火力発電のCO2は減らせる、水素やバイオ燃料の製造も：蓄電・発電機器（2/3 ページ）

日本の電力の中心になる火力発電の最大の課題はCO2排出量の削減だ。発電効率の改善に加えて、CO2を回収・利用・貯蔵する「CCUS」の取り組みが進み始めた。2030年代にはCO2の回収コストが現在の3分の1に低減する一方、CO2から水素やバイオ燃料を製造する技術の実用化が見込める。

[石田雅也，スマートジャパン]

CO2と一緒に水素も回収できる

　分離・回収方法の本命とも言える膜分離法は、CO2を透過する性質の膜を使って回収する。次世代の石炭火力発電で主流になる「石炭ガス化複合発電（IGCC：Integrated coal Gasification Combined Cycle）」と組み合わせると、排出するガスの圧力を利用してCO2を透過させることができる（図4）。CO2の分離・回収に必要なエネルギーが少なくて済むためにコストが下がる。

図4　膜分離法によるCO2回収方法（石炭ガス化複合発電設備に適用）。出典：NEDO

　同時に発生する水素を透過する膜の開発も進んでいて、回収した水素を使って燃料電池でも発電することが可能になる。NEDO（新エネルギー・産業技術総合開発機構）が主導する研究開発プロジェクトでは、CO2と水素の透過膜の性能を高めながら、実用化に向けて大型の膜を製造する技術の開発に取り組んでいく。

　その一方で世界の最先端を行く石炭ガス化複合発電（IGCC）の実証プロジェクトが広島県で始まっている。中国電力とJ-POWER（電源開発）が共同で建設中の「大崎クールジェン」である。プロジェクトは3段階に分かれていて、IGCC、CO2分離・回収、さらに燃料電池を組み合わせた「石炭ガス化燃料電池複合発電（IGFC：Integrated coal Gasification Fuel Cell combined cycle）」の実証設備を建設する計画だ（図5）。

図5　「大崎クールジェン」の実証プラント完成イメージ（上）、設備の拡張計画（下）。出典：J-POWER、大崎クールジェン

　第1段階のIGCCは2017年3月に試験運転を開始して、第2段階のCO2分離・回収設備を2019年度に稼働させる。CO2の分離・回収には物理回収法を採用して効果を実証する。第3段階のIGFCも2021年度に試験運転を開始できる見込みで、日本で初めて商用レベルのIGFCが稼働することになる。