２０２１年度 ＪＰＥＣフォーラム

バイオリファイナリーの導入および事業戦略に関する調査
２０２１年５月１２日
一般財団法人石油エネルギー技術センター
総務部調査情報グループ
ー 禁無断転載・複製 ©JPEC ２０２１ー■本日の発表項目
1. 製油所を活用したバイオリファイナリーへの転換技術• HVO製造技術• Co-processing技術
2. 石油会社のバイオリファイナリー導入戦略
3. バイオリファイナリー導入に係る政策支援動向
4. バイオリファイナリーの事業性
5. まとめ1

1. 製油所を活用したバイオリファイナリーへの転換技術■世界の再生可能ディーゼル用HVO製造現況
GHG削減対策の一環として、製油所設備を活用した再生可能ディーゼル・ジェット燃料用のHVO*製造が欧米で展開されている。
HVO製造能力は現在、欧州がリードしているが、米国では政府のインセンティブにより2020年に数多く*植物油や獣脂、廃食油等を水素化精製した基材のプロジェクトが独立系石油会社からアナウンスされた。

(出所) Greenea Analysis等

21. 製油所を活用したバイオリファイナリーへの転換技術■製油所におけるバイオ燃料製造技術ステージ
廃食油やセルロース系バイオマス原料油を水素化精製装置やFCC装置で処理し、再生可能ディーゼルやサステナブルジェット燃料として流通が始まっている。
特に、現行の石油留分とバイオマス由来原料油を混合処理するco-processing
技術について実用化への取り組みが進んでいる。
１．商業ステージ・廃食油、植物油、獣脂専用水素化処理
製油所の水素化処理装置を改造または専用装置新設。
２．導入普及ステージ
・植物油や獣脂、廃食油のco-processing
実用化の報道あるも、原料や通油条件等の情報開示が少ない
３．研究開発ステージ
・バイオマス原料の熱分解(pyrolysis)によるバイオ原油のco-processing
・バイオマス原料の水熱液化(HTL)によるバイオ原油のco-processing

3

1. 製油所を活用したバイオリファイナリーへの転換技術■製油所Co-processingの技術動向

水素化処理装置による植物油燃料HVO製造に比べ、Co-processingは投入バイオ原料の性状による装置運転条件の確立に課題があるため、商業運転には検討時間を要する。
(出所) DECHEMA資料をもとに作成

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1. 製油所を活用したバイオリファイナリーへの転換技術■欧米製油所でのCo-processing導入状況
国
スウェーデン

①運転実績

RepsolGalp
Irving Oil
Phillips 66製油所
Göteborg製油所
Tenerife製油所
La Rabida製油所
San Roque製油所－Sines製油所
Whitegate製油所
Humber製油所

米国

Marathon
Petroleum

Martinez製油所*（2018年、Tesoroから買収）

国
スウェーデン
オーストリア
ギリシャ

石油会社
製油所
Neste
Porvoo製油所
OMV
Schwechat製油所
Hellenic Petroleum Aspropyrgos製油所

スウェーデン

Preem

Lysekil製油所

ポーランド

PKN ORLEN

非公表

PBF Energy

加州Martinez製油所（2019年Shellから買収）

スペイン

ポルトガル
アイルランド
英国

②運転予定

地域

欧州

米国
北米
カナダ

石油会社
Preem

CepsaBPChevron
Parkland Fuel

備考
―
―
―
熱分解油製造プラントを外部に新設。2021年末稼働予定―

FCCでのco-processing予定

ﾜｼﾝﾄﾝ州Cherry Point製油所―
FCCでのco-processing予定
加州El Segundo製油所
Burnaby
ﾋﾞｸﾄﾘｱ州
製油所―（2017年Chevronから買収）
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1. 製油所を活用したバイオリファイナリーへの転換技術■製油所でのHVO製造に向けた水素化精製装置の改造と対策（1/2）

