我が国の石炭化学産業の現状と発展傾向の分析

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我が国は比較的「石炭は豊富だが石油は少ない」**であり、現代の石炭化学製品を適切かつ計画的に発展させることには一定の戦略的意義がある。長年の努力を経て、我が国は石炭から石油、オレフィン、ジメチルエーテル、エチレングリコール、天然ガスなどの現代型石炭化学製品や技術、設備を開発・建設し、一定の規模に達することで、そのさらなる発展のための堅固な基盤を築いた。 石炭化学工業には、伝統的な石炭化学工業と現代的な石炭化学工業が含まれる。コークス、窒素肥料、カーバイドなどの従来の石炭化学工業は成熟した産業であり、現在、生産能力、生産量、消費量がいずれも非常に大きい。一方で、石炭液化、石炭からのオレフィン製造、石炭からのジメチルエーテル製造、石炭からのエチレングリコール製造、石炭からのメタンガス製造など、現代の石炭化学工業製品はいずれも国内での需要が大きく、供給不足となっている製品であり、市場の発展潜在力が非常に高い。我が国の現代石炭化学工業は現在、産業実証段階にあり、実際の生産量は非常に少ないものの、発展への意欲は高い。 　　一、石炭化学工業の主要製品の生産動向　　（一）石炭からの石油製造業の現状　2010年における我が国の原油生産量は2億300万トンであり、実際の加工量は4億2300万トンでした。一方、原油の輸入量は2億3900万トンに達し、輸入原油への依存度は53.8％にも上りました。我が国の経済社会の発展ニーズに基づき、2015年時点で我が国の石油需要は5億トンに達すると予測される。しかし、資源不足の制約から、今後数年間における我が国の原油年産量は2億トン程度にとどまる見込みだ。したがって、2015年には我が国の石油輸入依存度は60％まで上昇すると予測され、我が国は依然として大量の原油および石油製品を輸入する必要があり、深刻な石油安全問題が存在する。 我が国の石油及びその製品の供給と需要の不均衡を緩和するため、石炭液化の発展は非常に重要な意味を持つ。2009年、我が国の複数の石炭製油実証プロジェクトが相次いで試運転に成功し、独自の知的財産である直接液化および間接液化型石炭製油技術が初めて実証された。石炭からの石油製造の実証プロジェクトが成功したことを受け、2009年12月に商務省は2009年第122号の告示を発表し、中国神華石炭石油化学有限公司および神華鄂爾多ス石炭石油製造子会社に精製油の卸売業務を行う資格を与え、石炭からの石油製品の合法性が確立されました。　　2009年頃、国内で相次いで試験運転が開始された石炭からの石油製造プロジェクトの概要は表1の通りである。 http://s13.sinaimg.cn/middle/673120a7hb86f6e08630c&690 2008年12月30日、神華集団の鄂爾多ス市にある年間108万トンの能力を持つ直接液化型石炭製油プラントの試験運転が開始されました。翌日にはプラント全体の処理プロセスが正常に機能し、適格な石油製品が生産されました。70％～75％の負荷状態で168時間連続して運転され、予定されていた試験運転が無事完了しました。初回運転を踏まえ、神華集団は初回運転で明らかになった問題を改善し、2009年7月、9月、12月にさらに3回の試運転を行った。4回にわたる運転試験を通じて、我が国が独自に開発した直接液化技術は設計が合理的で技術的にも実現可能であり、負荷率および油収率は設計値に近い数値を示している。さらなる改良を経れば設計値を達成できる見込みである。特に、プラントの長期安定運転を妨げていた輸入機器の国産化が著しい成果を上げており、高圧差バルブや高温で固体を含む遠心ポンプの使用寿命も徐々に延びてきており、これにより大規模な工業生産の基盤が築かれつつある。また、中科合成油公司が独自に開発したスラリー床合成技術を採用した3基の工業試験装置も相次いで稼働を開始した。その中で、伊泰アプリケーションズの中科合成油会社による年産16万トンの石炭からの石油製造プロジェクトは、2009年3月に試運転に成功し、9月に正式に稼働を開始しました。これまでに合計5万トン以上の石油製品が生産されています。