革新的イノベーション vs レトロフィット:CCS

技術

カーボンニュートラル社会を目指して再生可能エネルギの利用が進められる一方で,世界のエネルギ需要の100%を再エネで賄える見通しは立っておらず,化石燃料への依存がある程度想定されています.例えば,IEA(International Energy Agency)が報告しているWorld Energy Outlook 2020では,2040年の化石燃料の需要は,7244 Mtoe (全エネルギ需要の56%)から12467 Mtoe (全エネルギ需要の73%)と予想されています.また,IMO(International Maritime Organization)のGHG削減戦略のシナリオでは,2050年の国際海運でのエネルギ消費に占める化石燃料の割合は40%程度と予想されています.

【参考文献】IEA,World Energy Outlook 2020.

【参考文献】国際海運のゼロエミッションに向けたロードマップ(国土交通省):MT3 (mlit.go.jp)

このように,一定の炭素含有燃料に依存するなかでのカーボンニュートラルの実現手段として,燃料から発生するCO2を単に大気中に排出するのでなく,CCS(Carbon Capture and Storage)技術で回収するレトロフィットアプローチが想定されています.本ページでは,レトロフィット技術として期待されているCCSの概要と動向を説明します.

次の表は,研究開発および実証が推進されているCCS技術の一覧で,様々な成分を含むガスから選択的にCO2を分離,回収する手段です.燃料改質から発生するCO2の分離回収(Pre-Combustion),燃焼から発生するCO2の分離回収(Post-Combustion),それぞれに適した技術が規模,環境に応じて適用されます.

技術原理制御
化学吸収法化学反応温度差
物理吸収法物理吸収分圧/濃度差
物理吸着法Pressure Swing Adsorption : PSA吸着分圧/濃度差
Thermal Swing Adsorption : TSA吸着温度差
膜分離法透過分圧/濃度差
深冷分離法液化/精留相変化
酸素燃焼法空気分離温度差
化学ループ燃焼法空気分離温度差

【参考文献】:知っておきたいエネルギーの基礎用語 ~CO2を集めて埋めて役立てる「CCUS」|スペシャルコンテンツ|資源エネルギー庁 (meti.go.jp)

【参考文献】CCUSを活用したカーボンニュートラル社会の実現に向けた取り組み(環境省):ccus_brochure_0212_1_J.pdf (env.go.jp)

なお,上表の技術確立のタイミングは,下図のように想定されています.現在は,火力発電所をはじめとする大規模プラントや船上プラントでの実証が進められていますが,エネルギの小規模分散化が進めば,小型CCSが必要になる見込みです.

資源エネルギー庁,CO2回収、利用に関する今後の技術開発の課題と方向性 (2015)

【参考文献】CCSに関する今後の技術開発の課題と方向性(資源エネルギー庁):スライド 1 (meti.go.jp)

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