金涌、再び石炭化学について語る：石炭からのガス製造は慎重に、石炭からの石油製造は厳しく制限すべき

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1 石炭からのガス製造は慎重に推進し、石炭からの石油製造は厳しく制限すべき　記者：現代の石炭化学工業に対するご見解と提言を詳しくお聞かせください。　　金涌：現代の石炭化学工業を発展させるには、石炭のクリーンで効率的な変換を目標とし、燃料から原料への転換を重点とし、石炭の質別・階層別利用を方向性とすべきである。石炭からのオレフィン、アロマチック化合物、エチレングリコールの大量生産を推進し、石炭ガスの生産は慎重に行い、石炭からの石油製造は厳しく制限する。　　これは、石油や天然ガスと比べて、現在の技術水準では、石炭をどのように変換しても石油・天然ガス化学工業ほどクリーンで省エネルギー的ではないため、石炭を効率的かつクリーンに変換できる先端技術を目指して共同で研究開発を進める必要があり、そうすることで初めて、石炭化学工業の健全な発展を妨げる環境負荷の大きさや高いエネルギー消費という課題を克服し、業界の健全で持続可能な発展を促進できるからである。　　また、主要な現代の石炭化学製品市場の供給需要の状況を見ると、中国のオレフィンの年間不足量は数千万トンに達しており、アロマチック化合物やエチレングリコールの不足量も数百万トン規模にある。このような巨大な需要と供給不足のため、これらの製品においては当面、生産過剰の懸念はない。また、石油系のルートと比べて、現在の低い原油価格の状況下でも、石炭からのオレフィン、アロマチック、エチレングリコール、ナフサを利用するルートは依然として一定のコスト優位性を持ち、大規模な展開が可能な条件を備えている。　　石炭からの石油はそうではない。発熱量で計算すると、1トンの石油は1トンの標準石炭より30％高い。しかし、現在の技術では、4～5トンの石炭から1トンの石油製品しか生産できず、経済的効率やエネルギー変換効率の両方が低い。さらに、生産過程で大量の二酸化炭素が排出されるため、「十三五」計画期間中に炭素税を導入し、同時に燃料消費税を厳格に引き上げた場合、石油価格が中短期的に低水準で推移する限り、石炭から石油を製造するプロジェクトでは利益を上げることは非常に難しいだろう。したがって、石炭液化の規模をこれ以上拡大することはできず、戦略的技術蓄積として位置づけ、数セットの産業化用実証試験装置を設置するべきである。**から一定の補助金を出してこれらのプロジェクトを維持し、技術の最適化・高度化を支援することで、万が一の事態（例えば戦争）が発生した際に、迅速に必要な規模を確立し、**の戦略的安全を確保できるようにするのである。　　控えめに言っても、たとえ石炭液化油を製造するとしても、一般的な燃料油ではなく、航空燃料油、基礎油、潤滑油、超硬ワックスなど、高付加価値で特徴的かつ石油化学では生産が困難な油種を製造することで、プロジェクトの収益性を高めるべきである。　　また、霧害の防止や社会的な総合的な効果を考慮すると、石炭から石油を製造するよりも、石炭－メタノール－石油品改良剤を開発する方が合理的である。例えば、石炭からメタノールを経由してポリメトキシジメチルエーテル（DMMn）が製造される。現在、自動車の排気ガスがPM2.5に与える影響は全体の約3分の1を占めており、その主な原因は、国産ディーゼル燃料のオクタン価が低く、燃焼が不完全であることです。しかし、ディーゼル燃料に酸素含有のポリメトキシジメチルエーテルを加えることで、ディーゼル燃料のオクタン価と燃焼完全度が大幅に向上し、粒子状物質の排出やPM2.5の発生が減少する。1.2～1.3トンのメタノールから1トンのポリメトキシジメチルエーテルを生産し、20％の割合で使用すると仮定し、我が国の年間ディーゼル消費量が1億5千万トンであることを考慮すると、年間3000万トンのポリメトキシジメチルエーテルが必要となり、それに伴い3600～4200万トンのメタノールが消費される。これにより、国内のメタノール生産能力の過剰問題を効果的に解消できるだけでなく、スモッグの発生も抑制できる。さらに、年間1億トンの原油も節約できる（石油精製企業のディーゼル収率は一般的に30％程度しかない）。まさに一石三鳥と言える。　　石炭からの天然ガスについては、可能な限り輸入し、慎重に推進するという原則を堅持すべきである。エネルギー変換効率だけで見ると、石炭からのガス製造はいくつかの現代の石炭化学プロセスの中で比較的高い数値を示すが、市場の需要やプロジェクトの経済性には大きな不確実要素が存在する。例えば、石炭から作られた天然ガスを工業用窯や小型の石炭ボイラーの改修に利用することで、石炭の燃焼によって引き起こされる大気汚染を大幅に削減できるだけでなく、全体としてのエネルギー利用効率も高くなります。さらに、良い価格で販売でき、良好な収益も得られます。我が国では現在も数億トンの石炭が直接燃焼されており、これが主要な石炭燃焼による汚染源となっている。特に都市と農村が混在する地域や中小規模の町々は、石炭燃焼による汚染を防ぐ上で重点的に対処すべき場所である。石炭ガスを上記の分野を含む家庭用ガスとして利用すれば、石炭による汚染は**軽減されるが、鍵は価格の適切な管理にある。