山西潞安グループの年産16万トンの石炭から石油を製造するプラントは、8月に合格したディーゼル燃料やナフサ製品を生産しました。神華集団の年間18万トンの鉄触媒スラリー床間接液化装置も、2009年末に無事試運転を完了した。　　（二）石炭からのメタンガス産業の現状　2010年の国内の天然ガス生産量は944.8億立方メートルで、輸入量は166.1億立方メートル、見かけ上の消費量は1070.3億立方メートルであり、一人当たりの消費量は67標準立方メートル/年で、世界平均を大きく下回っている。 　　現在、我が国における天然ガスの一次エネルギー消費構造中の割合はわずか4％に過ぎません。天然ガスの一次エネルギー構造中の割合を高め、国民の生活品質を向上させ、人類が生態環境を改善しようとする要求に応えるため、中央政府は「石油とガスを並行して開発する」という戦略方針を定め、天然ガス資源の開発利用を強力に奨励しています。今後10数年間、中国の天然ガス需要は高速増加傾向にあり、平均増加速度は13％に達する見込みだ。2015年には、天然ガスの需要量は約1700億～2100億立方メートルに達する見込みで、その場合の不足分は300億～700億立方メートルになると予想されます。 　　国内において天然ガスの新規技術や経済的に採掘可能な埋蔵量が減少し、探査の難易度が上昇し、新たに発見される埋蔵量の品質も低下しているという状況下で、国内企業は目的を定めて石炭からメタンガスを製造するプロジェクトの産業化を進めている。その中で、大唐集団が内モンゴルの赤峰と遼寧の阜新に建設する、年間40億立方メートルの石炭からのメタンガス製造プロジェクト2件が相次いで**発改委の正式な承認を得た。また、内モンゴルの匯能石炭からのメタンガス製造プロジェクトも2009年12月に**発改委の正式な承認を獲得した。国内の天然ガス市場が急速に成長し、天然ガス価格の上昇が強く予想されるほか、天然ガスの長距離輸送パイプラインの建設も本格化している。さらに、中国海洋石油集団、神華集団、華能集団、中国電力投資集団、新奥集団、華銀電力、新汶集団、慶華集団など、多くの企業が石炭からメタンガスを製造する事業に期待を寄せ、参入を検討している。そのため、石炭からメタンガスを製造する事業は、新たな石炭化学分野における投資のホットスポットとなっており、急いで産業化を進めようとする動きが見られる。 　　中国石油化学工業連合会の不完全な統計によると、現在国内で建設中、計画中、または策定段階にある石炭からのメタンガス製造プロジェクトは10余りあり、その生産能力の合計は年間3,000億立方メートルを超える（表2参照）。その中で、大唐国際発電会社が内モンゴル自治区赤峰市に建設している年間40億立方メートルの石炭ガス化プロジェクトが最も進捗が早く、計画通り2012年に稼働予定である。 　　（三）石炭からのオレフィン産業の現状　2010年時点で、中国には24社のエチレン製造企業があり、29基のエチレン生産設備があった。その総生産能力は1,519万トン/年で、実際の生産量は1,418.8万トンであった。エチレン生産企業の平均規模は63.3万トン/年に達し、単一装置の平均規模も52.4万トン/年まで向上した。 　　2010年の中国におけるエチレンの実質消費量は1496.6万トンで、等価消費量（国内生産量＋輸入量－輸出量＋下流製品の純輸入量による換算値）は約2960万トンであり、エチレンの国内自給率は約50.6％であった。2015年には、国内のエチレン換算需要量は3200万トンに達し、エチレンの不足分は約1000万トンとなる見込みで、市場の潜在力は大きい。 　　2009年以降、3つの石炭系オレフィン実証プロジェクトは着実に推進されている。現在、3つの大型実証プロジェクトにおいて、本体工事および主要機器の設置がすべて完了し、鋼構造物の製作・設置や配管のプレファブリケーションが全面的に進められている。また、ユーティリティー設備も次々と機械的完工を迎え、単体試運転段階に入っている。3つのモデルプロジェクトの状況は表3を参照。 　　実証プロジェクトの建設状況によると、工事の総投資額は約180億～190億元であり、いずれも事前評価報告書での試算範囲を大幅に上回っているため、プロジェクトの投資対効果が低くなっている。