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世界のCCT/CCS開発の概要
John Gale
ゼネラル・マネジャー
lEA温室効果ガスR&Dプログラム
JCOAL CCTセミナー
2012年6月6～7日
東京
概要
• 当組織の簡単な紹介
• 全世界のCCT/CCS開発活動の概要
•対象地域: カナダ、米国、欧州、韓国、中国
•日本の活動の概要
•対象分野: 発電と産業部門の両方における開発
• 結論
lEA温室効果ガスR&D プログラム
• 1991年に創設された共同国際研究プログラム
• 目的: 化石燃料の使用から排出される温室効果ガスの削減でテクノロジーが果たし得る役割に関する情報を提供すること
• 二酸化炭素回収貯留 (CCS) に焦点を置く
• 次のような情報を生み出す
客観性、信頼性、独立性を備えた情報
政策に関連するが政策を規定しない情報
外部の専門的な査読者によって審査された情報
• 活動内容: 調査・研究および報告 (>250)、国際研究ネットワーク (リスク、モニタリング、モデリング、井戸、酸素燃焼、炭素回収、社会調査、固体ルーピング)、GHGTコンファレンス、IJGGC、R&Dおよび実証の推進 (例: Weyburn)、サマースクール、ピアレビュー
世界のCCS開発
• 大規模なR&Dおよび導入・展開活動が進行中
•米国、カナダ、中国、韓国、日本
•ペルシャ湾岸諸国、欧州 (英国、スペイン、オランダ)、 ノルウェー
• 大規模なR&Dが進行中だが、導入・展開は停滞中
•オーストラリア、ドイツ
• 大規模なR&Dが進行
•ブラジル、メキシコ
• R&Dプログラムを開発中
•インド、南アフリカ
米国におけるCCT/CCS開発
• CCT/CCSに関する大規模なRD&D活動
• CCUSへの注力
• "U" はCO2-EORを表す
• CCSプロジェクトを財務的に安定させる手段として 使用されている
• 大規模な産業用CCSコンポーネント
•世界初のバイオCCSプロジェクト
7
パートナーシップ
地質区 貯留タイプ
Big Sky Sweetgrass Arch- Duperow層 含塩層
MGSC イリノイ盆地 - Mt. Simon砂岩層 含塩層
MRCSP ミシガン盆地 - St Peter砂岩層または
ナイアガラリーフ層 含塩層/油田
PCOR パウダー川盆地 - 泥質層 含油層
アルバータ盆地 - Sulphur Point層 含塩層
SECARB
内部岩塩堆積盆 - タスカルーサ（Tuscaloosa）層
油田/含塩層
内部岩塩堆積盆 - パラクシー（Paluxy）層
含塩層
SWP ワサッチ高原- ナバホ砂岩層 含塩層
WESTCARB 地域ごとの特徴 未定
8
7
3
1
2
4
6
5
9
圧入続行中
2012年に圧入を計画
2013～2015年に圧入を計画
圧入目標 - 最低予定量
2件の継続中のRCSP圧入プロジェクト
2011年11月現在、圧入継続中
2009年4月圧入開始
コア・サンプリング取得済み
注記: 地図上に表示された一部の場所は最終的な
圧入地と異なることがある。
2012年3月 圧入開始
RCSPフェーズIII: 開発フェーズ
大規模な地質検査
地質評価井戸完成
監視井戸設置済み
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5
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8
CCPI
ICCSエリア1
FutureGen 2.0
主なCCUS実証プロジェクト プロジェクトの場所とコスト配分
Southern Company ケンパー郡IGCCプロジェクト IGCC-輸送用ガス化装置+ CO2回
収 投資総額: ~26.7億ドル、DOE:
