日本のクリーンコールテクノロジー日本のクリーンコールテクノロジー

20112011年年22月月2525日日

財団法人石炭エネルギーセンター財団法人石炭エネルギーセンター

原田原田 道昭道昭

石炭基礎講座

内内 容容

１．クリーンコールテクノロジー（ＣＣT)とは？

２．日本の高効率石炭火力発電技術

３．わが国及び世界の石炭ガス化技術

４．ＣＣＳ技術

５．まとめ

１．クリーンコールテクノロジーとは？

クリーンコールテクノロジークリーンコールテクノロジー

44

クリーンコールテクノロジーの体系クリーンコールテクノロジーの体系（利用技術、排ガス処理）（利用技術、排ガス処理）

注：従来は大気汚染対策を

クリーンコールテクノロジー

と言っていたが、近年は

地球温暖化対策の方が主

になってきている。55

年年

磯子火力１号機磯子火力１号機

蒸気圧蒸気圧

(16.6)(16.6)

(24.1)(24.1)

450450

483483485485

538538

566566 593593

(31.0)(31.0)

蒸気温度蒸気温度

55

1010

1515

2020

2525

600600

550550

500500

450450

400400

Stea

m p

ress

ure

Stea

m p

ress

ure

( MPa

)( M

Pa )

(4.1)(4.1)

‘‘5555 ‘‘6060 ‘‘6565 ‘‘7070 ‘‘9090 ‘‘9595 20002000

3030

~~~~ ~~

碧南火力１号機碧南火力１号機

橘湾火力橘湾火力11号機号機

600600610610

~~~~ ~~

Stea

m te

mpe

ratu

reSt

eam

tem

pera

ture

（℃

）（℃

）

620620高温高圧の蒸気を使うことにより、熱効率が大幅に向上した。日本の超々臨界圧(USC)技術は、世界をリードしている。

日本の石炭火力における蒸気条件の向上の歴史

3540455 05 5 60 70 809 01 00

10095384 0

42

41 93

46

90

83

Pro

D evelopi ng

Average in Japan (199 7)P C

PC(U SC)PF BC

IGCC(1 500℃)

N et Efficie ncy (%) CO2 Emi ssion Ra te (%)3540455 05 5 60 70 809 01 00

10095384 0

42

41 93

46

90

83

Pro

D evelopi ng

Average in Japan (199 7)P C

PC(U SC)PF BC

IGCC(1 500℃)

N et Efficie ncy (%) CO2 Emi ssion Ra te (%)3540455 05 5 60 70 809 01 00

10095384 0

42

41 93

46

90

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Pro

D evelopi ng

Average in Japan (199 7)P C

PC(U SC)PF BC

IGCC(1 500℃)

N et Efficie ncy (%) CO2 Emi ssion Ra te (%)

3540455055 60 70 80 90 100

100

95

38

40

42

41 93

46

54

90

83

70

Proven

Developing

Average in Japan (1997)

PC

PC(USC)

PFBC

IGCC(1500℃)

IGFC

Net Efficiency (%) CO2 Emission Rate (%)

