成果報告書詳細
管理番号20160000000523
タイトル平成27年度成果報告書 二酸化炭素原料化基幹化学品製造プロセス技術開発 化学品原料として利用可能な水素製造技術に関する検討
公開日2016/6/28
報告書年度2015 - 2015
委託先名一般財団法人エネルギー総合工学研究所 神鋼リサーチ株式会社
プロジェクト番号P14002
部署名環境部
和文要約本検討は、NEDOが実施中の太陽エネルギーを利用して水から得た水素とCO2から基幹化学品を製造する技術開発において、既存のあるいは開発中の水素製造技術による水素製造コストを念頭に置いて研究開発を進めていくために実施されたものである。
本検討において、水素製造方法として、(1)副生水素(苛性ソーダ製造、鉄鋼生産、石油化学プロセスなどからの副生する水素)、(2)化石燃料の改質(天然ガス、ナフサ、石炭などの炭化水素からの水素製造)、(3)水電解(化石燃料由来のエネルギーによる電解水素、および再生可能エネルギーによる電解水素)、(4)その他の技術(バイオマスからの水素製造、熱化学法等)などの技術動向を調査した。具体的には、技術内容とその特徴、製造される水素の純度、組成や副生成物(CO2など)を調査した。また標準的な製造設備での製造量、外販量及び当該設備の占有面積を調査するとともに、調査した製造量から現在及び将来(例えば、2030年頃、2040年頃)の製造量を推算した。さらには国内での結果を踏まえて、海外におけるそれぞれの技術による水素の製造規模も推算した。
 各種水素製造方法による化学品原料としての一定量の水素を製造した場合の製造コストを調査した。現在、実用化されている技術に関しては、水素の市場価格及び製造コストを調査、試算し、実証段階にある技術については、製造コストを試算した。具体的には、化学品原料としての水素のスペックを、純度99.9%以上、硫黄分0.1ppm以下として、製造規模を1万t/年、10万t/年、20万t/年の場合ごとに、現在と将来(例えば、2030年頃、2040年頃)における市場価格及び水素製造コストの試算、予測を行った。なお発生する水素の純度が上記スペックに満たない場合は、それを精製するコストを試算し、水素製造コストとした。計算した水素コストを表に示す。
 
水素社会への見通しとロードマップについて内外の公開情報をもとに調査を行い、将来動向について考察した。また、太陽光エネルギーを用いた将来の水素生産技術の比較ならびに人工光合成プロジェクトの水素製造コスト目標値について考察した。
英文要約This study was carried out in order to effectively achieve the research and development by NEDO, in order to produce basic chemicals using hydrogen from water by solar energy. Hydrogen production costs were estimated for the NEDO project, by existing or using hydrogen production technology.
In this study, the technology trends were studied such as (1)by-product hydrogen (hydrogen from caustic soda production process, from steel making process, from chemical process), (2)hydrogen from reforming of fossil fuels (natural gas, naphtha, and coal), (3)hydrogen from water electrolysis process (grid power, or renewable energy), (4)other technology (IS process, photocatalytic process).
Technology and characteristics of a hydrogen production process, the purity of the hydrogen, the composition or by-products was investigated. The amount of production, sales volume and the occupied area was studied at a standard hydrogen production process. Future production volume (for example, 2030, 2040) was calculated from the current amount. Hydrogen production scale in foreign countries was estimated
Hydrogen production cost of each production scale as a chemical of raw materials have been calculated. Hydrogen production costs by commercialized process was calculated and hydrogen production costs by a process in development was estimated. Hydrogen specs for chemical raw materials were a purity of 99.9% or higher, and sulfur content 0.1ppm or less. Hydrogen production scale has been set 10,000 t / year, 100,000 t / year, was set to 200,000 t / year. In the current and the future (for example, 2030, 2040), the hydrogen production cost was calculated and estimated. In the case of hydrogen purity insufficient, purification costs are estimated, and added to the hydrogen production cost. Calculated hydrogen production cost were shown in the table.

By survey public information domestic and international, the future trends and roadmap of hydrogen society has been discussed. Hydrogen production technology using the solar energy is survey and the hydrogen production costs by photocatalytic process and photoelectrochemical process were discussed.
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