国際原油価格が大幅に変動したり、石油化学業界の景気サイクルが低迷期にある時、実証プロジェクトの競争力と経済性は大きな試練に直面することになる。初歩的な判断として、石炭からオレフィンを製造する実証プロジェクトの投資額が高くなっている主な理由は以下の通りです。一つ目は、プロジェクトを実施するための基盤条件が悪く、あらゆるインフラを新たに整備する必要があることです；二つ目は、石炭からのオレフィン製造において公共工学設備の需要が大きく、ボイラーや発電所、給電・配電システム、循環水システム、汚水処理システムなどの建設により多くの資金が必要となることです；三つ目は、計画の最適化が不十分であり、導入する技術が多く、設備製造および輸送費用が高額になることだ。工事進捗状況により、石炭からオレフィンを製造する実証プロジェクトが今後2年間で相次いで完成・試運転される見込みであり、褐炭乾燥、大規模ガス化、メタノールからオレフィンを製造するといった核心技術が試運転を通じて検証されることになる。 　　さらに、独自の知的財産であるメタノールからオレフィンを製造する技術でも新たなブレークスルーが達成されました。2009年8月、中国化学工程集団公司、清華大学、安徽淮化集団が共同で実施した流動床式メタノールからプロピレン製造（FMTP）技術開発プロジェクトにおいて、システムの工程プロセスが確立され、470時間にわたる連続安定運転が実現した。 　　石炭系オレフィン産業の健全な発展を促すため、工業情報化部は2009年に石油化学工業計画院に全国の石炭系オレフィン生産能力の配置計画に関する調査研究を委託し、国内の石炭系オレフィン生産能力の配置計画を推進し、石炭、石油化学、電力などの関連産業との調和のとれた発展を図った。 　　中国石油化学工業連合会が把握している資料によると、現在国内では建設中、計画中、または企画段階にある石炭からのオレフィン製造プロジェクトが30近くあり、そのオレフィン生産能力の合計は年間2000万トンを超え、総投資額は約6400億元に上る。その中で、建設段階にあるプロジェクトは合計10件です。既に着工しているプロジェクトの中で、褐炭を原料とする大唐集団の内モンゴル自治区シリンホロ盟ドロン県にあるプロジェクトが最も進捗が早く、2010年10月18日に石炭からオレフィンを製造するガス化装置が一回目の起動に成功し、合成ガスを生産した。その他のプロジェクトは進捗が遅く、一部のプロジェクトでは関連するメタノール製造設備がすでに建設され、稼働している。 　　（四）石炭由来ジメチルエーテル産業の現状　　国際的な原油価格の高騰と、国内におけるジメチルエーテル代替エネルギーへの需要増加の見通しにより、国内でジメチルエーテル関連プロジェクトの大規模な建設が促進されている。2006年から2009年にかけて、我が国のジメチルエーテル産業は異例の発展を遂げ、2008年と2009年には合計17件のジメチルエーテルプロジェクトが稼働し、生産能力は合計で年間317.5万トンに達した。2010年末までに、国内のジメチルエーテルの生産能力は年間1000万トン程度に達した。現在、ほとんどのジメチルエーテル企業はメタノール原料を外部から調達しており、自社でメタノール製造設備を備えている企業のジメチルエーテル生産能力は年間266万トンで、全生産能力の47％を占めている；外部からメタノールを調達する必要がある生産能力の合計は304万トン/年で、全体の生産能力の53％を占めている。生産量については、不完全な統計によると、2010年の我が国のジメチルエーテルの生産量は約250万トンで、プラント全体の稼働率はわずか25％にとどまり、2008年と比べて低下している。2010年のジメチルエーテルの消費量は250万トンで、その大部分はLPGの代替として混焼されたものである。 　　不完全な統計によると、現在国内で計画段階にあるジメチルエーテルプロジェクトは60以上あり、その生産能力の合計は年間3700万トンに達する。もし生産能力の30％を稼働させることができれば、「第12次5カ年計画」期間中に我が国ではジメチルエーテルの生産能力が年間1000万トン増加することになる；生産能力の50％が稼働できるようになれば、「十二五」計画期間中に年間1800万トンの新たな生産能力が追加されることになる。