効率向上とＣＯ２削減

77

旧磯子火力発電所 1967年運転開始 新１号機：2002年運転開始／新2号機：2009年7月運転開始

３つの目的

◇◇ 出力増強出力増強

◇◇ 環境改善環境改善

◇◇ 効率改善効率改善

電気出力 53万ｋＷ 120万ｋＷ（26.5万ｋＷ×２基） （60万ｋＷ×２基）

SOx 60 ｐｐｍ 20 ｐｐｍ （10）NOx 159 ｐｐｍ 20 ｐｐｍ （13）

ばいじん 50 ｍｇ/m3N 10 ｍｇ/m3N （5）

蒸気条件 亜臨界圧 超々臨界圧 （USC）

効率 38％(発電端％; HHV) 42～43％（発電端%; HHV

CO2排出量 100 83 ※※ 送電端・kWhあたりのCO2排出量について、リプレース前を100として比較。

（ ）は新２号機

磯子火力発電所 リプレースによる効率向上

日本の典型的な石炭火力発電所のシステムフロー

Boiler

SCR

APH ESPGGH

Cooler

A B C D E F G

FGD

WetESP GGH

APH : Air preheater GGH : Gas-gas heaterESP : Electrostatic precipitator

A B C D E F GTemperature゜C 375 130 130 100 50 50 90SO2, ppmNOX, ppmDust, g/Nm3

800 800 800 800 50 50 50225 45 45 45 45 45 45 20 20 0.15 0.15 0.02 0.01 0.01

100

200

300

400

500

600

800

700

Before 1970

After1970 After

1975After1986 After

1980Now

No Control

2 Stage Combustion

Low NOx Burner (Conventional)

Low NOx Burner (Advanced)

2 StageCombustion

An Old Boiler Reconstructed

A Newly Constructed Boiler

0

ppm

日本におけるＮＯｘ低減の歴史

1212

ＪＣＯＡＬ資料

世界の石炭火力のNOx 及び SOx 排出レベル

Sulfur oxides

Nitrogen oxides

USA Canada UK France Germany Italy China Japan [Isogo]

日本の石炭火力発電所

石炭による発電比率が多い国々（2003）

77.5 76.970.1 69.9

39.7

94.7

92.2

61.8 60.4 55.152.2 52.2

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

ポー

ラン

ド南

アフ

リカ

中国

オー

ストラ

リア

イン

ド（200

2）

カザ

フス

タン

（200

2）

チェコ

ギリ

シャ

デン

マー

ク

ドイツ

アメリ

カ

イン

ドネシ

ア（2

002）

［　

％　

］石炭による発電比率が多い国々(2003)

２．日本の高効率石炭火力発電技術

PFBC

Efficiency=

43.0%(gross)Ultra Super-

Critical (USC)

Efficiency=

41.5-43.0%(gross)

Super-Critical

Efficiency=

40.1-42.7%(gross)Sub-Critical

Efficiency=

37.4-40.7%(gross)

Researched by METIFiscal Year

Shar

e in

Cap

acity

(%

)Th

erm

al E

ffic

ienc

y (%

, gro

ss)

日本の石炭火力プラントの熱効率向上の推移日本の石炭火力プラントの熱効率向上の推移

微粉炭火力： 現在の主流; 蒸気タービン（ＳＴ）が原動機; 蒸気の温度・圧力を上げることで効率向上;700℃級のＡ-ＵＳＣ（Advanced USC）開発進行中；

石炭ガス化複合発電(ＩＧＣＣ）： ガスタービン（ＧＴ）とＳＴの複合サイクル利用； 微粉炭火力より高効率発電可能； ガスタービン入口ガス温度を上げることで効率向上；

石炭ガス化燃料電池複合発電（ＩＧＦＣ）： ＩＧＣＣに燃料電池（ＦＣ）を組み合わせたトリプル複合サイクル;ＩＧＣＣより高効率発電可能

微粉炭火力： 現在の主流; 蒸気タービン（ＳＴ）が原動機; 蒸気の温度・圧力を上げることで効率向上;700℃級のＡ-ＵＳＣ（Advanced USC）開発進行中；

石炭ガス化複合発電(ＩＧＣＣ）： ガスタービン（ＧＴ）とＳＴの複合サイクル利用； 微粉炭火力より高効率発電可能； ガスタービン入口ガス温度を上げることで効率向上；

石炭ガス化燃料電池複合発電（ＩＧＦＣ）： ＩＧＣＣに燃料電池（ＦＣ）を組み合わせたトリプル複合サイクル;ＩＧＣＣより高効率発電可能

石炭火力発電技術の開発

※ CO2低減割合は最新石炭火力をベースにしており、既設石炭火力をベースにすれば更に大きくなる。

ガス化炉

ガスタービン

蒸気タービンボイラ 蒸気タービン

①微粉炭火力 ②石炭ガス化複合発電

（1500℃級IGCC）

③石炭ガス化燃料電池

複合発電（IGFC）

発電端：43％(HHV)

