石炭からタールを抽出し合成ガスを製造する一体型技術（CCSI）で大きなブレークスルー

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石炭利用とエネルギー産業革命の鍵――石炭からタールを抽出し合成ガスを製造する一体型技術（CCSI）で大きな進展があった。最近、陝西延長石油（集団）有限責任会社の炭化水素高効率利用技術研究センターによって独自に開発された、石炭からタールを抽出し合成ガスを製造する一体型技術（CCSI）において大きな進展が見られた。万トン規模の工業用試験装置が144時間連続して安定して稼働し、タールの生産率は16.23％に達し、合成ガスの有効成分比率は35％以上（空気を用いた気化方式）となり、すべての指標が設計値を達成または上回った。 36t/d CCSI工業試験装置 CCSI工業試験装置の運転現場 現在、我が国における石炭の利用方法は直接燃焼や単一変換が主流であり、その発熱量や一部の成分のみが利用されている。これにより、有用な成分が無駄になったり経済的損失が生じたりするだけでなく、資源の一部が環境を汚染する排出物に変わってしまう。石炭の質別利用と石炭ベースのコージェネレーション技術の革新により、石炭を効率的かつクリーンに変換し、燃料原料として活用することが可能になる。CCSI技術により、1つの反応器内で石炭の熱分解反応とガス化反応を同時に行うことができ、石炭を直接コールタールおよび粗合成ガスに変換する。これにより石炭資源の利用率や変換効率、付加価値が最大限に高められ、石炭の質別利用技術がより高い水準へと向上する。 将来的には、CCSI技術を核として、石炭を効率的かつクリーンに石油（コールタール）やガス（合成ガス）に変換し、さらに液体燃料の製造や化学物質の生産、発電産業と結びつけることで、石炭・石油・電力の複合的な生産システムを構築します。これにより、全く新しいエネルギー開発モデルが生まれ、低油価の状況下での石炭化学工業の発展やエネルギー利用のあり方に大きな影響を与え、石炭産業やエネルギー化学工業のあり方を変革していくでしょう。主要な技術革新と産業の優位性は、5つの側面に表れています：技術アプローチが斬新であること。石炭の従来の質別利用方法を変え、例えば石炭熱分解技術や石炭熱分解・燃焼一体型技術などを用い、熱分解技術と粉炭ガス化技術を有機的に統合することで、石炭を1つの反応器内で直接気体および液体の両方の形態の生成物に変換する。これにより、コールタールの高収率が得られるだけでなく、粉炭も効率的に変換され、「徹底的に活用する」ということが実現し、変換効率や生成物の付加価値もさらに高まる。 エネルギー変換効率が高い。反応器特有の流動層、温度場、流路構造の設計、そして高温固体粒子の高倍率循環により、良好な温度勾配が形成される；気化・熱分解反応の結合により循環型の閉鎖系が形成され、両者間で物質と熱エネルギーが相互に利用されることで、反応系は自己加熱平衡に達し、エネルギーの総合変換効率が大幅に向上する。 環境保護の効果は顕著です。CCSI技術を発電産業と組み合わせることで、石炭タールを抽出すると同時に「ガス」（合成ガス）を石炭の代わりに利用して発電し、石炭のクリーンかつ効率的な変換－石炭タールの高度加工－グリーン発電が一体化した、新型の石炭・石油・電力の複合生産システムが実現される。合成ガスには水銀やヒ素といった重金属汚染物質が含まれておらず、発電前に脱硫・脱炭・除塵を行うことができる。これにより、既存の石炭火力発電所の排煙処理設備が高コストで効果も低いという現状を改善し、産業チェーンの最前段階で汚染物質の排出問題を解決し、「青空アクション」を実践することができる。 経済的効果が高い。新型灯油電気複合発電モデルは、その高い収益性と極めて低い排出量という利点により、既存の石炭火力発電産業の転換・高度化を大いに促進することでしょう。現在、我が国の年間石炭火力発電の使用量は約20億トンであり、そのうち約70％の発電所で使用されているのが亜臨界ボイラーです。これらをすべてCCSI技術によって改修すれば、発電効率を大幅に向上させると同時に、約2億トンのコールタールが追加で生産され、それによって原油輸入量の50％以上を代替することが可能になります。さらに、新たに建設される超低排出型発電所では、CCSI・ガスタービン発電方式を採用することで、大規模な空気分離装置の建設が不要となり、IGCCの投資コストを大幅に削減できる。これにより、IGCCは我が国においてより早期に商業的な利用が可能になる。 市場は広大だ。CCSIの技術革新により、灯油と電力の結合した発展の道が開かれ、炭素ベースの複合生産技術の継続的な最適化と革新が深みと幅の両面から推進されました。これにより、経済的効果と環境保護の両立が促進され、さまざまな産業間で産業クラスターや循環型経済の発展モデルが形成されることになります。 了解によると、CCSI技術の研究開発は2012年10月に始まり、スケールアップ実験、低温状態でのシミュレーション研究、36t/d規模の工業用試験装置の設計・建設といった段階を経て、2015年8月に工業用試験装置の建設が完了し、同年11月には全工程が稼働を開始した。そして最近、大きな進展が見られている。現在、この技術に基づき開発される年間100万トン（1日あたり3600トン）規模のCCSI産業化プラントのプロセスパッケージ作成作業が同時に進められており、「十三五」計画期間中に工業的実証および技術普及の取り組みが行われる見込みです。