脱炭素化の新たな選択肢~石炭から水素の安定製造目指し、日豪約9000キロを結ぶサプライチェーン構築へ~
2018.9.28 10:00、産経新聞 配信より
オーストラリア南東部ビクトリア州の州都メルボルンから約150キロ東に位置する炭鉱地区、ラトロブバレー。19世紀から石炭を採掘し、電力産業が盛んな同地区で、「脱炭素化」の切り札となる水素を軸にした世界初のプロジェクトが始まった。現地で未利用のまま豊富に存在する石炭から水素を製造し、約9000キロ離れた日本に運ぶ壮大なサプライチェーン(供給網)の構築を目指す新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)助成による実証事業だ。Jパワー(電源開発)、川崎重工業、岩谷産業、シェルジャパンの4社が設立した「技術協同組合CO2フリー水素サプライチェーン推進機構(HySTRA)」が中心になって進める。
4月12日にラトロブバレーで開かれた起工式典にはJパワーや川崎重工業など日豪の参加企業のほか、オーストラリアのマルコム・ターンブル首相(当時)らが出席。首相は声明で、「エネルギー資源の多様化を図る、水素サプライチェーンの商用化に向けた初のステップとなる」と期待を表明した。
未利用の「低品位炭」をクリーンエネルギーに転換
事業の中核になる石炭は英語で「brown coal(褐色の石炭)」と呼ばれる「褐炭(かったん)」だ。一大産地のラトロブバレーは地表下から深さ250メートルまで埋蔵が確認され、日本の総発電量の240年分まかなえる豊富な資源量を誇る。採掘コストも低く安価に入手できる一方で、炭素の含有量が少なく、水分を50~60%と多く含むため、火力で使う瀝青炭(水分15%以下)などに比べ輸送や発電の効率が悪い。結果、需要はほぼ炭鉱近くの発電所のみに限られ、「低品位炭」とされる。
実証では、この未利用資源である褐炭から水素を製造。液化して日本へ輸送し、荷役・貯蔵に至るまで、一連のサプライチェーン構築に向けて取り組んでいる。将来的には、水素製造の際に発生するCO2を分離・回収し、CO2フリーの水素サプライチェーンの実現を目指す。年内に現地の基礎工事に入り、2019年に水素ガスの製造プラント、低温の液化設備、港湾の積み荷・揚荷用基地などを設置し、20年にも試験運転の開始に向けて一歩ずつ進めていく。
「貯(た)め」「運び」「利用」できるエネルギー源
パリ協定発効後、世界では温室効果ガス削減に向けた「脱炭素化」への動きが急速に広がっている。エネルギーの脱炭素化の実現には、再生可能エネルギー拡大はもちろん、化石燃料利用の脱炭素化や、水素エネルギーの活用など、多様な組み合わせが欠かせない。
その1つである水素(H2)は、酸素(O2)と化学反応することで発電し、排出するのは水(H2O)のみ。発電時に二酸化炭素(CO2)など温室効果ガスを排出しないクリーンなエネルギー源だ。
日本政府が昨年12月に策定した水素基本戦略は国内の再生可能エネルギーの余剰電力や海外の未利用エネルギーなどを水素に転換することで、「貯め」「運び」「利用」できる特性を指摘。日本にとって、「エネルギー安全保障と温暖化対策の切り札」と評価した。
ただ、政府が目指す水素社会の確立には、需要と供給の両面でコストの壁が立ちはだかる。天然にほぼ存在しない水素は、現在は天然ガスなどを改質する製造方法が主流だが費用がかさむ。それゆえ採算確保を不安視する供給業者は投資に及び腰だ。供給体制が整わない中、燃料電池車(FCV)の普及が進まないなど需要拡大も見込めず、大量生産による費用低減は見込めない。「鶏が先か、卵が先か」の状態だ。
水素のステーション価格は現在、1立方メートル(0度、1気圧の標準状態)あたり100円程度だが、政府は商用化を目指し30年に30円まで下げる目標を掲げる。
褐炭を「ガス化」して安価で大量の水素製造
こうした需給の課題を一挙に解決する可能性を秘めるのが、今回の日豪の水素サプライチェーン構築実証事業だ。水素製造の過程で活用されるのが、Jパワーが培ってきた「石炭ガス化技術」である。
ガス化の仕組みはこうだ。褐炭を細かく砕き、酸素とともにガス化炉に噴出。炉内で1000度以上に加熱すると、微粉炭の主成分の炭素(C)が水分(H2O)や酸素(O2)と化学反応し、主に水素(H2)と一酸化炭素(CO)の可燃性ガスになる。
このガスから水素を取り出し、マイナス253度で液化して輸送することで、炭鉱から離れた国での大量利用を可能にする。また、低価格の褐炭を原料として製造費用を引き下げ、需要先は世界中に拡大できる。需給両面で水素の普及を後押しするシナリオだ。
Jパワーの小俣浩次・技術開発部ガス化技術担当部長は「安価で、未利用のまま豊富に存在する褐炭をガス化することで、水素を最も安く製造する有望な方法の一つになる」と指摘する。
「EAGLEプロジェクト」の独自構造を採用