反応スキーム

典型的な再生可能ディーゼル変換プロジェクトは、工事期間約2年（新設の半分）。
関連設備（電力、水、廃棄物、ユーティリティ、およびフレアシステム）が既に製油所に存在するため投資額の抑制が可能なメリットがあるが、次の課題への対応が必要。
 高い発熱石油ディーゼルの脱硫反応よりも発熱量が多いため、この熱回収用のリサイクル能力が重要。
5万bpdで稼働する水素化処理装置は、再生可能ディーゼルに変換した場合、5,000bpdの原料処理に留まる。
 緊急減圧システム
高い反応熱放出のため、リサイクルおよびクエンチシステムが故障した場合に反応を安全に管理するための緊急減圧システムが必要。反応器を急速減圧してフレアにし、反応を停止する。
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1. 製油所を活用したバイオリファイナリーへの転換技術■製油所でのHVO製造に向けた水素化精製装置の改造と対策（2/2）
 水素消費
水素を多量に消費するため水素容量が過剰な製油所は、転換プロジェクトに特に適している。
水素製造能力に余力がない場合は追加の水素プラントの建設に予算を組む必要がある。
 フィードトレインの材質
遊離脂肪酸を多く含む原料は、腐食性の環境を作り出す可能性がある。
水素不足による装置のガムや汚れ発生、水素追加による機器が高温水素侵食(HTHA)の可能性があり、フィード側の金属種の交換や液体リサイクルとフレッシュフィードと別々の予熱トレインの設置も有効。
 水と二酸化炭素の生成
石油水素処理装置よりも大量の水と二酸化炭素を生成し、反応器の下流で潜在的な炭酸腐食を引き起こすため、反応塔エフルエント空気冷却システム (REAC)では、金属材料のアップグレードが必要になる場合がある。
たとえば、水が製油所のサワーウォーターストリッパーに送られると、水処理方法と再利用に影響を与える可能性がある。
 ヒートトレース
植物油と動物性脂肪は外気温度でワックス状になり固化するため、トラックや鉄道車両への積み込み、水素化処理装置への投入には、油脂を液化するためにパイプ、タンク、容器の温度を上げる
蒸気または電気のヒートトレースシステム（熱追跡システム）が必要。
(出所) 米国エンジニアリング会社Burns & McDonnell報告書
71. 製油所を活用したバイオリファイナリーへの転換技術■バイオリファイナリー導入に係る課題
欧州委員会主催Co-processing会議（2020年6月19日webinar）→ 現状では域内での測定法は統一されていないため、共通のバイオ配合量測定法の必要性について議論
方EU加盟国

法

フランス

収量増加分

フィンランド高濃度バイオ由来品はＣ14測定

ドイツ

Ｃ14 測定

イタリア

収量増加分

ポーランド

収量増加分

スペイン

収量増加分

バイオ燃料を扱う業界団体（FuelsEurope, EBB, EWABA)はC14測定を支持の立場であるが、スペイン石連AOPと代替燃料団体Art Fuels Forumは導入反対の立場を表明しており、共通分析法規格化には時間がかかる見込み。
米国加州では、先行してC14測定法が義務化されている。
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2. 石油会社のバイオリファイナリー導入戦略■石油企業のバイオ燃料製造戦略 （Total）
Total Investor Day
2020年9月29～30日オンライン開催“From Net Zero ambition to Total strategy”
既存設備とのシナジーを図りつつ、再生可能ディーゼルの供給リーダーを目指す
既存製油所設備の転換