送電端 : 41％(HHV）

（比較ベース）

発電端：51～53％

送電端：46～48％

CO2低減：約▲13％

発電端：60％以上

送電端：55％以上

CO2低減：約▲25％以上

ガス化炉

ガスタービン

燃料電池

蒸気タービンボイラ 蒸気タービン

最新火力（USC) 700℃級(A-USC)

発電端：48％

送電端: 46％

CO2低減：約▲11％

35

40

45

50

55

60

2000 2010 2020 2030

送電

端熱

効率

（%

, HH

V）

600℃級USC

IGCC商用機（1500℃級GT）

IGFC(石炭ガス焚き）

IGCC実証機(1200℃級GT）

700℃級A-USC 湿式ガス精製700/720/720℃

乾式ガス精製

700/720℃

800℃級A-USC

西　　暦

35

40

45

50

55

60

2000 2010 2020 2030

送電

端熱

効率

（%

, HH

V）

600℃級USC

IGCC商用機（1500℃級GT）

IGFC(石炭ガス焚き）

IGCC実証機(1200℃級GT）

700℃級A-USC 湿式ガス精製700/720/720℃

乾式ガス精製

700/720℃

800℃級A-USC

西　　暦

石炭利用発電の高効率化の流れ

国内石炭火力の更なる低炭素化と国内石炭火力の更なる低炭素化とゼロエミッション化の推進ゼロエミッション化の推進

５４％ＵＰ

３６％ＵＰ

(石炭火力発電の効率向上のロードマップ）

2323

国内石炭火力の更なる低炭素化と国内石炭火力の更なる低炭素化とゼロエミッション化の推進ゼロエミッション化の推進

ゼロエミッション石炭火力発電に向けたゼロエミッション石炭火力発電に向けたCCSCCSの開発の開発 高効率石炭火力と高効率石炭火力とCCSCCSを合わせ、最終的には二酸化炭素の排出をほぼゼロにするために、を合わせ、最終的には二酸化炭素の排出をほぼゼロにするために、

石炭火力発電等からの二酸化炭素を分離し、回収し、輸送、貯留する一貫したシステムの石炭火力発電等からの二酸化炭素を分離し、回収し、輸送、貯留する一貫したシステムの本格実証実験を実施本格実証実験を実施

ゼロエミッション石炭火力発電の実現を目指すゼロエミッション石炭火力発電の実現を目指す

ＣｏｏｌＣｏｏｌ Ｇｅｎ計画Ｇｅｎ計画 大崎クールジェン計画大崎クールジェン計画

概概 要：ＩＧＣＣとＣＯ２の分離回収技術に関する大型実証試験要：ＩＧＣＣとＣＯ２の分離回収技術に関する大型実証試験

場場 所：中国電力「大崎発電所」敷地内（広島県大崎上島町）所：中国電力「大崎発電所」敷地内（広島県大崎上島町）

規規 模：石炭使用量模：石炭使用量 1,1001,100 ｔｔ//日級（電気出力日級（電気出力 １７万Ｋｗ級）１７万Ｋｗ級）

試験運転：２０１６～２０１９年度予定試験運転：２０１６～２０１９年度予定

実施主体：大崎クールジェン実施主体：大崎クールジェン((株株))（中国電力（中国電力((株株))と電源開発と電源開発((株株))の出資会社）の出資会社）

大崎地点

2424

大崎クールジェン実証試験システムの概要

空気

酸素

石炭

可燃性ガス(H2,CO等)

排熱回収ボイラ

空気煙突

ガス化炉

シフト反応器 CO2分離回収

H2

CO2,H2 CO2

輸送・貯留へ

ガス化

空気分離装置

ST GT

発電機

IGCC

CO2 分離回収

シフト反応 : CO+H2O→CO2+H2CO2 分離回収: 実証試験で採用するCO2分離

回収方式は検討中

IGCC : 170MW 級 (石炭処理量:1,100t/d)

