カーボンリサイクル・次世代火力発電等技術開発

石炭火力発電から排出されるCO₂を大幅に削減可能なCO₂分離・回収型石炭ガス化燃料電池複合発電における技術開発として、調整能力向上に資する技術開発やCO₂分離・回収設備の負荷変動に対応するためのガスタービン要素技術開発を実施します。

需給バランスへの出力変動対応技術開発概要図

再生可能エネルギーの大量導入による瞬時的・継続的な発電電力量の低下を支えることを目的とし、火力発電における、機動性に優れ、低負荷での効率向上を目指した技術開発や過度な負荷変動対応運転に対応した故障予知・寿命予測等の保守技術開発に取り組んでいます。

電力需給のイメージ
(出典:経済産業省「再エネの大量導入に向けて 〜「系統制約」問題と対策」)

バイオマスや廃棄物を原料として、CO₂を分離・回収すると共に、電力と化学物質等の有価物を併産することを特徴とするCO₂分離・回収型ポリジェネレーションシステムの技術開発を実施します。このシステムでは、CO₂排出削減と有価物の経済効果によりCO₂の回収コスト削減を実現します。

CO₂分離・回収型ポリジェネレーションシステム概要図

石炭利用に伴い発生する環境への負荷を低減するため、石炭等の燃焼灰の利用用途拡大及び削減に係る技術開発を行います。また、石炭等の自然発熱要因解明に関する技術開発を行うと共に、石炭管理の指針に係る知見をまとめます。

石炭灰を原料としたコンクリート補強用短繊維とその長繊維(拡大)
(提供:新日本繊維株式会社)

CO₂分離・回収技術は、CO₂排出源とCO₂利用先に応じて適切な方法を選択することが重要となります。省エネルギー・低コストが期待できるCO₂分離・回収法である固体吸収法及び膜分離法について、素材開発、プロセス検討、実証試験等の実用化研究開発を実施します。

固体吸収材を用いたCO₂分離回収試験設備
設置場所:関西電力株式会社 舞鶴発電所内、
試験規模:40t-CO₂/d
(提供:川崎重工業株式会社)

CO₂を資源として有効利用するカーボンリサイクル技術の早期実用化に向け、大崎上島の中国電力(株)大崎発電所内にカーボンリサイクル実証研究拠点を整備し、さまざまなカーボンリサイクル技術の研究開発を実施します。

研究棟(左側)と共用棟(右側)
(提供:一般財団法人カーボンフロンティア機構)

カーボンリサイクルの社会実装を進めるため、CO₂排出者と利用者を連携させる産業間連携によるCO₂サプライチェーンの構築について検討を進め、地域全体でのCO₂ 排出削減を目指します。

また、国内外の火力発電技術分野及びカーボンリサイクルにおける最新技術の普及可能性、技術開発動向、新規技術開発シーズ発掘のための調査を実施し、技術の導入可能性や課題の整理を行うことで社会実装を推進します。

CO₂サプライチェーンのイメージ
(出典:経済産業省「カーボンリサイクルロードマップ」を基にNEDO作成)

カーボンリサイクルロードマップに基づき、大気中へのCO₂排出を抑制するため、CO₂から化学品・液体燃料・気体燃料を合成する技術や、コンクリート、セメント、炭酸塩、炭素、炭化物に固定化する技術に係る研究開発を実施します。

カーボンリサイクル概要図
(出典:経済産業省「カーボンリサイクルロードマップ」を基にNEDO作成)