成果報告書詳細
管理番号20120000000264
タイトル平成18年度成果報告書 石炭起源の合成燃料の導入可能性に関する調査
公開日2012/6/9
報告書年度2006 - 2006
委託先名財団法人エネルギー総合工学研究所
プロジェクト番号Q05015
部署名環境部
和文要約原油市場価格が高騰し高止まりする中で、石炭、天然ガス、バイオマス等から製造される液体燃料への注目が高まっている。本調査研究の目的は、いくつかのシナリオのもとで、石炭、天然ガスのような一次エネルギー資源およびバイオマスから製造される液体合成燃料の日本市場への導入の可能性、および石炭起源の液体燃料の導入条件をシミュレーションにより明らかにすることである。
まず、我国が開発した石炭直接液化プロセスを含む各種合成燃料製造プロセスについて検討を加えた。各プロセスの技術データおよび資本コスト、液体燃料の輸送コストに関する情報を収集、分析を行い、また、いくつかのシナリオとシミュレーションの条件を設定するため、社会情勢の変化を踏まえたエネルギー需要、天然資源価格の動向を調査した。
各種プロセスを組み合わせてプロセス構成とパスについて検討した。パスの設定に当っては、輸送用燃料および定置利用燃料として、メタノール、ジメチルエーテル(DME)、フィッシャー・トロプシュ油(FT油)、原油および石炭直接液化によるガソリン、ディーゼルオイル、LPG、燃料油、バイオエタノール、バイオディーゼルを選択した。メタノール、FT油、原油および石炭液化によるガソリン分は、一定の混合割合で、自動車用ガソリンとブレンドされる。DME、FT油、ディーゼルオイルは、ディーゼル用のブレンド燃料として利用される。(財)エネルギー総合工学研究所により開発された評価モデル、GRAPEモデル(Global Relationship Assessment to Protect the Environment)は、エネルギーモジュール部分を適宜拡張、変更して本調査研究に適用された。日本におけるエネルギーバランスの基本データには、石炭、天然ガス、バイオマス、石油、再生エネルギー、原子力が含まれている。
6ケースについて、2050年までの日本への各合成燃料の導入量および導入割合について5年毎にシミュレーションを実施した。主な結果は、以下の通りである。1)基本ケースにおいて、天然ガスと石炭からのFT油、天然ガスによるDME、および石炭直接液化による石炭起源のガソリンの割合は、輸送用燃料として徐々に増加する。2)「エネルギー資源高価格ケース」および日本への石油供給量が2030年において半減すると想定した「石油供給半減ケース」では、石炭起源の合成燃料が大幅に導入される。3)二酸化炭素の排出制限および石油供給が制限された場合には、石炭由来の合成燃料に代わり、バイオ燃料、バイオディーゼル燃料がより利用される。
本調査研究により、石炭起源の合成燃料導入条件を明らかにすることができた。今後は、より広範な市場と天然資源供給を考慮し、対象範囲を拡大した調査の実施が期待される。
英文要約Synthetic fuels derived from coal, natural gas, biomass and so on receive broad attention under the circumstances that oil prices are hovering at a high level. The objectives of this report are to clarify how synthetic liquid fuels derived from the natural resources like coal, natural gas, and biomass will be introduced to Japanese market under several scenarios and what conditions will stimulate the introduction of coal-derived liquid fuel. Our evaluation model was used to simulate the trend of the synthetic fuels toward 2050, planning the scenarios on energy prices, world’s supply of crude oil, and global environment.
First, processes for producing synthetic fuels including the direct coal liquefaction process developed by Japanese companies were investigated. Technical data and capital costs on the process plants and transportation costs of the liquid fuels were gathered and analyzed. The trends of energy consumption and prices of the natural resources based on social conditions were investigated to make the scenarios and set the simulation conditions.
Next, the process configuration and paths connecting the processes were studied. Methanol, DME, Fisher Tropsch oil (FT oil), gasoline from crude oil and coal by the direct process, diesel oil, LPG, fuel oil, bio-ethanol, and bio-diesel were selected as a component of transportation and stationary-use fuels. Methanol, FT oil, bio-ethanol, and gasoline from crude oil and coal are blended for automobile gasoline with a limited mixing rate. DME, FT oil, diesel oil can be used for diesel blend fuel. The GRAPE model (Global Relationship Assessment to Protect the Environment) developed by The Institute of Applied Energy was revised for the simulation. The base data of energy balances in Japan including renewable energy, nuclear power, and crude oil as well as coal, natural gas, and biomass were stored.
The simulation of six cases was carried out to predict the trends of component distributions of liquid fuels every five year toward 2050. The major results are shown as follows. 1) The fractions of FT oil from coal and natural gas, DME from natural gas, and gasoline derived from coal by the direct process gradually increase toward 2050 as transportation fuel in the base case. 2) A considerable amount of the coal-derived liquid fuel is introduced toward 2030 under the conditions of high energy prices and limited supply of crude oil. 3) More bio-fuel and BDF instead of coal-derived fuel are used with the limit of emissions of carbon dioxide and with the limit of crude oil supply.
Through this research the conditions that coal-derived fuel would be considerably introduced were clarified. It is expected that more world-wide investigation will be carried out, considering the global market and the limit of natural-resource supply.
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