ガス化炉 :酸素吹噴流床方式

ガスタービン : デモクラス

大崎クールジェンプロジェクト工程2009 2010 2011 2012 201320142015 2016 201720182019 2020 2021

CO2

分離回収

with IGCC

酸素吹

IGCC

環 境

アセスメント

最 適 化

調査研究

2022年度

設計・建設

建設開始

実証

試験

実証試験は２段階で実施。

・第1ステップ： IGCC（170MW）の実証試験 (2017年3月～)

・第2ステップ： IGCC + CO2分離回収の実証試験 (2021年～)

運転開始

実証試験

実証機改造

設計・建設 実証試験

３．わが国及び世界の石炭ガス化技術

電力と化学原料の併産

2828

石炭総合利用システムの概念

合成ガス合成ガス（（HH22、、COCO））

発電所、自動車等

ST

GT ボイラー

FC

ガス化ＣＯＣＯ２２

ＨＨ２２

石炭ガス化

ＣＯシフト

ＣＯ2分離回収

ＩＧＣＣ／ＩＧＦＣ

ＦＴ合成

ＤＭＥ合成

Ｈ2分離精製燃料電池車

アンモニア合成

メタノール合成

化学

ｽﾗｸﾞ

監視室 ブロワー 室

石炭鉱山

選炭

原炭

石炭

事前処理

ＣＭＭ回収

ＣＢＭ回収

石炭層

電力

民生・運輸

メタンガスメタンガスｶﾞｽｴﾝｼﾞﾝ／ＧＴ

ＤＭＥ合成

合成燃料(DME､GTL)

Ｈ2燃料電池

定置型燃料電池

尿素肥料エンプラ

電力合成燃料

電力

都市ガス

ＣＯ2炭層貯留

ﾊﾞｲｵﾏｽ

路盤材セメント

項目 EAGLE／HYCOL（燃料電池複合発電／H2製造）

IGCC（石炭ガス化複合発電）

ECOPRO(部分水素化熱分解)

プロセスフロー

特長 【型式】

酸素吹噴流床ガス化

（加圧一室二段）

【用途】

燃料電池複合発電（IGFC）化学合成用ガス製造（ｺﾌﾟﾛ､H2）【長所】

高発電効率

多炭種対応

【型式】

空気吹噴流床ガス化

（加圧二室二段）

【用途】

複合発電(IGCC)【長所】

酸素分離不要

高発電効率

（送電端；42%、GT；1200℃級）

【型式】

酸素吹噴流床反応

（加圧二室二段）

【用途】

化学原料併産（軽質オイル）

複合発電、化学合成用ガス製造

【長所】

高エネルギー効率(85%、1000t/d級）

軽質オイルの高付加価値化

開発状況 150t/dパイロット運転研究中

2005年；852hr連続運転達成

2006年；運転研究完了予定

【次期展開】

実証実機を経て商用化

1700t/d実証プラント建設中

2007年；設備完工、運転研究開始

2009年；運転研究完了予定

【次期展開】

商用化

20t/dパイロットプラントを建設中

2006年；設備完工、運転研究開始

2008年；運転研究完了予定

【次期展開】

実証実機を経て商用化

日本で開発中のガス化技術

Coal

Coalpulverizer

Hopper

Heat exchanger

Gasif icationfurnace

to Steamturbine

Feedw ater

Char recovery unitChar

Gasif ication agent

Slag hopper

Gas refining unit

Gasturbine

Air

from Heatexchanger

Boosterto Heatexchanger

Waste heatrecovery boiler

Generator

Steam turbine

Coolingw ater

Generator

Electricity

Stack

Transformer

Integrated Coal Gasification Combined Cycle(IGCC)