したがって、「十二五」計画の終了時までに、我が国のジメチルエーテルの生産能力は1800万～2600万トン/年に達すると見込まれている。 　　（五）石炭からのエチレングリコール産業の現状　近年、我が国のポリエステル産業の急速な発展により、主要な原材料である精製テレフタル酸（PTA）およびエチレングリコールへの需要が高まっている。エチレングリコールはエチレンの下流製品であり、エチレン製造設備に付随して建設されるため、民間企業が参入するのは困難である。このため、我が国におけるエチレングリコール産業の発展状況は、ポリエステルのもう一つの主要な上流原料であるPTA産業の発展に及ばない。 　　国内のエチレングリコールの供給不足が、業界における石炭由来エチレングリコールへの関心を呼んでいる。2009年12月、中国科学院福建物質構造研究所の技術を採用して建設された世界初の石炭からのエチレングリコール製造プロジェクトである通遼金煤の年産20万トンの石炭由来エチレングリコール工業実証プロジェクトが全工程を完了し、1週間の試運転を経て合格品を生産した。石炭からのエチレングリコール製造試験プラントは、商業的運用の要件を満たすためにさらなる調整が行われる。 　　2009年7月、丹化科技およびその子会社である通遼金煤化工有限公司、第二の株主である上海盛宇企业投资有限公司、河南煤业四方は鄭州で戦略的協力枠組み協定に署名し、各社の産業リソースを統合して石炭からエチレンジオキシレンを製造する産業を拡大・強化すること、そして石炭からエチレンジオキシレンを製造するプロジェクトにおいて排他的な協力を行うことを提案した。 　　2009年10月、内モンゴルの開滦石炭化学工場において、2×20万トンのエチレングリコールを生産するプラントと、2×20万トンの石炭タールを水素化して利用する循環型経済プロジェクトがオルドスで正式に着工されました。このプロジェクトは2期に分けて建設され、総投資額は80億元で、第1期の投資額は38.8億元です。建設期間は3年で、2012年に第1期が稼働した後、第2期工事に取りかかります。プロジェクトは2013年に全て完成し、操業開始する予定です。 　　2009年11月中旬、河南煤業化工集団と通遼金煤化工有限公司が共同で投資・建設する、年産20万トンの石炭系エチレングリコールを生産する2つのプロジェクトが、それぞれ河南省洛陽市孟津県および河南省商丘市永城市で着工した；11月末、彼らが共同出資して建設した年産20万トンのエチレングリコールプロジェクトの着工式が、河南省新乡市獲嘉県にある永煤中新化工のメタノールプラント敷地内で行われました。2010年2月上旬、河南煤化集団の中原大化公司における年間20万トンのエチレングリコール生産プロジェクトが本格的に始動した。2010年3月末、河南煤業化工集団安化会社の年産20万トンのエチレングリコールプロジェクトの起工式が行われた。これにより、河南煤業化工集団は5つの石炭からのエチレンギ酸ジエステル製造プロジェクトを完成させ、年間100万トンの生産能力を持つことになる。 　　中国石油化学工業連合会の統計によると、我が国の石炭からのエチレングリコール製造プロジェクトで既に稼働を開始した生産能力は年間20万トンであり、建設が始まっているエチレングリコールプロジェクトの総生産能力は年間140万トン、計画中のプロジェクトの生産能力は年間約230万トンである。 　　二、国内石炭化学工業の発展傾向分析　　（一）石炭化学工業の主要製品の発展予測　　我が国は全体的に「石油が不足し天然ガスも少ない」状況にあり、経済社会の発展に伴い石油および石油化学製品の需要は継続的に増加するため、我が国における石油・天然ガスの供給と需要の不均衡は長期にわたって存在し続けるだろう。専門家の予測によると、2020年の我が国の原油の自給率は約40％程度で、オレフィンの自給率も約60％程度にとどまり、民生用液化石油ガスの自給率は70％に満たず、天然ガスの自給度も比較的低い見込みです。石炭を原料とするメタノール、ジメチルエーテル、オレフィン、石油製品、天然ガスなどの石油代替製品の需要は急速に増加する見込みであり、これが現代の石炭化学工業の発展に広大な市場を提供している。 　　