2.7億ドル EOR – 3M TPY、2014年開始
NRG W.A. Parish発電所
燃焼後CO2回収 投資総額: 3.39億ドル、DOE: 1.67億ドル
EOR – 1.4M TPY、2014年開始
Summit TX Clean Energy 改良型IGCC+ CO2完全回収の商業化実証 投資総額: ~17億ドル、DOE: 4.5億ドル
EOR – 3M TPY、2014年開始
HECA 改良型IGCC+ CO2完全回収の商業化実証 投資総額: ~40億ドル、DOE: 4.08億ドル
EOR – 3M TPY、2018年開始
Leucadia Energy メタノール・プラントからのCO2回収
東部TX油田におけるEOR 投資総額: 4.36億ドル、DOE: 2.61億ドル
EOR – 4.5M TPY、2015年開始
Air Products and Chemicals, Inc. 水蒸気‐メタン改質器からのCO2回収
東部TX油田におけるEOR 投資総額: 4.31億ドル、DOE: 2.84億ドル
EOR – 1M TPY、2013年開始
FutureGen 2.0 酸素燃焼+ CO2回収および含塩層隔離の大規模試験
投資総額: 13億ドル、DOE: 10億ドル 含塩層 – 1.3M TPY、2016年開始
Archer Daniels Midland エタノール・プラントからのCO2回収
含塩層におけるCO2貯留 投資総額: 2.08億ドル、DOE: 1.41億ド
ル 含塩層 – 1M TPY、2013年開始
エネルギー動向を変化させる
• シェール・ガスが米国のエネルギー動向を 変化させている
• 米国は、天然ガスの自給自足国/輸出国になる ことが可能
• ガスの価格が低い米国では、石炭火力発電から 天然ガス複合発電 (NGCC) に関心が移っている
•米国EPAの規制
•多くの州で石炭プラントに許認可の問題がある
• "石炭" 反対ロビー
カナダにおけるCCS/CCT
• CCSを対象とした活動の大半は、 アルバータ州のタールサンド/石油・ガス抽出に関係している
• 大規模な石炭開発は、サスカチュワン州のBoundary Dam燃焼後回収レトロフィット (改修)
•十分な資金に基づく民間および州の資本
•最初の燃焼後回収の実証となる見込み
Boundary Dam統合CCS設備の3号機の設計
139 MW ― 既設 150 MW + 改修
蒸気
石炭
火炉
空気 加熱器
灰
廃棄物貯留
熱回収 ループ
石灰
CaSO4、H2O (ジプサム)
CO2 吸収設備
リボイラー (再沸器)
コンプレッサー
地質学的貯留
EOR グレードの
CO2
122 MW + 寄生給電
N2、水、 少量のNOX、CO2 微量: PM、Hg
排気塔
BD 3号機の改修
欧州のCCT/CCS開発 • 欧州の開発は、CCSの導入・展開を妨げてきた
多くの問題に影響されている •財政安定条約/ユーロ危機
•緊縮財政策/債務危機
•連立政権
•欧州連合排出権取引制度における認証排出削減量 (CER) の 価格
•一般社会の懸念 ― CO2貯留/化石燃料の使用
•原子力の安全性の問題 o CCSのリバウンド効果なし
•エネルギー効率/再生可能エネルギーのターゲット達成状況の悪さ o CCSのリバウンド効果なし
•環境問題 ― ニトロソアミン/ Mongstad (ノルウェー)
欧州におけるCCSの現状
• 英国 ― 2つのFEED調査が完了
• LongannetおよびKingsnorth ― どちらのプロジェクトも進捗なし
•第2回のプロジェクト募集が進行中 ― NER300の成果に沿って実施
• オランダ ― ROADプロジェクトのFEEDが完了
•最初のプロジェクトが欧州委員会によって承認
o プロジェクトはオランダ政府の発表待ち ― 2012年6月に予定?