Jパワーは1980年代から石炭ガス化技術の開発を開始した。元来は、化石資源を化学製品の原料として利用しやすい水素、一酸化炭素に転換する技術であったが、「石炭ガス化複合発電(IGCC)」とよばれる高効率発電技術の開発に取り組んできた。IGCCでは、石炭をガス化して生じる可燃性ガスを燃焼させ発電すると同時に、排熱も用いて発電する。高い効率で石炭からエネルギーを得ることで石炭使用量を減らし、CO2排出削減につなげる「クリーンコールテクノロジー」だ。
※IGCC:Integrated Coal Gasification Combined Cycle
Jパワーは新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)と共同で実施してきた「EAGLEプロジェクト」において独自技術を開発。酸素の供給量を適切に制御することで、石炭ガス化炉の高効率化と安定稼働の両立を実現する。結果、EAGLEは1日150トンを処理できるガス化炉の大型化を実現するとともに、石炭の発熱量をガスに移行する比率も世界最高水準の82%を達成した。
「当社は10年以上にわたり、この石炭ガス化炉の安定運転を続けた。蓄積した技術と経験、人財は今回の水素サプライチェーン構築に役立つものだ」と小俣氏は話す。
ラトロブバレーに建設予定の小規模ガス化炉で試験を繰り返すほか、日本のJパワーのEAGLEガス化炉でも運用性やトータル性能を検証する予定だ。小俣氏は「褐炭は成分にばらつきがあるので、多くのデータが必要になる。ガス化炉が安定稼働する条件を見つけ、どれだけ効率を上げられるかが課題だ」と説明した。
目指すはCO2フリーの水素製造
水素は発電時にはCO2を排出しないが、石炭をガス化して製造する際の排出は避けられない。そこで、実証に併せ、ラトロブバレーではオーストラリア連邦政府とビクトリア州政府の共同基金で、新たなプロジェクトにも着手している。
発生するCO2を分離・回収し、長期間貯留する「CCS技術」だ。排ガスから化学反応を利用してCO2を分離し、高純度で回収。枯渇したガス田などに輸送し、圧縮機で深さ1000メートル以上の地層の砂粒の隙間に封じ込め、実質的な排出ゼロを目指す。
ラトロブバレーから約80キロ先の沖合には枯渇しかけた海底油田が存在し、大規模な貯留容量が見込まれる。
今後、褐炭からの水素製造には「CCSは不可欠」と小俣氏は話す。将来的にラトロブバレー沖でCCSが可能になれば、日豪の水素サプライチェーンはCO2フリーを実現できる。
脱炭素化の実現に向け取り組みつづける技術開発
Jパワーは国内でも中国電力と共同で、国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)の助成を受けて実施している「大崎クールジェンプロジェクト」(広島県)において、クリーンコール技術の商用化に向けた実証事業を進めている。IGCCだけでなく、CO2分離・回収技術を組み合わせた技術でも、実証事業に向けた建設工事を開始しているほか、ガス化により発生した水素を燃料電池に活用して発電効率を高める「IGFC(石炭ガス化燃料電池複合発電)」の実現に向けた小型IGFCの技術実証も予定している。
※IGFC:Integrated Coal Gasification Fuel Cell Combined Cycle
小俣氏は「IGCCやIGFC、CCSは技術レベルや商用化の見通しがそれぞれ異なる。それでも脱炭素化の実現のためには、複数の選択肢を持つことが重要だ。今回の褐炭による水素製造もその1つ。将来を見据えて、脱炭素化の選択肢を1つでも増やすために、これからも技術開発に取り組みたい」と前を向いた。
提供:J-POWER(電源開発株式会社)
私のコメント : 平成30年11月15日、山口県熊毛郡上関町 中国電力株式会社 発電所準備事務所 松岡良典広報部長に対面して 説明をすることもできた内容に関し、下記の内容もあり、11月14日当日に、同席していただいていた山口県 熊毛郡上関町 中国電力株式会社 発電所準備事務所 兼重一代係長のもとへ、私は、その連絡を入れた。
平成30年11月14日、山口県 周南市に、当時 あった 出光興産株式会社 徳山支店 栗林勉 支店長と私が、過去に、出光興産株式会社 徳山支店にて、複数回、面談し、瓦斯、プロパン瓦斯、次世代 航空機用 航空燃料 瓦斯、火力発電技術 等 における調整もあるため、よって、山口県熊毛郡上関町にある中国電力株式会社 発電所準備事務所まで行き、中国電力株式会社 発電所準備事務所 松岡良典広報部長と私は、面談し、Jパワー(電源開発)と中国電力株式会社が国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)の助成事業として広島県大崎上島町で行っている大崎クールジェンプロジェクトの話題を中心にして、相互の立場にて、その意見交換もすることができた。島根県 浜田市にある三隅発電所における増設工事の話題に関しても、私は、そのおりに、提起して、島根県 住民による、その中国電力株式会社 発電所に対する理解や貢献度についても、私は、中国電力株式会社 発電所準備事務所 松岡良典広報部長に対面して 説明をすることもできた。
