2017年7月26日 nedo環境部主査武信弘一 · 環境対策 5.石炭利用環境対策事業...

2017年7月26日

NEDO環境部主査

武信弘一

環境部事業報告会

New Energy and Industrial Technology Development Organization

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NEDOにおけるCCT分野の研究開発

1-1 発電効率の向上

1-2 CO2分離・回収技術

1-3 CO2有効利用技術平成28年度は調査のみ

2.再生可能エネルギー導入に伴う負荷変動対策平成29年度事業

3.環境調和型製鉄プロセス技術開発

エネルギーセキュリ

ティーの確保4.低品位炭利用促進事業

環境対策 5.石炭利用環境対策事業

6-1 石炭高効率利用技術

共同実証事業

6-2 石炭高効率利用システム

案件等形成調査事業

7.国際エネルギー消費効率化等技術・システム実証事業

8.先進的な火力発電技術等の海外展開推進事業平成29年度事業

CO2排出削減対策

1.次世代火力発電等

技術開発

6.クリーンコール技術

海外普及展開等事業

海外普及


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目次

クリーンコール技術開発１. 低品位炭利用促進事業

２. 石炭利用環境対策事業H28年度における成果、今後の展開

・石炭灰調査事業・石炭ガス化溶融スラグ有効利用・フライアッシュコンクリート製造技術の開発・コールバンクの拡充


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・低品位炭利用促進事業可能性に関する検討期間：平成26～28年度目標：低品位炭を原料とした化学製品等の製造システムの概念設計を行うと

ともに、ビジネスモデルを構築する。

・低品位炭利用促進技術開発期間：平成27～29年度目標：製品仕様にカスタマイズしたプロセスを構築するとともに、ビジネスモデル

が実現可能なプラントコストを達成する。また、低品位炭利用に係る基盤技術として、自然発熱の評価手法を確立する。

・低品位炭利用促進技術実証期間：平成26～29年度目標：プラント性能・機器信頼性の検証、並びにプラントの運用性を確立し、

プラント安定運転を実証し、事業化に繋げる。

低品位炭促進事業（事後評価：平成30年度）

低品位炭利用の必要性

第4次エネルギー基本計画（平成26年4月閣議決定）

平成26年総合資源エネルギー調査会鉱業小委員会

石炭火力発電は安定供給性や経済性に優れた重要なベースロード電源として位置づけられている。

石炭火力発電が今後ともその役割を担うためには、我が国への石炭の安価で安定的な調達が必要である。

【低品位炭の利用拡大の狙い】石炭資源の有効活用を図る。石炭の供給リスクの低減及び安価な調達に繋げる。

我が国の低品位炭利用技術の海外展開を進め、産炭国における高品位炭の使用量を減らすことで、我が国への高品位炭のより安価で安定的な供給に資する。

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無煙炭＋瀝青炭 4,101億トン (46%)亜瀝青炭 2,764億トン (31%)褐炭 2,050億トン (23%)

ヨーロッパ2,737億トン

中央アジア、東アジア2,179億トン

北アメリカ2,451億トン

南アメリカ146億トン

アフリカ、中東329億トン

東南アジア、オセアニア1,072億トン

無煙炭

＋瀝青

炭

30%

亜瀝青

炭37%

褐炭33%

無煙炭

＋瀝青

炭

58%

亜瀝青

炭30%

褐炭12%

無煙炭

＋歴背

炭

48%

褐炭49%

無煙炭

＋瀝青

炭

46%亜瀝青

炭41%

褐炭13%

無煙炭

＋瀝青

炭

51%

亜瀝青

炭48%

無煙

炭＋

瀝青

炭99%

全世界採掘可能埋蔵量 : 8,915億トン

出典 : WEC 2013 Survey of Energy Resources

褐炭亜瀝青炭

無煙炭+瀝青炭

低品位炭利用/世界の石炭採掘可能埋蔵量

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これまでの低品位炭技術が実用化されてこなかった問題を踏まえて、ビジネスモデルを検討。（問題点）シーズ指向の開発、コスト目標の設定が不適切、ユーザーとの連携が不十分