現代の石炭化学工業の発展傾向に基づき、我が国における2015年および2020年の主要な石炭化学製品の生産量を予測した結果が表4である。 http://s11.sinaimg.cn/middle/673120a7hb86f79e3c24a&690　メタノールは、現代の石炭化学工業における主要な原料または中間生成物であり、その発展はアルコールエーテル燃料の利用見通しに影響されるため、大きな不確実性が伴います。2010年、我が国のメタノール生産量は1574.3万トンであり、2015年には4000万トンに達すると予測されている。石炭からのジメチルエーテルも大きく発展し、2015年には1200万トンに達すると予測される。2015年までに、我が国の石炭からのオレフィンおよび石油製造量はそれぞれ500万トン、1000万トンに達する見込みであり、石炭からのメタンガスの生産量は72億立方メートルに達すると推定されている。2015年の国内エチレン換算需要量は約3300万トンで、エチレンの生産量は約2210万トン、自給率は約65％であった。我が国のオレフィン製品の市場不足は依然として大きい。 　　（二）石炭化学工業の発展傾向　国内外の石炭化学工業の現状や関連製品の消費動向を分析すると、今後我が国の石炭化学工業は以下のような発展傾向を示すことになるだろう。　1.プラントの規模が大きくなる傾向　我が国の近代的な石炭化学工業が発展するにつれて、またエネルギー節約や循環型経済の推進といった要求もあって、我が国の石炭化学製品は徐々により大規模なプラントで生産される方向へと進んでいる。2008年に我が国のメタノール生産能力は約400万トン/年増加し、そのうち生産能力が40万トン/年以上のものが新規生産能力の54％を占め、20万～40万トン/年規模のものが34％、10万トン/年未満のものはわずか12％であった。2009年から2010年にかけて、我が国で建設中または建設予定のメタノールプロジェクトの総生産能力は約1200万トン/年であった。そのうち、年間60万トン以上の生産能力を持つプロジェクトは13件あり、40万～50万トン/年規模のプロジェクトは7件、20万～40万トン/年規模のプロジェクトは約17件あった。これらのプロジェクトから見ると、我が国のメタノール生産設備は徐々に大規模化へと移行していることがわかる。 　　2.技術の絶え間ない進歩と装備の国産化傾向が顕著　　石炭化学分野における石炭ガス化、石炭コークス化、メタノール合成、大規模空気分離などの技術の国産化・現地化の応用は、すでに大きな進展を遂げている。ガス化分野において、我が国では国産の水炭素スラリーガス化技術（多ノズル水炭素スラリー、多成分スラリー）、乾式粉炭ガス化技術（二段式粉炭加圧ガス化技術、灰融着ガス化技術、エンド粉炭ガス化技術）などがすでに実用化されている。国産の大規模メタノール合成技術は大幅な進展を遂げており、年間20万トンの生産能力を持つ装置が複数稼働している；現在、国産の空気分離技術は既に石炭化学工業の要求をほぼ満たすことができ、1基あたりの酸素製造能力は60,000立方メートル/時に達している。さらに、国産の石炭からオレフィンを製造する技術や、石炭から石油を製造する技術、石炭からL-アルコールを製造する技術など、現代の石炭化学工業における独自技術の開発もさらに加速している。それでもなお、国産技術は単一設備の処理能力や重要機器の寿命などの面でまだ大きな差があり、今後も技術や設備の国産化は石炭化学工業の発展における重要な方向性である。 　　近年、我が国の現代石炭化学工業における技術開発と産業実証は大きな成果を上げています。2008年末、神華集団の年産108万トンの石炭直接液化実証プラントが試運転を完了；2009年3月、内モンゴルのイタイグループによる年産16万トンの石炭間接液化プロジェクトが試運転を完了した。近年、次々と建設されている現代的な石炭化学プロジェクトとしては、山西省の潞安集団による年産16万トンの石炭間接液化ガス実証設備、神華集団の年産18万トンの石炭間接液化設備、神華包頭MTOプロジェクト、神華寧煤MTPプロジェクト、金煤の石炭製エチレングリコールプロジェクト、そして現在建設中の数基の大規模な石炭製メタンガスプロジェクトなどがある。