財団法人 電力中央研究所

電力中央研究所 研究報告書(電力中央研究所報告)
[CRIEPI Research Report]

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研究報告書 詳細情報
[Detailed Information]

報告書番号 [Report Number]
V19004
タイトル
CO2変換プロセスの動向と 現行技術の適用可能性評価(その2)-国外動向の把握とCO2変換利用によるメタノールのCO2削減ポテンシャルの試算-
[Title]
Trends and Feasibility of Carbon Capture and Utilization (CCU) (Part2) - Overseas CCU Commercialization and Demonstration Activities and CO2-Reduction Potential of CCU Methanol -
概要 (図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております)
背 景
日本の長期戦略1は、CO2 変換利用を「カーボンリサイクル(以下、CR)」として対策に位置づけた。経済産業省の「CR 技術ロードマップ」は、CO2 変換利用による主な生産物の現状と課題、目標を示した。日本におけるCO2 変換利用の適用可能性を評価するには、多種多様な生産物の開発段階、CO2 削減量など、さらなる知見の蓄積が必要である。

目 的
CO2 変換利用の適用可能性評価に資することを目的に、国外事例からCO2 変換利用による生産物(以下、CCU生産物)の種類・開発段階を把握するとともに、国外事例が多いCCU 生産物のうちメタノールを例に、日本への導入によるCO2 削減量の試算をおこなう。

主な成果
1. CCU 生産物の種類・開発段階
国外の56 事例から、CCU 生産物3 区分(燃料・化学品・鉱物)・19 種類の開発段階2を整理した(図1)。商用段階のCCU 生産物は9 種類で、化学品の事例が多い。実証、計画・初期段階では、燃料が種類・事例数ともに多く、CO2 利用規模が年間数万トンの計画も含まれるため、今後、燃料用途のCO2変換利用の拡大が予想される。
2. CO2変換利用メタノール(CCU メタノール)導入によるCO2削減量
CO2 削減量を、CCU システム(CCU メタノール生産〜消費)とレファレンスシステム(従来メタノール生産〜消費)のCO2排出量(図2)の差と定義した。両システムは、電力消費量の差が大きいため、発電排出原単位によるCO2 削減量の変化を確認した(図3)。CCU メタノールが、日本へ輸入される場合と国内生産される場合のCO2 削減量を試算した。国内消費量のほぼ全量200 万t 輸入3の場合、生産国の発電排出原単位が、0.476tCO2/MWh(世界平均)では約420〜800 万tCO2増加、0 tCO2/MWh では約390〜420 万tCO2削減、0.193 tCO2/MWhより小さければCO2削減を期待できることを明らかにした(図4)。また、輸入メタノールを国産CCU メタノールで代替する場合、輸入相手国と日本の発電排出原単位に一定以上の差4がなければ、CO2 は削減されない。主要相手国である中東地域と日本の差では、国産CCU メタノール導入によるCO2削減を期待できないことを示した。

今後の展開
CO2 変換利用の商用化の課題の整理、および各種CCU 生産物の費用対効果分析をおこなう。
[Abstract]
This study aims to investigate the current carbon capture and utilization (CCU) activities performed overseas and the CO2-reduction potential of CCU methanol. Fifty-six cases of CCU activities in the commercialization, demonstration and planning stages were studied. Nineteen types of products are developing through CCU activities performed overseas. Nine of them were in the commercialization stage, and the others were in the demonstration or planning stage. The most common commercialized CCU product is polyol, which has three cases. Fuel is less commercialized than chemicals and minerals, but it is the best for demonstration and planning. For methanol production, CO2 emissions from the CCU system and the conventional reference system were compared. The direct emission from the CCU system is lower than that from the reference system; thus, CCU methanol has CO2-reduction potential of approximately 1.96-2.12 tCO2/tMeOH when zero-emission power supply is available. However, the power consumption per ton of methanol in the CCU system is approximately 12 times that of the reference system, and the indirect emission from the CCU system becomes higher than that from the reference system, unless the intensity of power-generation emission is less than approximately 0.2 tCO2/MWh. Replacing nearly two million tons of conventional methanol imported to Japan with CCU methanol results in a reduction of approximately 4 million tons of CO2 using zero-emission power. Furthermore, if the intensity of power generation is close to the current world average (approximately 0.48 tCO2/MWh), the amount of CO2 will increase by nearly 6 million tons.
報告書年度 [Report's Fiscal Year]
2019
発行年月 [Issued Year / Month]
2020/04
報告者 [Author]

担当

氏名

所属

坂本 将吾

環境科学研究所 大気・海洋環境領域

亘理 龍

環境科学研究所 環境化学領域

下田 昭郎

環境科学研究所 大気・海洋環境領域

キーワード [Keywords]
和文 英文
二酸化炭素有効利用 Carbon dioxide utilization
二酸化炭素変換 Carbon dioxide conversion
メタノール Methanol
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