2018-07-26

石炭が水素を生む！？「褐炭水素プロジェクト」

褐炭からつくった液化水素を輸送する船のイメージを示した絵です。

褐炭からつくった液化水素を輸送する、特殊な船のイメージ図（出典）HySTRA

「国によって異なる石炭火力発電の利活用」でもご紹介したように、「CO2の排出量が多い」という弱点を持っていた石炭火力発電は、高効率化・低炭素化の技術開発が進むことで、環境への負荷が低減されていきます。

そんな石炭に関して、さらに画期的な取り組みが進んでいます。それは、輸送がむずかしいことから利用先が限定されている低品質な石炭である「褐炭」を、次世代エネルギーである水素の原材料として活用することで、資源の有効活用とCO2排出削減に役立てようというプロジェクトです。今回は、そんな「褐炭水素プロジェクト」についてご紹介しましょう。

廃棄物や低品質の未利用エネルギーからもつくりだせる水素

水素は、エネルギーとして利用する際にCO2を出さないという特徴を持ち、次世代エネルギーのひとつとして期待されています。

詳しく知りたい: 「水素エネルギー」は何がどのようにすごいのか？; カーボンフリーな水素社会の構築を目指す「水素基本戦略」

この水素、さまざまな資源からつくることができるというのも特徴のひとつです。水はもちろん、メタノールや廃プラスチック、石油や天然ガスなどの化石燃料からもつくることができます。たとえば、廃棄物や、品質が低いなどの理由で利用されず埋蔵されたままのエネルギー燃料から水素を大量につくることができれば、コストを抑えながらエネルギーを安定的に確保する「エネルギー安全保障」の観点から、非常にメリットが大きいと言えるでしょう。

CCSや再エネと組み合わせてCO2排出削減にも貢献

水素をつくる際に排出されるCO2を何らかの方法でゼロにできれば、つくる時から使う時までCO2を実質的に排出しないエネルギーとして、CO2排出削減にも貢献することができます。

その方法としては、排出されたCO2を回収して地中に埋める「CCS」の技術を利用することが考えられます（「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』」参照）。

また、再生可能エネルギー（再エネ）の資源量が多い海外の地域で、将来的に発電コストがじゅうぶんに安価になれば、再エネ由来の電気を使って直接“CO2フリー水素”をつくることも可能になります。

こうした海外に存在する未利用資源とCCS技術を組み合わせたり、再エネを活用するなどして大量の水素を調達するためには、水素の「製造、貯蔵・輸送、利用」まで一貫したサプライチェーンの構築が必要です。

オーストラリアの未利用エネルギーで水素をつくり日本へ

そこで進められているのが、国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）による「褐炭水素プロジェクト」です。褐炭とは、水分や不純物などを多く含む、品質の低い石炭のこと。輸送効率や発電効率が低く、さらに乾燥すると自然発火するおそれもあるため、採掘してもすぐ近くにある火力発電所でしか利用できないなど、利用先が限定されています。そのため国際的にも取引されておらず、安価なエネルギー資源です。

オーストラリアのビクトリア州には、こうした褐炭が大量に存在していると見られています。その量は、あくまで理論上の埋蔵量ですが、日本の総発電量の240年分に相当する量だという試算もあります。

オーストラリア･ビクトリア州の褐炭採掘場の様子を写した写真です。

オーストラリア･ビクトリア州の褐炭採掘場

プロジェクトでは、水素に関するサプライチェーンのうち、この未利用エネルギーであるオーストラリアの褐炭から水素を製造する部分と、それを日本へと輸送するという部分の実証をおこなっています。具体的には、①褐炭から水素を含むガスをつくる「褐炭ガス化技術」、②液化した水素を長距離、大量に輸送する技術、③液化した水素を荷役（港で船からあげおろしすること）する技術の実証です。

褐炭水素プロジェクトの概要
褐炭水素プロジェクトの概要を示した図です。

大きい画像で見る

このプロジェクトは2015年から2020年度までの6年間にわたっておこなわれており、オーストラリア連邦政府およびビクトリア州政府の協力を得ています。事業主体は川崎重工業、卸電力会社の電源開発、水素供給技術を持つ岩谷産業、シェルジャパンによる「技術研究組合CO2フリー水素サプライチェーン推進機構（HySTRA）」です。

また、水素を製造する際に排出されるCO2は、将来的には、オーストラリア連邦政府・ビクトリア州政府が進めているCCSプロジェクトのひとつである「CarbonNETプロジェクト」と連携して、地中に貯留する予定です。

2018年現在は、水素製造に必要な機器の製作、液化水素を輸送するのに必要な特殊な船の製造などが進められています。予定では、2020年には実証運転がおこなわれることとなっています。ここから見えてくる次世代のエネルギーサプライチェーンの姿に、期待が高まります。