Co-processing

既存コンビナート製油所に新設

La Mède(ラ・メード)
製油所転換済み:
500 kt/y

欧州地域で、2022～2025年に300kt/y の生産

グランピュイ(Grandpuits)製油所をゼロ原油コンビナートに転換
400 kt/y
運転開始 2024年

韓国Daesan(ﾃｻﾝ)
製油所に500 kt/yの設備導入を検討
中

米国ポートアーサー(Port Arthur)製油所での検討中

600-750 $/t Capex~500 $/t Capex~750 $/t Capex

グラスルーツ投資(> 1,000 $/t)ではなく、多種の原料に対応できる低コストの設備設計を行う

再生可能ディーゼル生産計画
5. 0Mt/y

2. 52020

2025

2030

営業キャッシュフローCFFO
2019-20年 : 350 $/t

92. 石油会社のバイオリファイナリー導入戦略■石油企業のバイオ燃料製造戦略 （Total）
2020年9月24日リリース
同社ネット・ゼロ戦略の一環として、 Grandpuits(グランピュイ)製油所の転換を発表
現行装置構成:CDU（10.1万bpd）、ビスブレーカー（1.3万bpd）、FCC（3万bpd）、接触改質（1.4万bpd）、アルキレーション（4.2千bpd）
水素化分解や異性化装置なし
NCI: 7.1（出所:OGJ 2020）€500 million以上の投資後、2024年までにゼロ原油処理プラットフォームに転換
４つの事業でプラットフォームを構成
・再生可能ディーゼル、主にジェット燃料の製造
廃棄物原料から年間40万トン・バイオプラスチック(生分解性ポリ乳酸)の製造
・プラスチック・リサイクル
フランス初、2023年運転開始
・太陽光発電プラントを２基稼働
15MW
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2. 石油会社のバイオリファイナリー導入戦略■石油企業のバイオ燃料製造戦略（BP）
４つのバイオエネルギービジネス（現状）

バイオエネルギーの生産拡大

 バイオエタノールとバイオ発電
エタノール製造規模 40 kb/d
バイオ発電規模 1.2 TWh バイオガス
米国で最大の輸送部門向け
バイオガス供給
 バイオジェット
Fulcrum とMSW（廃棄物からの燃料製造）技術で提携し、4ヵ国、11空港で燃料供給
 HVO製造とco-processing
5製油所 6千bpd（出所）bp week 2020

Day Two 2020/9/15
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2. 石油会社のバイオリファイナリー導入戦略■石油会社のバイオ燃料製造戦略 (Repsol)
これまでのCo-processingによる対応に加え、スペイン初の再生可能ディーゼル専用プラントをCartagena製油所に建設と発表 （2020年10月22日）
投資額188百万ユーロ (水素プラント増設を含む）
2023年稼働予定
バイオ燃料生産量 25万トン/年(5千bpd)
年間90万トンのCO2削減効果0
 Repsol ５製油所の転換戦略

 Repsolを含むスペインの現行製油所能力
石油会社

RepsolPetronor（Repsol子会社）
BP

Cepsa

（出所）Repsol

製油所所在地CDU（bpcd)

NCI

Cartagena(カルタヘナ）

220,000

8.8

La Coruna(ア・コルーニャ）

120,000

7.9

Puertollano(プエルトリャノ）

150,000

10.1

Tarragona(タラゴナ）

186,000

6.6

Bilbao(ビルバオ)

220,000

7.6

Castellon(カステリョン)

104,500

12.0

San Roque(サン・ロケ)

240,000

6.7

Hueva(ウェルバ)

100,000

11.3

Tenerife(テネリフェ)

87,0004.6

合 計

1,427,500

8.4（出所）OGJ 、ICIS等をもとに作成
122. 石油会社のバイオリファイナリー導入戦略■石油会社のバイオ燃料製造戦略（Phillips 66）
2020年8月12日リリース
米国加州Rodeo製油所(12万bpd)を世界最大規模の再生可能燃料製造基地に転換するプロジェクトを発表
投資額 750-800百万ドル
2021年
軽油用水素化脱硫装置 8千BPD の改造終了
2022年第一四半期 最終投資決定（FID）
2024年第一四半期 製油所転換完了 5万BPD生産開始

 GHG排出量が50％削減を期待⇒カリフォルニア州低炭素燃料基準クレジットを生成
 前処理装置の新設、既存の水素化分解装置の改造⇒既存のユニットを活用する資本効率の高いプロジェクト
 再生可能原料（廃食油、脂肪、グリース、獣脂、大豆油等）の処理⇒国内外原料調達のために海上ターミナルおよびレールラックを活用、原油処理は2023年末に停止
 製品流通の優位性⇒港湾と製品ターミナルを統合したロジスティクスネットワークを通じた製品流通が可能
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3. バイオリファイナリー導入に係る政策支援動向■米国加州のバイオ燃料導入支援
欧州では、再生可能エネルギー指令により各国にバイオ燃料の導入義務を課しているもの、実行にあたってのインセンティブの仕組みは国毎に異なっており、バイオ燃料配合に応じた燃料税の減免やクレジットの売買等が行われている。
米国ではバイオ燃料の導入促進のため、連邦と州政府がそれぞれ独自のクレジット制度を設け、事業者へのインセンティブとしている。
加州市場向けバイオ燃料供給・販売者は最大3種のクレジットを享受でき、設備投資の軽減が図れる。
連邦
加州独自
連邦