低品位炭利用/事業の位置づけ

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あるべきコスト目標

低品位炭利用/案件評価のフレームワーク：コスト目標の設定

プラントコスト目標は、原料（低品位炭）調達コストと最終製品価格の差の「付加価値」と規定。

客観的な原料調達コスト・製品価格設定が必要。⇒市況、ヒアリング等によりNEDOが指定。

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石炭利用の環境対策に関する調査

石炭ガス化溶融スラグ有効利用推進事業

セメントを使用しないフライアッシュコンクリート製造技術の開発

1. 石炭利用環境対策推進事業（期間：平成27～31年度）

●石炭を安定的に使用することが可能となり、我が国におけるエネルギーセキュリティーの向上に資する。

●環境負荷低減型土木・建設資材の開発による低炭素型社会構築へ貢献可能。

●従来利用されてこなかった低品位フライアッシュが、コンクリート代替の硬化体材料として土木分野、建築分野等、広く利用されることが可能。

●環境負荷低減型土木・建設資材の開発による低炭素型社会構築へ貢献可能。

●今後、排出される石炭ガス化スラグを、コンクリート代替の硬化体材料として土木分野、建築分野等、広く利用されることが可能。

石炭利用環境対策事業（事後評価：平成32年度）

2. 石炭利用技術開発（期間：昭和57～平成31年度）

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＜概要＞本事業では、石炭灰の限定された利

用方法や有価需要、処分費の高騰および石炭灰

処分場の逼迫等のリスクを低減するために、新た

な技術開発動向を調査するとともに、既存の有効

利用分野の拡大、及び、新たな有効利用先を開拓

するために、その技術の適用性等について評価・

検討を行った。

＜期間＞平成２８年１１月～平成２９年２月

＜委託先＞（一財）石炭エネルギーセンター

クリーンコール技術開発/石炭利用環境対策事業/石炭利用環境対策推進事業/石炭灰調査事業


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（１）調査活動

・石炭灰全国実態調査国内における石炭灰の有効利用率は引き続き、98%を維持している。

そのなかでセメント分野が69%を占める状況にある。

図１石炭灰有効利用率の推移図２石炭灰分野別有効利用量の推移


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・石炭灰性状調整技術調査石炭灰原粉を気流分級処理し得た粒度分布の異なる石炭灰細粉および粗粉について、その品質を

評価すると共に、細粉を混和したセメントモルタルの流動性を評価した。石炭灰細粉を混和したセメントモルタルの流動性は良好であった。様々な品質の石炭灰原粉につ

いて検証を重ねることによって、「コンクリート流動性向上効果」が最大限得られる石炭灰の品質を、より定量的に明らかにしたい。

・石炭灰改質技術の調査水俣条約より、将来的には水銀の排出規制は更に厳しくなる方向にあるため、FAの水銀除去技術

と強熱減量の削減技術の相互影響を調査。石炭灰中の水銀は、未燃炭素に吸着する形で存在している可能性が高いと考えられる。水俣条約

により、石炭灰の高品質化が求められた場合、強熱減量を除去する技術により高品質な石炭灰が製造できることが分かった。

（２）成果普及

・石炭灰ガイドライン（既成灰編）のセミナー開催・石炭灰ガイドライン（港湾工事編）の改訂・石炭灰ＱＡ集の作成


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＜概要＞石炭ガス化溶融スラグの有価利用推進を目指し、①骨材としての性状と安全性の評価を行う。

また、②コンクリート用細骨材としての性状評価を行い、 JIS原案作成に必要なデータを取得しJIS素案を作成する。さらに、③同スラグの特性を活かした利用推進方策を検討する。

