Zero Gen社が石炭供給、CO2貯留などを担当。 IGCC+CO2回収 CO2輸送 CO2貯留 GTCC発電石炭 COｼﾌﾄｶﾞｽ化炉ｶﾞｽ精製 CO2回収（空気吹き） CO2ｺﾝﾌﾟﾚｯｻ帯水層（海域） 38 帯水層（陸域）石油代替燃料の製造既存石油製品既存の石油製品製造原油炭化水素ガス精製ガソリン灯油石油・ＬＰＧ代替燃料の製造天然ｶﾞｽ合成＆石炭ガス化石油代替低公害燃料精製ｶﾞｿﾘﾝｴﾝｼﾞﾝ軽油重油改質輸送用ﾃﾞｨｰｾﾞﾙｴﾝｼﾞﾝ業務用・家庭用ＧＴＬ/ＣＴＬ DME 電力用メタノール油焚き火力発電その他 39 ガス焚き火力発電アジア・豪州地域との共同による3E推進日本の技術支援、石炭関連事業参画日本での石炭有効活用、先行技術開発日本のＣＣＴ一般炭、原料炭採炭、輸送、貯蔵技術高効率石炭火力発電技術環境対策技術（排煙・灰処理、ＣＣＳ等）石炭ｶﾞｽ化精製・燃料合成合成液体燃料（運輸、発電、民生利用） 40 41