RFS
CreditLCFS
CreditBTC(Blenders Tax Credit)

コーンエタノール$0.30/gallon$0.58/gallon

0

セルロース系エタノール$1.10/gallon$1.57/gallon$1.00/gallon

再生可能ディーゼル

$0.85/gallon$1.57/gallon$1.01/gallon

・RIN市場、LCFS市場にて、GHG削減効果に応じてCredit額は変化する
・連邦BTCは定額の直接減税であり、投資回収計画に大きく寄与する
・なお、BTCは2022年末までの時限制度（出所）DigestConnect webinar（2020/8/21）をもとに作成

143. バイオリファイナリー導入に係る政策支援動向■米国加州LCFS(低炭素燃料基準）適合燃料製造計画
連邦のバイオ燃料政策RFSより厳格な低炭素燃料の導入を義務化しており、加州向け再生可能ディーゼル製造に向けた製油所の転換計画の発表が相次いでいる。
企業名場所

Neste
REG
Diamond Green Diesel(Valero)
Ryze Renewables (2facilities)
Marathon

Singapore
Geismar, LA

CVR Energy
Diamond Green Diesel
Expansion
Marathon Petroleum
HollyFrontier
BKRF
HollyFrontier
Neste Expansion
Phillips 66
Diamond Green Diesel(Valero)Omega Green Diesel

生産能力
設備投資額 百万ガロン/年当た稼働時期（百万ガロン/年） （百万ドル） りの設備投資額
340
850
2.5
Yes75
175
2.333333
Yes

Norco, LA

275

不明―Reno, NV168

250

1.488095H2 2020

Dickinson, ND

183

470

2.568306

Q4 2020

Wynnewood, OK

107

100

0.934579

Q3 2021

Norco, LA

400

1100

2.75

H2 2021

Martinez, CA
Cheyenne, WY
Bakersfield, CA
Artesia, NM
Singapore
Rodeo, CA

736
90
153
110
440
800

不明
340
365
360
1600
750

―
3.777778
2.385621
3.272727
3.636364
0.93752022
Q1 2022
Q1 2022
H1 2022
Q1 2023
Q1 2024*

Port Arthur, TX

400

不明

―

Paraguay

250
4527

800

*2021年Q2に120 mmgyの生産開始
1mmgpy≃65bpd

3.2Yes

投資判断待ち
投資判断待ちSource: Stratas
Advisors(出所)
Stratas Advisors等をもとに作成

153. バイオリファイナリー導入に係る政策支援動向■米国の再生可能ディーゼル燃料市場
現在検討中の再生可能ディーゼルプロジェクトがすべて実現すると、加州の現行軽油消費量を超えることとなる。
そのため、余剰分は国内他州だけでなく、カナダや欧州への輸出も考えられる。

百万ガロン/年

加州向け再生可能ディーゼル供給能力見通し（2020年8月時点）

稼動中
建設中
計画中
加州ULSD 2019年需要（出所）Stratas Advisors等

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4. バイオリファイナリ―の事業性■再生可能ディーゼル原料UCOの流通
バイオ燃料導入を推進するEUは、再生可能ディーゼル製造用原料となるUCOを域内で調達できないため、世界各地からの輸入に依存している。
2020年の輸入比率は6割を超えており、そのうちアジアからが65％を占める状況であった。

(出所) Greenea Analysis等

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4. バイオリファイナリ―の事業性■再生可能ディーゼル原料UCOの潜在量と回収量
UCOは国内消費後の廃食油や国内消費・輸出向け食肉加工油脂も含まれている。
インドでは5％程度の回収率、中国は回収率2割程度にとどまっているが、欧米では高い回収率を達成。