クリーンコール技術開発/石炭利用環境対策事業/石炭利用環境対策推進事業/

石炭ガス化溶融スラグ有効利用推進事業New Energy and Industrial Technology Development Organization

＜期間＞平成28年11月～平成30年9月

＜委託先＞一般財団法人石炭エネルギーセンター

委員長：長瀧名誉教授

委員：阿部教授(工学院・建築)河合教授(広島大・土木)岩城教授(日本大・土木)小山教授(明治大・建築)岩波教授(東工大・土木)横田(執役・国土開発)新藤(大成建設)伊藤(全生コン連合会)蛭間((一財)規格協会)山形(東京電力F&P㈱)石川(電源開発㈱)及川(中国電力㈱）

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進捗状況と今後

調査内容



2019FY 2020FY

H31FY H32FY

経産省補助事業

　　　　NEDO事業

(1)骨材としての性状・安全性評価

(2)コンクリート用細骨材としての性状評価及び規格化

(3)コンクリート用細骨材としての利用拡大検討

技術評価委員会

JIS原案作成

プラント予定

2015FY 2016FY 2017FY 2018FY

H27FY H28FY H29FY H30FY

コンクリート試験

スラグ生成特性把握

★勿来B

磨砕試験・処理

利用普及、拡大方策検討・実施

勿来

OCG

★勿来A

★OCG_B

★勿来C

原案作成ＪＩＳ委員会規格化調査･推進

JIS原案データ

★

★ ★ ★ ★ ★

JIS申出

★

モルタル試験

経産省検討

JIS制定

★

磨砕試験

骨材試験

細骨材性能（物性・成分）

有害物質含有・溶出特性

OCG_A★

：NEDO事業

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細骨材としての性状New Energy and Industrial Technology Development Organization


勿来Ｂ砕砂勿来Ａ川砂

細骨材としての物性

細骨材として環境安全性評価

細骨材としての物性

環境安全性評価

密度が天然骨材と同等

吸水率が極めて低い

特定有害物質の溶出がほとんど無い

材料分離の必要が無い

単位水量が減らせる

土壌環境基準の溶出に関する基準値以下本細骨材を用いた製品の環境安全性が担保

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コンクリート用細骨材としての性能

調査内容



圧縮強度

スラグ置換率の増大に伴い圧縮強度が低下

材齢により強度が増大1週の40N/mm2でも充分な強度

スラグ置換率

0％50％75％100％

図１圧縮強度

図２乾燥収縮量

乾燥収縮量

スラグ置換率の増大に伴い乾燥収縮率が減少（セメントや天然砂の種類によらない）

耐久性が向上乾燥ひび割れ抵抗性が向上（製品の外観向上に寄与）

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＜概要＞ CO2排出量が多いセメントを使用せず、石炭灰であるフライアッシュ（FA）を主原料とするエコなコンクリートである『セメント不使用FAコンクリート（通称、ジオポリマー）』を、マンホール管やU字溝等のコンクリート製品として実用化することを目指し、その製造技術開発に取り組む。

＜期間＞平成２８年１１月～平成３０年２月

＜助成先＞一般財団法人電力中央研究所一般財団法人石炭エネルギーセンター

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事業内容（主な研究開発目標）New Energy and Industrial Technology Development Organization

従来技術よりも経済性と施工性に優れ、セメント製と同等の製造コストで、実用可能な性能を有するセメント不使用FAコンクリート（ジオポリマー）を製造する技術の開発

実工場プラントを用い製品を製造する技術の構築（スケールアップ検討）



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平成28年度成果New Energy and Industrial Technology Development Organization

① 目標を概ね達成する、高耐酸性セメント不使用FAコンクリート（ジオポリマー）の製造技術を開発した。

② 発電所管内の熱排水設備として、工場にて試作したU字溝の試験施工を果たした。

③ 実プラントで製品製造する際の課題を抽出した。



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今後の予定New Energy and Industrial Technology Development Organization

フライアッシュ等の原材料品質の変化に応じ、コンクリートの配合を調整する技術を確立する。実プラント及び製造ラインを用いた製品試作試験を行う。需要拡大のため、NETIS、下水道新技術機構の技術認証への登録及びリサイクル製品認定を目指し、各認証・認定に要求されるデータを整理する。強度性状に加え、耐酸性、耐塩害性等の耐久性に関するデータを更に取得する。