容 量 出 力 ・ 2 5 0 M W（ 1 7 0 0 t o n / d a y） 発 電 端 ・ 4 8％ 効 率 (低 位 発 熱

量 ベ ー ス ) 送 電 端 ・ 4 2％

ガ ス 化 炉 ・空 気 吹 き 加 圧 2段 噴 流 床 ガ ス 化 炉・ 乾 式 石 炭 供 給

ガ ス 精 製 ・ ア ミ ン 吸 収 法 ・ 石 灰 石 石 膏 法

プ ラ ン ト 構 成

ガ ス タ ー ビ ン ・ 入 口 温 度 1 2 0 0℃ S O x ・ 8 p p m N O x ・ 5 p p m 排 ガ ス 抑 制 値

ば い じ ん ・ 4 m g / m 3 N

クリーンコールパワー研究所(勿来）

FCAC

DC

ST

GTAC

AC

Gasifier

Water Scrubber

Stack

Rectifier

Slag

Filter

Limestone Absorber

MDEAAbsorber

SyngasCooler

Incinerator

HRSG

WaterTreatment

MDEARegererator

COS Convertor

Gypsum

Coal

GGH

Integrated Coal Gasification Fuel CellCombined Cycle (IGFC)

石 炭 ガ ス 化 性 能 炭 素 転 換 率 > 9 8 % 冷 ガ ス 効 率 > 7 8 % 生 成 ガ ス 発 熱 量 > 1 0 , 0 0 0 K J / m 3 N

ガ ス 精 製 性 能 硫 黄 化 合 物 < 1 p p m ハ ロ ゲ ン < 1 p p m ア ン モ ニ ア < 1 p p m ば い じ ん 1 m g / m 3 N ５ 炭 種 以 上 の 石 炭 の ガ ス 化 デ ー タ を 取 得

150t/dパイロットプラント

(JPOWER若松研究所）

出所：CCTワークショップ2006.7 JCOAL

3333

IGCC Plant

GreenGen (China)

プロジェクト Wabash River(アメリカ)

Tampa(アメリカ)

Buggenum(オランダ)

Puertollano(スペイン)

ガス化炉方式 酸素吹き湿式供給E-GAS炉

酸素吹き湿式供給

GE(テキサコ)炉

酸素吹き乾式供給シェル炉

酸素吹き乾式供給

プレンフロー炉

発電端出力(適用GT)

２９６MW(1,300℃級)

３２２MW(1,300℃級)

２８４MW(1,100℃級)

３３５MW(1,300℃級)

実施者 エネルギー会社と電力会社

電力会社単独 電力会社4社 電力会社8社メーカー3社

実証試験開始 1995年11月 1996年9月 1994年1月 1997年11月

送電炭効率 計画37.8%実績39.7%

計画39.7%実績37.5%

計画41.4%実績不詳

計画41.5%実績不詳

使用燃料 石炭(高硫黄)石油コークス

天然ガス

石炭(高硫黄)石油コークス

天然ガス

石炭バイオマス天然ガス

石炭石油コークス

天然ガス

世界のIGCCプロジェクト

欧米の石炭ガス化の普及動向／技術比較

項目項目 GE EnergyGE Energy（旧（旧TEXACOTEXACO）（米））（米）

SHELLSHELL（蘭）（蘭）

SUSTEC GSP SUSTEC GSP （独）（独）

LURGILURGI（独）（独）

ガガ

スス

化化

炉炉

形形

状状

方方

式式

加圧噴流床ガス化加圧噴流床ガス化

スラリーフィードスラリーフィード

（炉頂単一ノズル）（炉頂単一ノズル）

加圧噴流床ガス化加圧噴流床ガス化

ドライフィードドライフィード

（対置複数ノズル）（対置複数ノズル）

加圧噴流床ガス化加圧噴流床ガス化

ドライフィードドライフィード

（炉頂単一ノズル）（炉頂単一ノズル）

加圧固定床ガス化加圧固定床ガス化

塊炭ドライフィード塊炭ドライフィード

（炉頂ロックホッパ）（炉頂ロックホッパ）

特特

徴徴

・・

実実

績績

炉体がコンパクト炉体がコンパクト

圧力範囲大圧力範囲大

契約実績；１１件契約実績；１１件

稼動；９件稼動；９件

冷ガス効率が高い冷ガス効率が高い

SyngasSyngas収率大収率大

適用炭種の制約少ない適用炭種の制約少ない

単機容量大単機容量大

契約実績；１３件契約実績；１３件

稼動；０件稼動；０件((試運転中試運転中))

