石炭由来オレフィンは、環境規制とコストの制約をどう打開するのか？

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石炭由来オレフィンは、環境規制とコストの制約をどう打開するのか？著者/出典：中国化工報　日付：2016年4月12日　クリック数：31　「第12次五カ年計画」期間中、近代的な石炭化学工業の発展により石炭からのオレフィン生産が急成長し、年間生産能力は約800万トンに達し、オレフィン全体の生産能力の17.2％を占めている。“しかし、現在の低石油価格の状況下では、石炭からオレフィンを製造する企業の存続はますます困難になっており、環境保護やコストという二重の制約を克服するためには、技術的なブレークスルーが不可欠である。”中国化学会が3月末に開催した2016中国（国際）オレフィン大会では、革新的な技術を通じて発展の難局を打破する方法が、石炭からオレフィンを製造するプロセスに関する議論の焦点となった。 石炭からのオレフィン生産は適度に発展させるべきである。我が国は石炭は豊富だが石油が不足しているというエネルギー構造を持ち、オレフィンの原料を軽質化するという政策方針、オレフィン市場における供給不足の状況、そして高い利益率といった要因により、「十二五」計画期間中に多くの新たな石炭からのオレフィン生産能力が誕生した。統計によると、2015年末時点で我が国の石炭/メタノール製オレフィンプラントは合計19基あり、生産能力は合計770万トンであった。 しかし、オレフィンの新規生産能力が急増したことで、国内の供給構造に変化が生じるだけでなく、原油価格が低い状況下では負の影響も顕著になり、石炭／メタノールを原料とするオレフィン製造企業は次々と窮地に陥っている。特に外部から原材料を調達しなければならないオレフィン企業では、コスト圧力の急増により、大幅な赤字が常態化している。今後も石炭系オレフィンプロジェクトを推進するかどうかが、業界の関心事となっている。 “石炭系オレフィンプロジェクトは適度に発展させるべきである。”これは参加した専門家たちが広く同意している見解です。一方で、我が国は石炭資源が比較的豊富であり、石炭からのオレフィン製造を発展させることで、オレフィンの原料供給源を多様化し、原油の輸入依存度を低減することができる。一方、国際原油価格が30～40ドルの状態が続く期間は長くないだろう。国際エネルギー機関の予測によると、2020年の国際原油価格は80ドルまで回復する見通しで、OPECが予測する価格は60～80ドルとなる見込みです。石油化学産業計画院の白颐副院長は講演で、彼らが試算した石炭系オレフィンプロジェクトが耐えられる原油価格は70ドルであり、メタノール系オレフィンは60ドルだと指摘した。このような予測に基づき、石炭からのオレフィンは引き続き適度に発展可能であるとの判断が下されたのである。 環境対策コストの二重の制約により、石炭系オレフィン製造プロセスの生産コストは高く、設備の収益性も悪い。特に現在の状況下では、生き残ることはさらに困難である。中国化学工学会石油化学専門委員会の委員である王玉慶によると、ここ1年間で石炭価格は大幅に下落したものの、石炭からのオレフィン製造コストは依然として、従来のスチームクラッキング法やプロパン脱水素法よりも明らかに高い状態にある。今年1月の石油価格と石炭価格をもとに算出すると、各種オレフィン製造プロセスのコストは、スチームクラッキング＜プロパン脱水素＜石炭由来オレフィンとなる。市場データによると、2015年後半のメタノールからプロピレンを製造する（MTP）プロセスでは、1トンあたり平均760元の損失が出ており、MTP装置はすべて停止状態になった。これは、現在建設中または建設予定の関連企業にとって大きな打撃となったことは間違いない。 同時に、従来の蒸気分解法やプロパン脱水素法と比べて、水消費量が多く、炭素の有効転換率が低く、CO2排出量が多く、廃水の処理が困難であることも、石炭からオレフィンを製造するプロセスが環境面で大きな問題を抱えている弱点となっている。また、石炭からオレフィンを製造するプラントの長期運転に関する経験は比較的不足しており、特に大型ガス化炉や空気分離装置などは依然として弱点であり、運転を通じて経験を積む必要がある。