その高騰し続ける価格は、一般の人々には受け入れがたいだろう；石炭から作られた天然ガスを発電に利用した場合、エネルギー利用効率や経済性、環境面などの総合的な利点は、輸入された天然ガスを使った発電に及ばず、石炭を直接燃焼させて発電する場合にも劣る。現在、世界の天然ガス価格は下落傾向にあり、国産天然ガスと輸入天然ガスの価格は逆転している。また、石炭から作られる天然ガスのリスクも高まっており、市場に現れているこれらの新たな動向は、投資家が警戒すべきものである。　　さらに、国内で既に稼働している、または建設が予定されている石炭からの天然ガス製造プロジェクトは、基本的にアメリカのグレートプレーンズガス化プラントで使用されている合成ガスメタン化技術（すなわち二段階法技術）と同様のものである。この技術ルートの弱点は、ガス化ガスからより多くのメタンを得るために、石炭ガス化企業が一般的にルッチ炉を使用していることである。ルッチ炉の最大の問題は、運転過程でフェノールやタールなど、汚染度が高く処理が困難な廃水が大量に発生することです。これは、石炭からのガス製造プロジェクトが正常に運営され、利益を上げる上での大きな障害となっている。新規プロジェクトの立ち上げにあたっては、長期的な視点を持ち、可能な限り先進的で環境に優しい新しい工法を採用することをお勧めします。　　例えば、河北新奥集団は米国のグレートポイント・エナジー社と協力し、石炭の高効率触媒水素化メタン化技術（ブルーガスとも呼ばれる）を開発した。この技術では、触媒を用いて加圧流動床ガス化炉内で一度に石炭由来の天然ガスを合成する。生成される粗ガスのメタン含有量は50％にも達し、水素1立方メートルを消費するごとに天然ガスが1立方メートル追加で生産される。また、ガス化炉の原料適応範囲が広く、装置全体の工程が簡単で投資も少なくて済む。単位製品当たりの石炭・酸素消費量も二段法工程に比べて大幅に削減され、生産コストは前者よりも0.12元/立方メートル低減するため、経済効果および省エネ・排出削減の効果は非常に顕著であると期待される。この技術は現在、産業化の過程にあります。2 石炭の質別・階層別利用の展望はさらに広がる 記者：様々な場で、低品位石炭（リグニット、長炎炭など）の質別・階層別利用を石炭化学工業の発展の総合的な方向性とすべきだとおっしゃっていますが、その理由は何でしょうか？　　金涌：それは、第一に、低品位炭の熱分解を核とした石炭の質別・階層別利用により、まず穏やかな物理的処理によって、石炭中の軽量で揮発しやすく付加価値の高い部分を「抽出」し、残った部分は従来通りに利用するからです。これは、品質が高ければ多く利用され、品質が低ければ少なく利用されるという客観的な法則に合致しており、瀝青炭などの最も合理的な利用方法であり、石炭をクリーンかつ効率的に利用するための方向性として広く認識されている。アメリカ、ドイツ、日本、ハンガリー、旧ソビエト連邦など、**これらの国々も関連技術の開発を進めている。　　第二に、20世紀80年代以降、中国の低品位炭の熱分解技術は急速に発展し、固定床や流動層が成功裏に開発されました；固体熱媒体、ガス熱媒体；ベルト炉や回転窯など、10数種類の石炭熱分解プロセスにより、塊炭の熱分解、粉炭の熱分解、全石炭の熱分解、高温ガス中の油塵分離、石炭タールの全成分の水素化といった、石炭の質別利用の発展を妨げてきた世界的な課題が克服されました。また、高化学的酸素要求量（COD）、高アンモニア窒素、ベンゼン、フェノール、タール、金属などを含む石炭タール廃水の処理に関する重要な技術も既に突破されており、工業用装置が間もなく稼働を開始する見込みです。これにより、石炭の質別利用は優れた技術的・産業的基盤を持つようになります。　　第三に、**科学技術省は、百万トン規模の低品位石炭を用いた定向熱分解による高品質タールおよびガスの製造を「第13次5カ年計画」における重要な科学技術研究課題として位置づけ、2020年までに画期的な成果を上げ、百万トン規模の工業化実証プラントを建設することを目指しています。これは、石炭の質別・階層別利用が**上層部に認められ、政策的な裏付けを得ていることを示しています。　　第四に、石炭の熱分解を核とする石炭の質別・階層別利用は、コールタールやガスなどの軽量で付加価値の高い成分を抽出した後も、従来型の石炭化学工業、現代型の石炭化学工業、超超臨界発電、ガス化複合サイクル発電システム（IGCC）、都市熱供給、建築資材など、石炭が利用されるあらゆる分野と容易に連携させることができる。同時に、重質タールの分解を利用したプラズマ法によるアセチレン製造技術なども開発され、汚染問題が解決されるだけでなく、良好な経済効果も得られる。これにより、異なる産業分野が連携する大規模な石炭化学工業の枠組みが構築され、石炭を効率的に活用する手段がより多様化し、その将来性もさらに広がっている。　　第五に、実際に石炭を最も効果的に活用する方法は依然として超超臨界発電であり、先進的な蓄電池やプラグインハイブリッド車の開発、蓄電池の規格統一、蓄電池のレンタル制度の導入、使用済みの劣化した蓄電池を夜間に充電することで電力網の需要変動を緩和することが、大幅な省エネと石油資源不足の大幅な削減を同時に実現できる最良の手段かもしれない。