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技術開発Technological Development

技術革新による石炭利用と地球温暖化対策の
両立への取り組み

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化石電源のゼロエミッション化への取り組み

イーグルプロジェクトイメージ画像1
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石炭ガス化で目指す究極の高効率発電

J-POWERは、石炭利用に伴うCO2排出量を低減させるため、さらなる高効率化を目指し、石炭ガス化技術の研究を長く続けてきました。
この技術により、生成したガスを燃焼して発電するガスタービンと排熱を利用して蒸気で発電する蒸気タービンを組み合わせた「石炭ガス化複合発電(IGCC)※1」、これに燃料電池を組み合わせた「石炭ガス化燃料電池複合発電(IGFC)※2」といった究極の高効率発電の実現を目指しています。
また、J-POWERが取り組む酸素を用いた石炭ガス化技術(酸素吹IGCC)は、効率的なCO2の分離・回収が可能という特徴があり、火力発電のCO2を経済的にゼロエミッション化できる可能性があります。

  1. IGCC:Integrated Coal Gasification Combined Cycle
  2. IGFC:Integrated Coal Gasification Fuel Cell Combined Cycle

大崎クールジェン プロジェクト

大崎クールジェンプロジェクトイメージ画像1
大崎クールジェンプロジェクトイメージ画像2
大崎クールジェンプロジェクトイメージ画像3

J-POWERは中国電力㈱と共同で、広島県大崎上島で大崎クールジェンプロジェクトを進めています。ここでは、酸素吹IGCC・IGFC及びCO2分離・回収技術の商用化に向けた3段階の実証事業(NEDO※1助成事業)に取り組んでいます。
第1段階の酸素吹IGCC実証試験では、17万kW級実証プラントとしては世界最高水準となる発電効率51.9%※2を達成しました。また、目標を大幅に上回る負荷変化率も達成し、出力変動に迅速・柔軟に対応することが実証できました。これにより、季節や時間帯・天候に左右される再生可能エネルギーの出力変動を補う役割を果たし、再生可能エネルギーのさらなる導入拡大を支えることができます。
現在、CO2ゼロエミッション化に不可欠なCO2分離・回収技術とIGCCを組み合わせた第2段階のCO2分離・回収型IGCCの実証試験を開始しています。さらに、燃料電池を組み込んだ第3段階のCO2分離・回収型IGFC実証事業にも世界で初めて着手しています。

  1. NEDO:国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構
  2. 発電端効率(LHVベース)
大崎クールジェン(株)実証試験設備
第2段階のCO2分離・回収設備

大崎クールジェン

CO2回収・貯留(CCS)技術の研究開発

CO2回収・貯留(CCS)※1技術は、発電時に発生したCO2を回収し地中深くへ閉じ込める技術です。J-POWERは日本CCS調査㈱が実施する北海道苫小牧での大規模な実証試験に参画しました。同実証試験は2019年11月にCO2圧入量の目標である30万トンを達成し、現在はモニタリングを継続して実施しています。また、インドネシアでは、日本エヌ・ユー・エス㈱と共同で、ガス田でのCCS実証プロジェクトの詳細計画を策定するため、先進的な技術とJCM※2の適用可能性を検討していきます。

CCS技術の概念
  • CCS:Carbon(Dioxide)Capture and Storage
  • JCM:Joint Crediting Mechanism(二国間クレジット制度)

CO2の有効活用(カーボンリサイクル)の技術開発

回収したCO2を資源として有効活用する方法も検討しています。CO2は炭酸飲料といった食料品やドライアイス、植物の生育増進など、身近に広く利用されています。
大崎クールジェンでも、CO2分離・回収設備を用いて回収したCO2の有効活用の検討に取り組んでいます。例えば、J-POWERが北九州市でカゴメ㈱と共同運営しているトマト菜園や、微細藻類からバイオ燃料を生産する研究、中国電力㈱などが開発した環境配慮型コンクリート等での活用の可能性を想定しています。

CO2利用方法の例

CO2フリー水素供給を目指した取り組み

J-POWERは水素社会実現に貢献するために、日豪水素サプライチェーン構築実証事業に参画しています。オーストラリアに未利用のまま豊富に存在する褐炭から水素を製造し、日本へ輸送する計画です。J-POWERが研究開発を続けている酸素を用いた石炭ガス化技術を活かして、褐炭をガス化(NEDO助成事業)し、安価で安定した水素供給を目指しています。
将来的には、CCS技術と組み合わせることで、「CO2フリー水素」サプライチェーンの商用化を目指しています。CO2フリーの水素エネルギーは、資源の少ない日本にとってエネルギー安全保障と地球温暖化対策の観点から有望な技術です。

オーストラリアで建設が進む褐炭ガス化炉・水素製造試験設備(提供:HySTRA)
オーストラリアで建設が進む褐炭ガス化炉・水素製造試験設備(提供:HySTRA)
水素サプライチェーンの全体図

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