したがって、王玉慶は、石炭系オレフィン産業の発展にあたっては、まず石炭資源と水資源を確保すべきだと考えている；将来ますます厳しくなる環境規制に対応するため、省エネ、排出削減、節水などの分野を特に重視している。 バイ・イーもまた、現在の近代的な石炭化学産業の基盤がまだ完全に最適化されておらず、成熟していない状況において、大規模な石炭系オレフィンプラントの建設が地域の水資源のバランスや生態環境の保護に大きな負担をもたらすと強調した。国内のメタノール供給の安定性やコスト管理のリスクが十分に把握できていない状況では、外部からメタノールを調達してオレフィンを製造するプロジェクトにおいても、原材料供給や投資に関するリスクが存在する。したがって、石炭／メタノールからのオレフィン製造など、新しい原料ルートによるオレフィン生産能力の発展に対しては、理性的かつ客観的に対応しなければならない。 イノベーションを活用してボトルネックを打破する 「環境保護とコストのボトルネックを打破するには、技術的なイノベーションに依存しなければならない。」”これは参加した専門家たちが一致した見解です。中国科学院大連化学物理研究所は、国内における石炭からのオレフィン製造技術のリーダーであり、同研究所が開発したMTO/MTP技術は既に9基のプラントで導入されており、合計で520万トンのオレフィン生産能力を有している。 同研究所の劉中民副所長によると、原油価格が低い状況下で、これらの石炭系オレフィンプロジェクトの損益状況は一様ではないが、共通している点は新技術を導入した装置の方が概して良好な利益を上げていることだ。例えば、寧夏宝豊集団の石炭をメタノールに変換してオレフィンを製造するプロジェクトでは、一部でコークス炉ガスを利用したメタノール製造技術が採用されたことにより、昨年の上半期に6億2000万元の純利益を上げ、良好な経済的効果を達成しました。バイ・イーも、新たに導入される石炭系オレフィンプロジェクトでは、設備の技術最適化を徹底することが不可欠であり、それによって初めて設備の収益性を確保できると強調した。 現在の低油価の状況のもと、劉中民院士は石炭化学企業に対し、メタンからオレフィンを製造する技術や合成ガスからオレフィンを製造する技術といった、最近進展が見られる新技術の開発にもっと注力すべきだと提言している。これら2つの新技術は、石炭を原料とするオレフィンの生産コストを削減し、環境問題を解決する上で大きな期待が寄せられている。 メタンからオレフィンを製造するプロセスは、包信和院士のチームが開発した新しい触媒反応であり、無酸素状態下でメタンを効率的に変換してオレフィン、芳香族化合物、水素を生成します。これは従来の方法と比べてより経済的で、環境にも優しいです。今年3月、大連化学物理研究所はサウジアラビアのサバク・インダストリーズ社および中国石油天然気集団公司と三者協力により、この技術を研究室から産業化へと迅速に推進している。 同じく今年3月には、合成ガスからオレフィンを製造するプロセスも開発に成功しました。このプロセスは、水消費量とエネルギー消費量が多い水素製造の水素化ガス変換法を採用せず、石炭ガス化によって得られる合成ガスをそのまま利用し、新しいタイプの複合触媒の作用によって、高い選択性をもって一工程で低炭素オレフィンを得るというものです。石油の60％以上を輸入に頼り、エネルギー構造が石炭中心で水資源も日増しに不足している中国にとって、この画期的な成果の重要性は言うまでもない。CO2の総排出量を変えることなく、水消費量が少ない石炭変換の新たな方法を確立した。 同じく今年3月、業界の注目を集めていた中煤図克の化学肥料・石炭化学工業における廃水処理およびゼロ排出システムプロジェクトが、中国煤炭工業協会が主催した専門家による評価を無事に通過しました。専門家は、本プロジェクトで開発された石炭化学工業の廃水ゼロ排出システムの技術的アプローチは合理的であり、廃水の削減と資源化を実現し、廃水の再利用率は98％に達すると考えている。この成果は、水資源が不足している地域における石炭化学工業の発展にとって、模範的かつ普及的な意義を持つ。 専門家は、このような速度で技術の研究開発と革新を進めれば、石炭からのオレフィン製造プロセスの将来が明るくないはずがないと述べている。