(出所) Greenea Analysis等

18

4. バイオリファイナリ―の事業性■欧州でのバイオ燃料製造設備建設計画
現状では、ガス化・FT合成プロセスやHVO製造の計画が多数。
多種のバイオマスからバイオ原油を製造する熱分解法や水熱液化法は、技術開発途上のため建設計画で見劣りするが、将来技術として期待されている。
t/Y計画
建設中
操業中

ガス化

熱分解
バイオオイル

水熱液化
バイオオイル

リグニン
分解油

セルロース由来
アルコール

糖・アルコール
その他
由来炭化水素 （HVO等）（出所）ETIP Bioenergy, March 202019

4. バイオリファイナリ―の事業性■欧州のエネルギー用サステナブルバイオマスの賦存量見込み

サステナブルバイオマス賦存量（百万ドライトン/年）

IEAの見通しでは、世界のバイオ燃料需要が伸び続ける場合、現在見込んでいる各国のバイオマス賦存量で賄うことが難しくなる可能性があり、今後、新たなバイオマス資源の確保と活用手段を開拓する必要がある。 2050年に向けバイオ燃料増産には、藻類バイオマスの確保が鍵になるとしている。

(出所) EC Research and Innovation perspective of the mid- and long-term Potential for Advanced
Biofuels in Europe. November 201720

4. バイオリファイナリ―の事業性■バイオ燃料製造コスト比較
IEAの試算では、HVO製造が他のバイオ燃料に比し、設備投資が格段に少なく、他のバイオ燃料と比べても製造コストが低くなるとしている。
現状では、セルロース系エタノール製造が最もコストのハードルが高い
1 EUR/MWh= 0.277 EUR/GJ=0.265EUR/MMBTU =11.63 EUR/toe

AnaerobicDigestion（出所） IEA, Potential for cost reduction for advanced biofuels, April 202021

5. まとめ (1/2)
 バイオリファイナリーへの転換技術
GHG削減対策の一環として、製油所設備を活用した再生可能ディーゼル・ジェット燃料の製造が欧米で展開されている。
特に、Co-processingは、現行の石油留分とバイオマス由来原料油を混合処理する技術として実用化への取り組みが進んでいる
 石油会社のバイオリファイナリー導入動向
2020年、欧州ではTotalが新たに既存製油所をバイオリファイナリーに完全転換を発表したのに加え、BPやRepsolも製油所での再生可能ディーゼルの製造拡大のプロジェクトを公表した。
北米、特に加州においては、Phillips 66の製油所の完全転換が発表される等、独立系製油所でHVO製造プロジェクトが相次いで立ち上がっている。
計画が全て実現すると2025年には欧州を超える生産能力に達するとみられる。
 バイオリファイナリー導入に係る政策支援動向
米国ではバイオ燃料の導入促進のため、連邦と州政府がそれぞれ独自のクレジット制度を設け、事業者へのインセンティブとしている。
特に、加州市場では、連邦制度と合わせた クレジット制度が、設備投資軽減に寄与している。
22

5. まとめ (2/2)
 バイオリファイナリーの事業性• 原料調達バイオ燃料導入を推進するEUは、再生可能ディーゼル製造用原料となるUCOを域内で調達できないため、世界各地からの輸入に依存している。2020年の輸入比率は6割を超えており、そのうちアジアからが65％を占める状況であった。
IEAの見通しでは、世界のバイオ燃料需要が伸び続ける場合、現在見込んでいる各国のバイオマス賦存量で賄うことが難しくなる可能性があり、今後、新たなバイオマス資源の確保と活用手段を開拓する必要がある。
• 製造コストIEAの試算では、米国やブラジルで大量に生産されている第一世代バイオエタノールが最も低コストであるが、HVO製造コストは、試算の前提条件に幅があるものの比較的低コストでの生産が可能としている。

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本調査は経済産業省・資源エネルギー庁の「令和２年度燃料安定供給政策に関する調査事業(石油産業に係る環境規制等に関する調査)」及び「令和２年度燃料安定供給対策に関する調査事業(製油所の競争力に係る技術動向に関する調査)」として JPEC が実施しています。
ここに記して、謝意を表します。