成果報告書詳細
管理番号20100000001378
タイトル平成21年度成果報告書 国際石炭利用対策事業 クリーン・コール・テクノロジー実証普及事業(FS) 「触媒燃焼を用いた未利用希薄メタンガス処理システム実証普及事業FS(中国)」
公開日2010/9/7
報告書年度2009 - 2009
委託先名川崎重工業株式会社
プロジェクト番号P93054
部署名クリーンコール開発推進部
和文要約メタン(CH4)の温室効果は二酸化炭素(CO2)の21倍であり、地球温暖化に対する影響度はCO2に次いで二番目に大きい。CH4の主要排出源のひとつは炭鉱である。
 中国では石炭が最も重要な一次エネルギーであり、政府は1990年代半ば以降、段階的に石炭生産量を増加させてきた。その結果、2009年における中国の石炭生産量は29.6億トンで、2020年には石炭需要が33.4億トンに達すると予想されており、需要のほとんどは国内炭で賄われる見込みである。
 大量の石炭生産によって中国は世界で最も多く炭鉱メタンガス(CMM)を排出する国となっており、世界のCMM排出総量の40%以上が中国の炭鉱から排出されている。中国では、CMMが炭鉱の安全に係わる最優先課題となっており、政府はCMMの抽出と利用を促進するために様々な政策を実行してきた。しかしながら、低濃度CMM(メタン濃度30%未満のCMMおよびメタン濃度1%未満のVAM)を利用する技術がほとんどないため、2008年に中国の炭鉱から大気中に放出されたCMM(VAMを含む)は200億m3に達した。これは3億トンのCO2排出に相当する。
 「希薄メタンガス処理システム」(以後、「システム」)は触媒燃焼式ガスタービン発電装置と触媒式酸化装置とから構成されており、有害な環境汚染物質を排出することなしに低濃度CMMを発電に利用でき、VAMの排出を削減することができる。本FSでは、中国の炭鉱に「システム」を設置し、運用することによって「システム」の環境性および経済性を評価するモデル事業実施の可能性を評価するもので、モデル事業が実施された場合には、炭鉱の実環境下での「システム」の性能、信頼性、操作性、経済性などが確認される予定である。
 本FSにおいては、可能性のある炭鉱企業4ヶ所を訪問し、モデル事業実施に対する意欲、事業実行能力、資金負担能力、事業に適したサイトの有無などを調査した。その結果、モデル事業実施に対して最も強い意欲を示し、且つ事業に適したサイトを複数箇所準備可能な河南省の焦煤公司を事業対象企業に選定し、九里山鉱新風井をモデルサイトとすることに決定した。九里山の条件で「システム」の性能を計算した結果、年間の正味総発電電力は6,585MWH、温室効果ガス削減量は65,616tCO2eとなった。また、投資回収効率については、モデル事業の
単純投資回収年数は8.1年、IRRは5%であるが、普及時には、それぞれ4.6年、23.4%となり、十分に投資価値がある結果となった。これらの結果より、モデル事業が実施できる可能性は非常に高いと判断できる。
 現在、中国の炭鉱からは大量の低濃度CMM(VAMを含む)が未利用のまま大気中に放出されており、これらを有効利用できる「システム」に対する炭鉱企業の関心は非常に高い。このことから、「システム」が中国の炭鉱に普及する可能性は非常に高く、その普及効果は中国のエネルギーセキュリティに資するだけでなく、地球温暖化防止に対する我国の貢献を広く世界にアピールできることとなる。
英文要約Methane (CH4) is 21 times more potent than CO2 in greenhouse effect. It is second only
to CO2 as a contributor to global warming. Coal mines are one of major resources of CH4
emissions.
Coal has been the most important resource for primary energy in China, and the
government has taken a number of steps since the mid-1990s to expand coal output. As
a result, coal production in China in 2009 is 2,960 million tons, and demand in 2020 is
expected to reach 3,340 million tons. Most of the demand would be supplied by domestic
coal mines.
As a result of its coal production, China is the world’s leading emitter of coal mine
methane (CMM), and contributes over 40% of the world’s total. In China, CMM is
considered first and foremost as a safety issue. To address this issue, the government
has put in place a number of policies promoting CMM drainage and use. However, due
to the lack of utilization technology of lower-concentration CMM (CMM with below 30%
CH4 and VAM with below 1%), China released 20 billion cubic meters of CMM
(including VAM) to the atmosphere in 2008, which equivalents to 300 million tones of
CO2.
The lean CH4 treatment system (“System” hereinafter) which consists of the catalytic
combustion gas turbine generator set and the catalytic oxidizer could utilize
lower-concentration CMM for power generation and mitigate VAM emissions without
harmful emissions. The Study assessed the feasibility of the executing of the model
project in China through the environmental and the economic assessments. In the
model project, the “System” would be installed at an active coal mine, and thus confirm
the performance, reliability and operability to indicate the economic efficiency of it.
During the period of the Study, 4 potential coal mine companies were interviewed for
their feasibility as a suitable site for the model project execution. One of those, Jiaozuo
Coal Co., Ltd. in Henan Province has indicated strong interest and possesses a number
of potential sites. The “New ventilation shaft” of Jiulishan coal mine (Shaft) was
eventually selected as the demonstration site. Based on the site conditions, the
performance and the economic efficiency of the “System” were calculated. The results
show that the “System” could generate 6,585MWh net electricity output and reduce
greenhouse gas emissions by 65,616tCO2e annually without any harmful emissions. In
addition, expected pay-back period and IRR of the investment are 8.1 years and 5%
respectively for the model project. These would improve to 4.6 years and 23.4%
respectively after commercialized. From these results, it could be concluded that the
implementation of the project is feasible.
The amount of CH4 emissions from coal mines in China is huge. There is e a great
number of opportunities for the “System”. If the “System” would become popular, it
would contribute significantly to improve the energy security of China and promote
Japan’s contribution to global warming protection for the world as well.
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