バイオマスガス化ジェット燃料合成への取り組み 2015年7月8日 ガス化炉型式の特徴比較 ガス化 方式 固定床 流動床 アップドラフト BFB/CFB 噴流床 MHI 炭化炉＋噴流床 代表 型式 ガス化域 ﾊﾞｲｵﾏｽ （水蒸気搬送） 燃焼域 ガス化剤 ﾊﾞｲｵﾏ ｽ種 木質系 草本系困難 （ｸﾘﾝｶ形成） △ 木質系 草本系混合可能 ○ 木質系 草本系混合可能 ○ 木質系 草本系はペレット化必要 性状変動幅の管理必要 △ 供給 粒子径 微粉砕不要 （～50mm） ○ 微粉砕不要 （～50mm） ○ 微粉砕必要 （数mm） △ 微粉砕不要 粒子径管理必要 ○ 400℃～1100℃ （温度調整困難） － 850℃程度 流動媒体溶融回避の為、 高温化に制約有 － 燃焼域：1200℃ ガス化域：900～1000℃ － ＞1200℃ － ガス 性状 （ﾀｰﾙ） 発電向け（空気吹き） 最もタール多い △ 発電向け（空気吹き）が多い タール高め（触媒分解適用） △ 高温ガス化で低タール濃度 タールによる運転阻害回避 ◎ 低タール濃度 ※ただし、炭化炉出口は タール高濃度 ◎ 大容 量化 大容量化には不向き （～100t/日） △ 容易 ○ 容易 ○ 炭化炉容量は制限有 △ 圧力 常圧 ○ 常圧 ○ 常圧 ○ 加圧 （供給ﾄﾗﾌﾞﾙ対処困難） △ 運転 温度 © 2014 MITSUBISHI HITACHI POWER SYSTEMS, LTD. All Rights Reserved. 1 MHI/MHPSの酸素吹き噴流床バイオマスガス化の特徴 1) シンプルなシステム • バイオマスのハンドリングも考慮し常圧（大気圧＋α）動作とし各部構造の 複雑化回避 2) 自己再循環型粒子流動で大粒径バイオマス対応 • 大粒径のバイオマス ： 断面積が小さく上向き流速が早いガス化炉下部で浮遊し循環することで完全に ガス化。 • 小粒径のバイオマス： 断面積が大きく上向き流速が遅いガス化炉上部で浮遊しガス化。 3) タール成分が少ない • ガス化炉内の高温部分でタールが分解される。 4) 安定したガス化合成ガス性状 • バイオマス粒子が炉内で循環することで安定した合成ガス性状が得られる。 5) 大容量化容易 • 100t/d～数千t/d バイオマス © 2015 MITSUBISHI HITACHI POWER SYSTEMS, LTD. All Rights Reserved. 2 バイオマスガス化技術の開発経緯 年度 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2016 2021 ~2015 ~2020 ~2030 240kg/日試験設備 農林 設計・製作 運転 水産省 試運転 研究 （農林1 号 小容量ガスエンジ 240kg/ ンとの連携運転 日試験） 乾燥・前処理ｼｽﾃﾑ検証 三菱重工総合研究所長崎地区設置 ガス化特性 2T/日実証プラント ＦＳ 設計・製作・建設・試運転運転 スケールアップ則 要素技術開発 NEDO 研究 ﾁｬｰﾘｻｲｸﾙ ガス精製 革新的噴流床ガス化 とAnti-ASF型FT合成 戦略的次世代バイオマスエネルギー 利用技術開発事業（次世代技術開発） 10～20T/日規模実証プラント 農林ﾊﾞｲｵﾏｽ1号 （240kg/日試 （小規模実用機） 験装置）を使用した研究 2t/日実証ﾌﾟﾗﾝﾄを使用した研究 © 2015 MITSUBISHI HITACHI POWER SYSTEMS, LTD. All Rights Reserved. BTL本格増産への移行 1 実施内容 ガス化工程 原料 バイオマス ④バイオジェット燃料製造シス テムのシステム適正化検討 ①革新的噴流床バイオマスガス 製造技術開発 バイオマス 前処理 ガス化ガス バイオマス ガス化 ガス冷却＋精製 （灰分、タール除去） ガス精製 （炭酸ガス除去） ③バイオジェット燃料合成触媒の開発 オフガス ②実ガスによるバイオジェット燃料 合成の実証 ジェット 燃料 FT合成油 ＦＴ合成 ガス分離 灯油 蒸留 FT合成工程 軽油 水素化分解 ワックス © 2015 MITSUBISHI HITACHI POWER SYSTEMS, LTD. All Rights Reserved. 4 研究開発体制 NEDO 委託 【共同法人】 三菱重工業株式会社 ガス化炉開発・製造 【代表法人】 三菱日立パワーシステムズ株式会社 ガス化炉開発・製造 再委託 【共同法人】(国)産業技術総合研究所 ガス化プロセス高度化 【共同法人】 国立大学法人 富山大学 新型触媒開発 再委託 【共同法人】JX日鉱日石エネルギー㈱ 合成油評価 © 2015 MITSUBISHI HITACHI POWER SYSTEMS, LTD. All Rights Reserved. 【共同法人】クラリアント触媒㈱ 新型触媒量産 5 実用化までのロードマップ ①バイオ燃料製造技術開発 ・実証プロジェクト(10～20t/日) → スケールアップ技術の確立 → 商用化 ②バイオ燃料利用技術開発 ・BTLによるエンジンテスト/テスト飛行 → 利用技術の実証 ③政策・社会システム面 ・バイオジェット燃料使用に関する政策的インセンティブ付与 ・バイオ原料収集/調達システムの確立 2012-2013 2014-2015 2016 2020 2030 実証プロジェクト (10~20t/日) スケールアップ技術の確立 商用化 (100~300t/日) BTL実用化 本事業 バイオジェット燃料技術基盤確立 ①バイオ燃料製造 技術開発 ②バイオ燃料利用 技術開発 ③政策・社会シス テム面 © 2015 MITSUBISHI HITACHI POWER SYSTEMS, LTD. All Rights Reserved. BTL燃料によるテスト飛行 利用技術の実証 バイオジェット燃料使用に関する 政策的インセンティブ付与 6 バイオ原料収集/調達システムの確立 6 国内バイオ燃料流通社会システムのイメージ 粗バイオ燃料製造設備 （100～300tonバイオマス/日 国内） 木質バイオマス ガス化FT合成 合成粗バイオ燃料を空荷 帰りのタンクローリーで精 製プラントへ輸送 国内ではバイオマス原料は地域依存性が高く多様で大規 模収集が困難、一方燃料製造には大規模設備が有利。 この両者を繋ぐ上では、地域で粗バイオ燃料を製造し、 精製最終製品化は大規模設備で行う社会的仕組みも 個々の技術開発と並行して検討が必要。 草本系バイオマス ガス化FT合成 航空燃料 灯油 軽油 ガソリン 藻類 廃棄物 農業残渣 他 他化成品 ガソリン、灯油等をタン クローリーで地域ガソリン スタンドへ輸送 © 2015 MITSUBISHI HITACHI POWER SYSTEMS, LTD. All Rights Reserved. 既設大規模 石油精製プラント 7 8
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