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上関原発建設計画 免許延長判断先送り訴訟 県が控訴へ /山口
毎日新聞2018年7月19日 地方版 配信より
中国電力が上関町で進める上関原発建設計画を巡り、海面埋め立て免許の延長申請に対する可否判断を先送りしたのは違法として、反対派住民が県側を訴えた訴訟で、村岡嗣政知事は18日、県側に事務経費の返還を知事に請求するよう命じた山口地裁判決を不服として、控訴する意向を示した。村岡知事は定例記者会見で「争点ではない部分を理由に敗訴の判決が出ており、少々驚いている」などと述べた。【祝部幹雄】
私のコメント : 平成30年7月19日、村岡嗣政知事は18日、県側に事務経費の返還を知事に請求するよう命じた山口地裁判決を不服として、控訴する意向を示した。村岡知事は定例記者会見で「争点ではない部分を理由に敗訴の判決が出ており、少々驚いている」などと述べた。
平成30年7月20日、中国電力株式会社 上関原子力発電所準備事務所 広報部 担当係長 兼重様と私は、前山口県知事 山本繁太郎様と私との対応経緯があり、今までに、中国電力株式会社において、中国電力株式会社 広報部 担当係長 兼重様と面会し、その内容に関し、対談もしていた経緯があり、連絡と、今後の対応について、対談をした。
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平成30年5月22日、中国電力 清水希茂社長は、島根県庁を訪れ溝口善兵衛知事に、島根原子力発電所3号機の新規制基準適合性審査の申請に向けた事前了解を申し入れた。
平成28年4月5日 表千家 同門会 全国大会 萩市 国重要文化財 民家 熊谷家住宅 茶室 茶会ヘ 岸信夫代議士 来席、花燃ゆ、・・・
平成29年10月17日、山口県 山口市役所にて、山口市 総務部 情報管理課 統計調査 担当 主査も歴任 山口市 収納課 副主幹 櫨元香恵 職員と 以下の内容に関し、対談も おこない、島根県「津和野藩主亀井家入城四百年 記念事業のご案内」パンフレットをもとに、山口市 収納課 副主幹 櫨元香恵 職員へ、その内容に関し、説明もした。
平成29年10月16日、島根県 原子力発電所 設置へといたる経緯に関して、島根県 亀井亜紀子 代議士と面談し、整理のため、私は、中国電力株式会社 担当者の許へ連絡を入れて、調整もしている。
湛山回想 (岩波文庫)
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平成29年9月22日、山口県 薬務課 製薬指導班 班長 香川裕子主幹、山口県 薬務課 麻薬毒劇物班 班長 林 雅裕主幹 等 私は、山口県 情報公開センター 受付にて、内容に関する懇談し、今回、香川裕子主幹、林 雅裕主幹、私との対談内容に関しては、その回答を山口県 薬務課 伊藤弘範 課長より、私の許へいただきたい旨、申し伝えた。
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外交内容に関して、日本外務省 北東アジア課、韓国 イ・スフン駐日大使、山口県 村岡県知事、山口県 国際課 山岡秀樹主査、人権対策室 瀬原正博室次長、 山口市小郡文化資料館 高原 明広 館長、島根県芸術文化センター 総務担当 北浦克成主任、萩税務署 河田英基総務課長、山口地方法務局人権擁護課 原田課長、金子係長、山口地方法務局萩支局 総務係長、等 対応が私には、あるため、平成30年3月23日、 山口市役所、渡辺純忠山口市長、秘書室 近藤様 から 私との面談における、各対応もあり、現在 島根県 溝口 善兵衛 知事の様態 も 私は、深く、心配しているため、よって、山口市 収納課 副主幹 櫨元香恵様における 公務員としての使命、重ねて、お願い 申し上げた。
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平成30年11月14日、山口県 柳井市 総務部 総務課 星出歳之 主任と私は、面談し、私と ドイツ総領事館 法務官との対談した具体的な内容を山口県 柳井市 総務部 総務課 星出歳之 主任に対し、説明し、また、 「周防大島町では、10月22日から3週間以上大規模な断水が続いていて、宿泊予約のキャンセルなど観光をはじめ、農業や漁業など町内の産業が経済的な打撃を受けています。」の報道内容より、周防大島町では、過去、私の知っている範囲では、その独自の周防大島における水源管理されていた時代があり、現在にいたる柳井市と周防大島町との対応 経過に関し、そのお尋ねも 私からは、入れた。また、山口県 柳井市側からの、事故による損害賠償を、貨物船を運航するドイツの海運会社に求めることが あるのかどうか 今後のみとうしについても、それを尋ねた。
以上の経過を踏まえ、その後、山口県熊毛郡 田布施町 山口県 吉井利行県議会議員 事務所に私は、行き、山口県 柳井市 総務部 総務課 星出歳之 主任と私が面談した内容について、吉井利行県議会議員 事務所 職員には、その報告、説明を入れた。