今後、石炭からの石油製造、石炭からのオレフィン製造、石炭からのメタンガス製造、石炭からのエチレングリコール製造といった現代の石炭化学プロジェクトの工業的応用がさらに進展する見込みです。 　　3.産業配置がより合理的な方向へ　近年、我が国の石炭化学産業は急速に発展しており、特にメタノールやジメチルエーテルなどのプロジェクトが至る所で立ち上がる傾向にある。石炭資源がある場所では、同様のプロジェクトが実施されているか、近々計画・建設される予定である。一部の地域では、すでに石炭化学産業の発展によって引き起こされる資源・環境問題が顕在化している。**エネルギー開発の観点から見ると、大規模な現代型石炭化学工業はある程度まで急速に発展するが、資源や環境に関する問題がより顕著になる。したがって、適切な産業配置が不可欠であり、これは今後の**承認や許可を行う際の重要な根拠となるだろう。 　　4. 省エネルギー・排出削減と資源の総合的な利用が業界の発展方向である　現代の石炭化学工業の生産過程では、大量のエネルギーが消費され、多くの汚染物質が発生する。将来的には、省エネルギー・排出削減や資源の総合的な利用を推進することが、石炭化学工業の発展における重要な方向性となる。 　　将来の石炭化学工業の発展は、資源の効率的利用と循環利用を核とし、削減・再利用・再循環を堅持すべきである。資源・エネルギーの節約とクリーン生産の推進に注力し、廃棄物の発生率を低減させ、「三廃」の処理および循環利用を強化して、「三廃」の無害化処理を実現し、汚染物質の排出を最大限に抑えるべきである。石炭化学工業の発展においては、火力発電、建築資材、石油・天然ガスの採掘、石炭層ガスの採掘、化学工業、農業、食品業などの分野との間で、資源の循環やエネルギーの段階的な活用をさらに実現すべきである。 　　5. 生産要素の優良企業への集中　現代の石炭化学工業は技術集約型かつ投資集約型の産業であり、資源の有効活用、汚染の低減、生態系の保護、効率性の向上に最も適した建設・運営方式を採用し、持続可能な発展を実現すべきである。このため、鉱化の一体化、基地化、園区化、大型化、近代化を堅持し、集約経営を実施する必要がある。現代の石炭化学工業の発展は困難であり、優れた実力を持つ大企業の支援が不可欠である。 　　6.「横断的連携」は現代の石炭化学工業の発展における必然的な選択である　現在のエネルギー情勢が現代の石炭化学工業の誕生を促しており、これは発展の必然である。石油に依存していた化学原料を供給するために石炭ベースの化学工業を発展させ、限られた石油資源をより効率的に市場で不足している燃料油に転用することは、原油資源の不足や輸入への過度な依存という問題を緩和するための有効な手段であることは間違いない。しかし、現代の石炭化学工業は資金と技術が高度に集中した産業であり、石炭資源、水資源、環境規制など多くの要因に制約されている。資源の利用率を高め、エネルギー消費と汚染排出を削減し、規模の経済を活かし、製品の付加価値を向上させることは、業界で広く注目されている課題です。 　　世界的に低炭素経済の流れが盛んになる中、現実的かつ長期的な観点から見て、現代の石炭化学工業が異業種間の共同生産の道を歩むことは、効率的で省エネルギーかつ環境に優しいものを実現するための必然的な要求である。石炭からの石油製造やオレフィン製造を単独で進めた場合、2020年に5000万トンの石油製品を代替できたとしても、2億トンの石炭が消費されることになり、これはその時点での石油需要量のわずか1/10に過ぎず、さらに投資額も莫大になる。そして、石炭化学工業が異業種を通じて石油化学工業と広義の上で共同生産を実現すれば、資源利用の最適化、エネルギー利用の最大化、汚染排出の最小化を達成することができる。したがって、今後の現代石炭化学工業の発展においては、多方面での協力を重視し、業界の壁を取り払い、IGCC（総合的石炭ガス化複合発電）の開発を加速させる必要がある。 著者：中国石化学工業連合会産業発展部 王孝峰、蔡恩明 出典：『中国石油・化学工業経済分析』2011年第12号