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を大幅に削減するため、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、バイオマス燃料混合のためのガス化技術開発や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。

(1)のテキストの内容を表した概要図
石炭ガス化燃料電池複合発電技術開発概要図

火力発電の燃料にアンモニアを利用する技術の確立を目的として、火力発電への燃料アンモニアの初期導入に向けた各種調査及びアンモニアを石炭と混焼させる技術に関する要素技術の開発、並びに商用の石炭火力発電設備におけるアンモニア混焼技術の実証研究を実施します。

アンモニア混焼バーナとボイラのイメージ写真
アンモニア混焼バーナとボイラのイメージ
(提供:株式会社IHI)

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機動性に優れ、低負荷での効率向上を目指したガスタービン複合発電の技術開発を実施します。また、石炭火力発電(汽力発電)については、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や最低負荷引き下げにも取り組んでいます。

(3)のテキストを表した概要図
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る回収されたCO₂のコスト削減を実現します。

(4)のテキストを表した概略図
多様な燃料を利用するCO₂回収型ポリジェネレーションシステム基盤技術開発概略図

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の写真とその長繊維の拡大写真
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。

CO2固体吸収材プラントの写真
CO₂固体吸収材プラント
(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。

カーボンリサイクル実証研究拠点の共用棟と研究棟の写真
共用棟(右側)と研究棟(左側)
(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。また、環境負荷低減を図る次世代火力を対象として、経済性、CO₂削減効果等について調査を実施します。

(8)のテキストを表した概要図
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技術ロードマップ」を基にNEDO作成)