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ゼロエミッション石炭火力技術開発プロジェクト/クリーン・コール・テクノロジー推進事業/コールバンクの拡充

調査内容New Energy and Industrial Technology Development Organization

粉砕・縮分

配布

入手した石炭試料

試料保管

一般分析

微量元素分析

Web上でのデータ公開国内石炭関係者

・企業・研究機関・個人事業者

等への提供と利活用へ

Cr Zn As Se Hg Pb

conc

entra

tion

＜概要＞本事業は、過去2件のNEDO事業で構築した石炭データベースについて、褐炭（未利用炭）を中心に炭

種の拡大を図り、これまで非公開であった炭種名（炭鉱名）の公開などを含めユーザーの利便性を向上さ

せたデータベースを構築する。また微量元素分析方法について今後のISO/JIS化を視野に入れ、AIST法

を改良し高感度化させる。

具体的には、石炭収集ではインドネシアや中国、モンゴル等の石炭埋蔵量が多く日本との係わり合いが

高い地域の石炭を中心とした収集に加え、ロシアやモザンビーク、ポーランドなどの既存のデータベースに

存在しない地域の石炭も収集する。AIST法の改良は微量元素の低濃度域分析値の高精度化のため高感

度化に取り組む。

＜委託先＞一般財団法人石炭エネルギーセンター、国立研究開発法人産業技術総合研究所＜実施期間＞平成27年10月～平成30年2月

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＜事業内容＞

（共同提案）

① 炭種の選定と試料手配②-試料の分析及び分析値の公開

②-1 一般分析 ②-2 微量元素分析②-3 AIST法と異なる手法による微量元素分析②-4 コールバンク構築とWeb公開

③ 微量元素分析の高感度化④ 試料の保存、配布⑤ 検討委員会の開催⑥ コールバンクPR活動

＜平成28年度の事業目標（括弧内は事業期間全体の目標値）＞

・低品位炭を中心に事業期間で12炭種（30炭種）を新規調達する・新規調達炭を含め調達した石炭の分析値と炭鉱名を公開するデータベースを構築する・新規調達炭の一般分析値および15種の微量元素分析値の取得と公定法等による微量元素分析値を検証する・AIST法のセレン分析（4元素分析。水銀、セレン、ヒ素、カドミウム）の定量下限値を1/2以下に低減化する・コールバンクの利用拡大に向けて、広報活動を実施する


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＜事業成果(1)＞① 炭種の選定と試料手配

・インドネシア、中国、モンゴル、ポーランド、ロシア、米国等から12炭種を調達

② 試料の分析及び分析値の公開

・9炭種の一般分析、15炭種の微量元素分析の完了。公定法等による微量元素分析値の検証・過去データベースから40炭種のデータ移行完了・炭鉱名を公開した新規データベースを構築

地図上の炭鉱（青印）をクリックすると炭種情報（概略）が表示される。

図構築した新データベース

③ 微量元素分析の高感度化

・セレン分析の高感度化を達成。定量下限値を約1/250に低減化。


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＜事業成果(2)＞④ 試料の保存、配布

・入手した石炭を保管、配布用に調整済み（石炭試料配布はデータベースの試験公開時点から開始する）

⑤ 検討委員会の開催

・2回の検討委員会を開催

⑥ コールバンクPR活動

・8件の対外発表を実施

・モザンビーク、ザンビア炭等を調達する。2017年6月末時点で23炭種調達完了、事業期間内の目標30炭種入手を達成見込み

・旧データベース登録炭のデータ移行を完了する。（2017年6月末時点で118炭種中、95炭種移行完了。文献からデータ追加予定）

・構築したデータベースの試験公開を開始、年内に一般公開を予定・2件の学会発表を含む5件のPR活動を実施予定・新規調達炭の一般分析値および15種の微量元素分析値（2017年6月末時点で計3炭種完

了）の取得と公定法等による微量元素分析値の検証・AIST法のヒ素、カドミウム分析の高感度化。定量下限値を1/2以下に低減化

＜今後の予定（平成29年度の予定）＞


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ご清聴ありがとうございました

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