ノズル寿命が長いノズル寿命が長い

褐炭、バイオマス、廃褐炭、バイオマス、廃棄物等のガス化実績を棄物等のガス化実績を保有保有

契約実績；１１件契約実績；１１件

稼動；０件稼動；０件

石炭前処理が簡易石炭前処理が簡易

酸素使用量が少ない酸素使用量が少ない

契約実績；７件契約実績；７件

稼動；５件稼動；５件

OxygenSlurry

Oxygen

Coolingwater

Syngas

Slag

CoalOxygenSteam

CoalOxygenSteam

WaterSteam

Syngas

Slag

Burnerinsert

Slag

Coal

OxygenSteam

Syngas

Ash

ConocoPhillips E-Gasプロセスフロー図

中国技術の開発･普及動向項項目目

バーナ対向型スラリーガス化バーナ対向型スラリーガス化

華東理工大、他華東理工大、他

灰熔聚ガス化灰熔聚ガス化

山西煤炭化学研究所山西煤炭化学研究所

ニ段式ガス化ニ段式ガス化

西安熱工研究院西安熱工研究院

ガガスス化化炉炉形形状状

特特

長長

加圧湿式噴流床加圧湿式噴流床

コンパクトコンパクト

流動床流動床

高灰融点炭を対象高灰融点炭を対象

加圧乾式噴流床加圧乾式噴流床

開開発発・・普普及及動動向向

・・20002000年より年より22t/d22t/dのパイロッのパイロッ

ト試験（ト試験（72hr72hr連続運転実施）連続運転実施）

・・20042004年年1212月に山東袞鉱国泰月に山東袞鉱国泰

化工公司でアンモニア生産用化工公司でアンモニア生産用

として、として、1150t/d1150t/d規模の実証運規模の実証運

転を実施（転を実施（168hr168hr連続運転）連続運転）

・・1t/d1t/d、、24t/d24t/dの開発実績ありの開発実績あり

・・20012001年より陝年より陝西西城化公司で城化公司で

100t/d100t/d（アンモニア（アンモニア22万万t/yt/yにに相当）の実証運転を実施相当）の実証運転を実施

・・20022002年より商用運転年より商用運転

・・36t/d36t/dパイロット試験を実施パイロット試験を実施

((西安熱工研究院西安熱工研究院))・・20062006年より年よりGreenGenGreenGenの国産の国産

ガス化炉として、ガス化炉として、1000t/d1000t/dを計を計

画中画中

SlurryOxygen

SlurryOxygen

ProductGas

Slag

生成ガス

水蒸気

石炭と水蒸気 石炭と水蒸気

石炭、水蒸気酸素

灰

水蒸気

酸素/水蒸気

酸素/水蒸気

残渣 酸素/水蒸気

生成ガス

チャー

石炭

700kg/d,1996700kg/d,1996--2000, funded by MOST and SPC2000, funded by MOST and SPC