欧州におけるCCSの現状 (2)
• スペイン ― Compostilla OXYCFB300
• 30MWth規模でテスト済み
• ポーランド ― Belchatow
•地質学的スクリーニングが進行中
• ノルウェー
• Statoil/Snohvitが進行中
• CCSを併設したMongstad NGCC
o 環境問題によって遅延見込み
· ニトロソアミン/ニトラミン
o 現在の実施状況は不明
NER300 • 世界最大のCCS資金供給メカニズム
• 3億排出枠単位 (EUA)
• 現在の募集額は45億ユーロ ― CCSの大規模実証プロジェクトと革新的な再生可能エネルギー・プロジェクトに対する2つの提案募集によって配分される (6～8 CCS)
• 第1回の募集 (2億EUA): 2011年5月9日までに欧州投資銀行と欧州委員会に申請
• 第2回の募集 (1億EUA): 2012年 (選定は2013年の後半)
• 現在の状況: • 22 のCCSプロジェクト
o 4つの250 MW発電所 ― 燃焼後
o 8つの250 MW発電所 ― IGCC
o 4つの250 MW発電所 ― 酸素燃焼
o 4つの産業プロジェクト
CCSプロジェクトの申請状況 プロジェクト名 回収タイプ 国 規模 状態
Easton Grange IGCC 英国 850 MW新設
Lynemouth IGCC 英国 既設の420 MWプラントの改修
Killinghome IGCC 英国 430 MW新設
Hatfield No. 1 IGCC 英国 900 MW IGCC新設
Hatfield No. 2 燃焼後 英国 450 MW NGCC新設 中止
Longannet 燃焼後 英国 600 MW改修 中止
Drax Power 酸素燃焼 英国 420 MW新設プラント
Peterhead 燃焼後 英国 385 MW NGCC新設
Hunterston 燃焼後 英国 1700 MW新設石炭火力プラント
Eemshaven 燃焼後 オランダ 1600 MW新設石炭火力プラント
Buggenham IGCC オランダ 233 MWプラントの改修
Corus CO2 酸素燃焼 オランダ HISARNA ULCOSテクノロジー
Air Liquide Refinery ロッテルダム オランダ 新設水素プラント
Florange 酸素燃焼 フランス ULCOSテクノロジー
Janschwalde 酸素燃焼 ドイツ 250 MW新設石炭ボイラー 中止
Porto Tolle 燃焼後 イタリア 660 MWボイラーの改修 中止
Belchatow 燃焼後 ポーランド 250 MWボイラーの改修
Compostilla 酸素燃焼 スペイン 300 MW CFB
Turceni 燃焼後 ルーマニア 330 MW新設褐炭プラント
今後の見通し
• 当初は6～8プロジェクトで計画
• CO2価格30ユーロ/tに基づく
•現在の価格は8ユーロ/t付近で静止
• EIB/ECからの判定待ち
• 財政的または政治的な理由で、さらに多くのプロジェクトが途中で取り下げられると予想される
• 欧州ではCCT/CCSが停滞気味
• 最も活発な国は英国とオランダ
ThyssenKrupp Steel Europe
Workshop CCS IEAGHG / VDEh 8. - 9. November Prof. Dr. Gunnar Still 18
ULCOWIN
ULCOLYSIS
ULCORED HIsarna TGR - BF
Greenfield Revamping DR Brownfield Revamping BF
Electricity Natural gas Coal & sustainable biomass
ULCOWIN
ULCOLYSIS
ULCORED HIsarna TGR - BF
実験室での パイロット
パイロット・プラント (1 t/h)
2011年に建設予定?
