生産プラントの中では尿素製造プロセスでの需要が最も多く1,000万トン程度、炭酸飲料水では数百万トン程度と見積もられています。ちなみに、世界全体の年間のCO2排出量は約300億トン、日本については約13億トンであり、メタノール等の燃料需要が予測どおりになった場合でもCO2の消費は排出量のごく一部に過ぎません。(1)CO2有効利用における環境性の評価方法CO2利用プロセスにおけるCO2の消費量はそのまま削減量にはなりません。図2は、CO2有効利用において、CO2排出の環境性を評価する際の境界の考え方を示しています。CO2有効利用では、発電所等の発生源で回収されたCO2が、製造プラントまで輸送され、様々な変換工程を経て製品となり、利用先までの輸送を経て消費されます。エネルギー消費を経た原材料や燃料が投入されます。CO2を利用した製品はその輸送プロセスにおいても電気・燃料等のエネルギーが投入されます。上記のプロセスで発生するCO2を、同じ製品を対象とした従来型の製造工程と比較することで、全体としてどの程度CO2排出を低減できるか、即ち、CO2有効利用における環境性を評価することが可能となります。加えて、消費の段階でのCO2排出も考慮する必要もあります。プラスティック代替や建材などに利用される場合は、ある程度の長期間にわたりCO2が固定されることが予想される一方、燃料の場合には、燃焼により再度CO2が大気中に放出されることになります。標準プロセスを設定する場合には、最終製品としての生産物が同じである場合と異なる場合があります。して、広範な用途で利用されています。図3上は、原材料の調達から製品の消費に至るまでのCO2を利用したメタノール製造プロセス(原材料の調達から製品製造)を、下は従来型のメタノール製造プロセスを示しています。ここでのCO2は、水素製造プラントからのCO2回収を想定しました。その結果、水素製造とメタノール製造からの直接的なCO2排出は564kg/tメタノールと評価されています。標準プロセスでは253kg/tメタノールとなります。kg/tメタノールと316kg/tメタノールとなっています。tメタノールと見積もられています。1割弱のCO2排出削減が達成されると評価されています。CO2利用メタノール製造プロセスにおける削減効果(燃料利用の場合)メタノールの燃料利用を想定した場合、これに対応する標準プロセスとしては、メタノール代替としてガソリンを製造するプロセスを設定します(図4)。ガソリンを製造する標準プロセスでは、95.2kg/GJのCO2排出と評価されています。原料調達からメタノール製造までのCO2排出は、回収CO2を利用しているにもかかわらずガソリン製造(標準プロセス)より多いですが、メタノールの燃料燃焼の排出原単位がガソリンに比べて小さいために、トータルではCO2利用メタノール製造プロセスのCO2排出が小さい評価となっています。今後の課題ここで示した事例は、あくまでもある特定の条件下における評価であり、すべての変換プロセスにおいて必ずしも同程度の評価になるとは言えません。発電所等からのCO2発生量と有効利用に活用されるCO2量には大きなギャップがあり、有効利用で削減可能なCO2量もかなり小さいことが窺えます。今後、CO2有効利用が温暖化対策として貢献するためには、技術的には効率的なCO2変換プロセスの開発、政策的にはCO2変換プロセスによる製品が代替品として優先的に利用されるような施策(例えば、ガソリン代替としてCO2メタノールの利用)等によりCO2の需要を増やすことが必要です。経済性についても、CO2有効利用プロセスが既存プロセスに対して十分な競争力を有する必要があります。その場合、原材料としてのCO2が低コストで供給されることも必要です。現在、CO2は自然起源、天然ガス精製、尿素プラント等から供給されていますが、大規模発生源である石炭火力発電所や製鉄プラントからの供給コストは前者の3倍から5倍と見積もられています。その意味では、CCSのみならずCO2有効利用の観点からも火力発電プラントから効率的にCO2を回収する技術の研究開発が必要だと言えます。電力中央研究所トレンドウォッチトップへ戻る研究活動EEトレンドウォッチ。