36 t/d (10MWth )Funded by National“863” Program2001-2005

1000t/d1000t/d，， 20062006--20082008

TPRITPRI’’s s Gasification Gasification

TPRI

華東理工大学が開発した対向バーナ式ガス化炉及びガス精製設備

Structure of flameStructure of flame Concentration Concentration

distributiondistribution Temperature Temperature

distributiondistribution

3、Research of Entrained Gasification in China

Research Content in Hot Model

Key Problem: Coupling of Reaction

and mixing Mathematics model

Pilot equipment of coal-water slurry gasification

3、Research of Entrained Gasification in China

袞鉱集団国泰化工有限公司による石炭ガス化コプロダクションプロセス

Sinopec系列化肥公司４件一括

ﾗｲｾﾝｽ契約

欧米の石炭ガス化の中国への普及動向欧米の石炭ガス化の中国への普及動向--ShellShellの事業形態の事業形態--

二号機以降の普及方式

河南永城煤集団有限公司

（50万t/y ﾒﾀﾉｰﾙ製造設備）

① 石炭処理量；2,000t/d② 稼動開始；2007年の予定

Shell（ｶﾞｽ化技術ﾗｲｾﾝｻｰ）

中国石化集団寧波工程公司石炭ガス化設備のエンジニアリング一括請負

合資方式による中国一号機の参入

50% 50%2001年設立

岳陽巴陵Shell石炭ガス化有限公司

（湖南省岳陽洞庭アンモニア肥料工場）

① 石炭処理量；2,000t/d② 稼動開始；2006年の予定

③ 総投資額；約11.3～13.0億元

Sinopec Shell（ｶﾞｽ化技術ﾗｲｾﾝｻｰ）

石炭ガス化炉BBE（スペイン）

ガス精製、ASULinde（独）

2003年契約

中国五環科技有限公司石炭ガス化設備のエンジニアリング一括請負

ﾗｲｾﾝｽ供与

石炭ガス化炉 ガス精製、ASU

合成燃料分野／石炭液化合成燃料分野／石炭液化

神華集団の石炭液化ナショナルプロジェクト

噴流床ガス化

噴流床ガス化

直接液化（内蒙古鄂尓多斯）

間接液化（陝西省楡林）

100万t/y、2007年稼動

300万t/y、2010年稼動

ASU 水処理

LPG

Naphtha

Diesel

COAL

COｼﾌﾄ、脱硫、脱CO2 FT合成ｱｯﾌﾟｸﾞﾚｰ

ﾃﾞｨﾝｸﾞ

H2分離

S回収 単体S

COAL

触媒 溶剤

液化反応 分離 液化油

COAL

ASU

COｼﾌﾄ、脱硫

H2分離

★煤直接液化项目（先期工程100万吨/年油品）、

厂址在内蒙鄂尔多斯市、2004年8月25日开工建设、

2007 年建成投产。

４．ＣＣＳ技術

COCO22排出量と削減予測排出量と削減予測(IPCC Special Report)(IPCC Special Report)

4747

2.燃焼後回収

3. 酸素燃焼

Oxygen production

Coal （C,H,O,N,S,Ash） Boiler

Exhaust gas recirculation （CO2，・・・ ） H2O，SO2

O2

Air

（N2、O2）

N2，O2N2

Flue gas treatment

ASU

O2

Air （N2、O2）

N2

GasifierCO shift

CO2 Storage

Compression/Cooling

CO2 sequestration

GTHRSG

Coal （C,H,O,N,S,Ash）

1. 燃焼前回収

Boiler

CO2

Coal

（C,H,O,N,S,Ash）

Air

（N2、O2）

N2，H2O，O2

Flue gas treatment

CO, H2 CO2,

H2

H2

CO2 Storage

CO2 Storage

Compression/Cooling

Compression/Cooling

CO2sequestration

火力発電所からのCO２分離技術提供IHI

Gas Refining

4848

4949

◆ CCSに向けた酸素燃焼プロセス

微粉炭輸送用

１次ガス

煙突

PGF 中間冷却器

空気

予冷器ならびに前段処理設備

CO2

O2

GRF/FDF

Boiler

GAH/GGH

EP CO2

圧縮機

酸素予熱器空気分離設備

Mill

給水加熱器

空気

深冷 CO2

分離設備

DeSOx

Coal

◆特徴

/基本的に既存技術から構成

/既設ボイラへの適用に当たっては耐圧部の改造が不要

/高いCO2分離効率

/基本的にボイラおよびバックエンド設備はコンパクトとなる

酸素燃焼ボイラ

◆ 日豪カライドA酸素燃焼実証プロジェクト概要

カライド-A: 4 x 30 MWe (4号ユニットを使用)