パイロット・プラント (8 t/h)
2010年始動
パイロット・テスト (1.5 t/h)
デモ・フェーズ
2015年稼動
Greenfield Revamping DR Brownfield Revamping BF
電気 天然ガス 石炭 & 持続可能バイオマス
CCSに大きく依存
欧州は、ULCOSプロセスの世界で最も力強い推進者である ULCOSブランドのプロセス・ファミリー
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オーストラリア •稼働中のR&Dプログラム • Otway（オトウェー）/ CO2CRC大規模圧入
• Gorgonは2014年に稼動予定
o 最大のオフショア圧入プロジェクト
o 4Mt/年を沖合の塩水帯水層に注入
o 圧力制御を目的とした塩水抽出/再注入用の井戸を建設
o この規模では世界初の圧入プロジェクト
• オーストラリアでは多数のプロジェクトが未進捗
o 政治的、財政的、技術的な理由による
o カライド (Callide) 発電所の酸素燃焼レトロフィット・プロジェクトが1つの鍵となる
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Callide A発電所の酸素燃焼プロジェクト (オーストラリア-日本共同プロジェクトのモデル事業)
Collide Aプロジェクト ― 世界初の酸素燃焼改修発電所となる見込み • 実際に電力を生産する世界初の
酸素燃焼/世界最大のパイロット・ プラント
• 2基のASU (それぞれ330 tpd)
• 1基のCPU ― ～22,000 t/yのCO2を回収
• 2基の新しい壁面燃焼バーナーを設置
• バーナーに関する情報を提供するのに 適した配置 (バーナーの相互作用)
CS Energy, IHIの厚意により掲載
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全国CCSマスター・プラン (KEPRIから入手した情報)
• 全国CCSマスター・プランの概要 • 韓国におけるCCS実証のための包括的なアクション・プラン、2010年7月13日発表
• 大統領直轄のグリーン成長委員会 (Presidential Committee on Green Growth) および関係閣僚によって計画および発行
• 2010～2019年に2.3兆ウォン (17億USドル)、(52%が政府による)
• 背景 • GHG排出を削減する実際的な解決策の1つとしてのCCSの重要性の増大を認識
• CCS市場の発展と競争を加速する必要
• 新しい成長の原動力としてのGHG削減技術の開発
• ビジョンと目標 • ビジョン: CCS技術を供給する主要国へと成長する
• 目標: 2020年までにプラントの商業化と技術的な競争優位を実現する
• 1 Mt CO2/年の統合化された回収・輸送・貯留システムの検証
• 30ドル/tCO2のコスト目標 (回収が20ドル、貯留が10ドル)
• メリット / 期待成果 • 2030年までにCO2削減量32 MtCO2を達成し、国内のCO2削減総量の10%に寄与する
• 2030年までに、CCSビジネスによって100兆ウォン (累積) の市場を開拓する
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韓国の全国CCSロードマップ
韓国のCCS RD&Dロードマップ
燃焼後 パイロット・ プラント
(10～30 MW)
回収・輸送・貯留の統合
(100～300 MW、100Mton)
燃焼前および オキシPC
パイロット・ プラント
(10～30 MW)
回収・輸送・貯留の統合
(100～300 MW、100Mton)
導入・展開
基本データ調査
貯留能力の評価 および地中探査
(内陸および沖合)
貯留地の建設 および管理
プロジェクトの概要
概念設計
基本設計
実証プラントの建設
詳細設計
テストの実行
実証プラントの詳細設計 & 建設
フェーズI (2007～2010) フェーズII (2010～2012)
詳細設計 & 建設
フェーズIII (2012～2015)
プラント改修のフィージビリティ・
スタディ
プロセス制御 & 運用の主要技術の開発
プロセス分析ツールの最適化
オキシPC発電システムの基本設計
プロセス分析ツールの開発
オキシPC燃焼設備の主要技術の開発
テストベッドの建設
概念設計およびテストベッド建設
プロジェクト
の目標 100 MWeクラスのオキシPC発電所の実証
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オキシPCプラントの基本設計
プロジェクトの概要
CO2削減の構想/プロジェクト
(1) アンモニア水を使用したBFG蒸気からのCO2回収 (2) 融解スラグと高温焼結物からの廃熱回収 (3) CO2の利用
