ＩＨＩ、ＣＯ２を分離・回収　世界で関心高まる「ＣＣＳ」技術

　■石炭火力の排出を大幅削減

　地球温暖化が進む中、ＩＨＩが開発する二酸化炭素（ＣＯ２）を分離・回収して、地中などに安定貯留する「ＣＣＳ」と呼ばれる技術が世界で注目を集めている。ＣＯ２の最大発生要因とされる石炭火力発電所にＣＣＳシステムを導入できれば、排出を大幅に削減できるためで、商用化に向けて関心が高まっている。

　３つの方法

　ＣＯ２の回収方式は、大きく分けて、燃焼前回収と酸素燃焼、燃焼後回収の３つの方法がある。

　燃焼前回収方式は燃料を燃焼する前にガス化など前処理を行い、ＣＯ２と水素に転化させた上でＣＯ２を取り除く。酸素燃焼方式は空気ではなく、酸素だけを使って燃料を燃焼させて排ガス中のＣＯ２濃度を高めて、簡単に回収する。一方、燃焼後回収方式は燃焼後の排ガスから、吸収液などで化学反応させてＣＯ２を回収する。

　その中で、ＩＨＩは酸素燃焼方式と燃焼後回収方式の開発を進めている。そのうち、技術的に先行しているのが酸素燃焼方式だ。通常のボイラーは空気を取り込んで燃料を燃やす。空気中の約８０％は燃焼に関与しない窒素で、それがそのまま排ガス中に含まれるため、ＣＯ２濃度は１０％台にしかならない。この低いＣＯ２濃度がＣＯ２の回収を難しくしている。８０％ある窒素を事前に取り除けば、排ガス中のＣＯ２濃度は９０％以上となり、回収が容易になる。

　さらに、この方式であれば、既存のプラントでも利用できるという。また、ＣＯ２の回収過程で水も取り出せて利用できるため、乾燥地帯でも大きなメリットがある。長年、ボイラーの開発など燃焼畑を歩んできたＩＨＩエネルギー・プラントセクターの氣駕尚志技師長は「１９８０年代後半から酸素燃焼の開発を進めてきたが、ラボ試験などから、ＣＯ２を経済的に回収できることがわかり、電源開発の協力や国の支援を受けられるまでになった」と明かす。

　世界初の実証事業

　そして、ＩＨＩは電源開発や三井物産などと２００８年から、日本と豪州の官民共同事業として、「カライド酸素燃焼プロジェクト」を開始した。豪州のクイーンズランド州の「カライドＡ火力発電所」（出力３万キロワット）の設備を改造して、ＣＣＳの実証事業を行った。酸素燃焼方式の火力発電を１２年６月から１万時間以上、ＣＯ２の液化回収装置と組み合わせた実証運転を１２年１２月から５５００時間以上行った。これは実際の石炭火力発電所を使った世界初の実証事業だった。

　１４年１０月から１２月には、液化したＣＯ２を２０００キロメートル以上離れた場所まで搬送して、地下の貯留槽の中に圧入する試験も成功させて、ＣＣＳの過程を一通り実証した。１５年３月に実証運転は完了し、一定の成果をあげることができた。日本政府は世界の石炭火力発電所に酸素燃焼方式のＣＣＳシステムの導入を目指し、調査支援を行うなど全面的にバックアップしている。

　ＩＨＩの今後のＣＣＳの展開について、氣駕技師長は「経済性とＣＯ２の回収や貯蔵に余分なエネルギーを使う『エネルギーペナルティー』の低減が鍵になる」と話す。その上で、「ＣＯ２を（分離・回収するだけではなく）大量に利用する『ＣＣＵＳ』と呼ばれる新たなシステムや、分離した窒素も有効利用するハイブリッドＣＣＵＳを目指したい」と意気込む。

　ＩＨＩが開発に力を入れるＣＯ２の回収技術が、世界の石炭火力発電所に広がれば、地球温暖化の抑制に大きく貢献することが期待される。（黄金崎元）