蒸発量 : 123 t/h 蒸気圧力/温度 ：4.1 MPa/460oC運転状態 ：2002年から休止中

排ガス処理 ：バグフィルターのみ

（脱硫、脱硝設備は設置されていない）

カライド-A 発電所

CO2 地下貯留サイト

(カライド発電所から約300km西側) 5050

プロジェクトメンバー

CS Energy, Xstrata, Schlumberger

JPOWER, IHI, Mitsui & Co, JCOAL

5151

予算 合計 206MAUD

期間

石炭ヤードASUCO2 設備

カライド-A4号 ユニット

◆酸素燃焼改造後のカライド-A発電所 予想図

◆ カライド-A 酸素燃焼プロジェクトスケジュール

FYItems

2004 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16

技術検討

デモ試験

ステージ 1CO2 分離（ASU, ボイラ改造、CO2 圧縮設備）

ステージ 2CO2 貯留（サイト選定,ドリリング、注入）

ステージ 3プロジェクトのまとめ

フィージビリティスタディー

デモ運転開始

CO2地下貯留開始

まとめ

設計

CO2 注入、モニター

注入設備建設、試運転

サイト選定、ドリリング

実証運転

酸素燃焼への改造、試運転

日米の共同研究期間

5252

帯水層の顕微鏡写真

帯水層は、孔隙率の大きい

多孔質砂岩で形成された

塩水を含んだ層

〔貯留層の試算〕 孔隙率２０％、掃攻効率５０％、ＣＯ２溶解度４７kg/m３

ＣＯ２地中貯留技術のイメージ ＲＩＴＥ資料

貯 留 量 貯留層厚 貯留層直径

１万ｔ-CO2 １０ｍ ２６０ｍ

１００万ｔ-CO2 ５０ｍ １．２ｋｍ

帯水層への貯留帯水層への貯留

Water bearing stratum

NG stratum

Production well

Injection Well

CO2

Natural gas

〔Ｓｌｅｉｐｎｅｒ〕

原油回収増進 (EOR)原油回収増進 (EOR)

炭層メタン回収 (ECBM)炭層メタン回収 (ECBM)

CO2 gas and water injection

well

Oil well CO2 gas and water injection

well

Miscible zone

地下貯留方法の比較

Water WaterCO2 gas CO2 gas

oil oil

CO2

CH4

CO2

CH4

Capture equipment

Decarbonizationtechnology

Production wellProduction well

Injection

Coal seam

Transport

CH4 capture

CH4 utilization

Power Plant

Injection wellInjection well

CO2fixation CO2

CH4

CO2

CH4

Capture equipment

Decarbonizationtechnology

Production wellProduction well

Injection

Coal seam

Transport

CH4 capture

CH4 utilization

Power Plant

Injection wellInjection well

CO2fixation

5454

日本のCCS技術開発の現状

Oxyfuel CombustionによるCCS

技術開発の日豪共同プロジェクト

帯水層へのCO2注入試験(2003～2005）

深さ1,000m、 10,000t-CO2/y

日本におけるＣＣＳ実証プロジェクト計画

＜IGCC+CCS実証プロジェクト＞日本近海における

CO2貯留可能性

Images Courtesy of BP, Statoil, and PTRC

SnøhvitSleipner

Weyburn

In-Salah

START-UP 2007

2006, J Coal Clean Coal ConferenceIEA Greenhouse Gas R&D Programme

世界のCCS商用プラント

5757

５．まとめ

HydrogenCH4

Chemicals

FC FC FC FC

F C F C

CO2

Power

H2

石炭利用の将来像

ご清聴ありがとうございました。ご清聴ありがとうございました。