CO2排出
製鉄: 溶融/削減 91%
高温ミリング4% 低音ミリング
3% 製鋼1%
鉄鉱石
焼結プロセス
(2) 炭化水素
(3)
(2)
石炭 コークス
CO
CO
発電所 BFG
CO2
(1)
ConcentratorRegeneratorAbsorber
Rich Solution Lean solution
BFG inlet
Washingwater
Drum
Reboiler
Reboiler
Washingwater
Wastewater
Product CO2Processed BFG
(Washing/Waste) Water
(BF/Ammonia)Gas
Aqueous ammoniaBlow-down
(Low/High P) Steam
RISTにおけるCO2プロジェクトの研究活動
研究領域
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中国におけるCCS開発 • 第12次5カ年計画 (FYP) の経済目標では取り上げられていないが、R&Dプログラムの中には高い技術的優先度で盛り込まれている
• MOSTは、基礎研究 (プログラム973) と技術開発 (プログラム863) の両方を支援しているが、国立科学財団は基礎研究と汎用研究に比重を置いている
• 中国国営企業 (SOE) によって創始された重要な活動 ― CO2の利用 (すなわち、食品用CO2の供給またはEORへの適用) が主要な推進要因
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GreenGenプロジェクト ― ニア・ゼロ排出型のIGCC • 中国華能集団公司 (Huaneng Group) が主導する研究・開発プロジェク
ト • 2006年にプロジェクト発足 (～10億ドル)
• 国家評議会 (State Council)、NDRC、MOST、MOFによる支援
• 8社のエネルギー企業と1社の米国企業のコンソーシアム
• プロジェクトの目標: • 汚染物質の効率的削減とCO2のニア・ゼロ排出を実現した、石炭利用の高効
率IGCCポリ・ジェネレーション・プラントを設置すること
• プロジェクトの内容 (フェーズ1 & 2) • 2000t/dのHCERI (従来はTPRIから) 石炭ガス化装置および250MWのIGCC発電
プラント (Siemens GTテクノロジーと統合された合成ガス製造) に関するR&DD
• 石炭を利用した水素製造、水素発電、CO2回収に関するR&DD
• 主要なテクノロジー、システム統合、および "GreenGen" テクノロジーを 構成する主要コンポーネントの利用可能性と信頼性を検証すること
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GreenGenプログラムの3つの段階
IGCCプラント
主要テクノロジーのR&D IGCCテクノロジーの改善
GreenGen実証設備の建設工事
2000t/dのガス化
250MWのIGCCポリ・ジェネレーション (発電-熱-合成ガス)
GreenGen研究所の建設
IGCCポリ・ジェネレーション (発電-熱-合成ガス) テクノロジーの改善
3500 t/dおよび2 x 2000 t/dガス化装置の間の経済的および技術的な比較
H2製造
CCS
燃料電池発電テクノロジー
GreenGen実証の予備作業
400MWのGreenGen実証設
備を建設する ― H2製造、
FC発電、H2タービン・コ
ンバインド サイクル
発電、および
CCS
GreenGenプラントを稼働させる GreenGenの経済的な実用性を証明する
商業用システムのための準備と拡張を行う
ステージIII
ステージII
ステージI
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GreenGen IGCC研究所 (現在は試運転中、2012年までに全面稼働)
データと情報はChina Huaneng Groupによる (2011年)
出力: 265MW
正味効率: 41%
SO2: <1.4mg/Nm3
NOx: 52mg/Nm3
PM: <1mg/Nm3
2011年12月に稼働開始
ガス化: HCERI
GT: SIEMENS
ASU: Kai Feng Air Separation
ST: Shanghai Electric
HRSG: Hangzhou Boiler
建設工事: HCERI、SINOPEC、NWEPDI
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GreenGenプロジェクト: CO2回収部分
• 合成ガス・スリップストリームからの回収 (6000 Nm3/h または～15 MWt) の実証
• 石炭利用IGCCから高純度H2を供給 (燃料電池用)
• ～60,000 Mt/yのCO2回収 (EORの試験に利用)
• アジア開発銀行 (ADB) による資金提供
• 1億3,500万ドル (融資) と500万ドル (助成) を提供
• 助成金はクリーン開発メカニズム (CDM) 文書作成補助を 目的とする
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中国における燃焼後回収の 開発状況
• CSlROとChina Huaneng Group (CHNG) の共同事業
• 800MWeのGaobeidian熱電供給 (CHP) 石炭火力プラント (北京) の燃焼排気ガス・スリップストリームからCO2を回収
• 2008年7月に稼働開始
• プロジェクトはHuanengおよびTPRIが主導
• 660MWeのUSC Shidongkou (第2) 発電所 (上海) の燃焼排気ガス・スリップストリームからCO2を回収
• 2010年12月に稼働開始
• 投資総額: 1,460万ドル
• 合計CO2回収コスト: < 200 RMB/t (30～35USドル/t)、食品用CO2の処理を含む
~3000 t/y CO2 ~120,000 t/y CO2
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中国における酸素燃焼のR&Dロードマップ (SKLCCの草案)
基礎研究
300kWt小規模パイロット・スタディ バーナー開発
データ収集および最適化 熱設計
3MWt大規模パイロット・スタディ 7000T/a全連鎖検証
ASU-CPUの結合 FGCおよび乾燥 200-600MWeのフルスケール
実証数100万トンのCCS-EOR
35MWtパイロット・プラント 10万トン回収 ASU-CPU-発電の統合と最適化
中国における酸素燃焼の開発は、 現在、テクノロジーのフルスケール実証に
向けた準備が進んでいる… Janschwaldeプロジェクトの棚上げの結果は、欧州が含酸素燃料燃焼の開発で
頓挫していることを意味する
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Datang酸素燃焼実証 プロジェクト
• 大慶 (Daqing) 350MWe プロジェクト
• 実働規模での酸素燃焼のCO2回収
• 褐炭を使用するSC PCボイラーに基づいたコジェネ (熱電供給) プラント
• 場所: 黒竜江省大慶
• EORおよびCO2貯留: EOR現場となるPetroChinaの大慶油田に隣接し、地中隔離現場となる松遼 （Songliao）盆地に近い
プロジェクト間インターフェースの見通し
CO2回収 CO2貯留
PetroChinaの掘削研究所 (DriIIing Institute)
Daqing実証プロジェクトのスケジュール
予定プロジェクト
実施許可
2012年第3四半期
DatangはFEED後にFIDを作成 NDRCの承認が必要
プレFS / FSフェーズ
導入フェーズ 最適化およびテスト・フェーズ
回収FS
(11月～3月)
貯留PFS
FEED / 施工 稼動
FEED / 施工 稼動
日本
• CCSは日本の戦略的長期計画の重要な部分である
• 2020年までにCCSを商業化することを目指す
• 日本は、一時期、IGCC技術のリーダーであった
• 日本企業は、燃焼後回収の世界的リーダーである
• 日本企業は、オーストラリアのCallideプロジェクトに 積極的に関与している。
• 日本は、一時期、CCT/CCS分野のリーダーであった
• 日本は、製鉄・製鋼業界を対象としたCCS開発の世界的 リーダーの1つである (COURSE 50プロジェクト)
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結論 • CCS開発は、欧州とオーストラリアで停滞しているが、
北米と極東では進展している。
• IGCCおよび酸素燃焼回収技術に対しては全世界で 関心が高まっている。
• 極東 (特に中国) では、CCT/CCS技術の開発活動が 増加している。
• 一部の極東諸国はCCT/CCSへの取り組みが遅れているが、この地域はこの技術の実証で世界を主導する立場を 占めつつある。
• CCT/CCSの産業への適用が増大しつつあり、 2020年までに、欧州または極東の製鉄業界で 少なくとも1件の実証プロジェクトが稼働すると 予想される。
GHGT-11 • 1220件の梗概が提出されている
• 新記録
• 2012年4月23日に登録開始
GHGT-11
2012年11月18～22日 京都
www.ghgt.info
![[CCT] Alunos](https://img.dokumen.tips/doc/110x75/5449c1f3af795988188b45bf/cct-alunos.jpg)
