二酸化炭素回収技術の開発経緯と今後の展望

2022.2.2
三菱重工エンジニアリング株式会社
脱炭素事業推進室次長

米川隆仁© 2022 Mitsubishi Heavy Industries Engineering, Ltd. All Rights Reserved.

三菱重工グループのCCUSビジネス推進体制
・「CCUSビジネスタスクフォース（バーチャル組織）」としてグループ横断的に推進。
・カーボンニュートラルの実現に向けた世界的な動きや顧客ニーズへの対応のため、2020年12月に三菱重工エンジニアリング株式会社に「脱炭素事業推進室」を設立。
・主に脱炭素事業の戦略立案や技術開発業務を担っており、CO2全体のサプライチェーンに対応。
ご相談頂く案件は増加傾向にあり、実ビジネスにつなげるべく対応中。
三菱重工業

2022年1月1日現在

CCUSビジネスタスクフォース
リーダー：三菱重工エンジニアリング CTOが兼務
メンバー： 脱炭素事業推進室、営業部からも参加

マーケティング
技術開発
戦略・事業開発
事業投資
三菱重工
米国・欧州拠点
脱炭素関連部門

三菱重工エンジニアリング株式会社(三菱重工エンジニアリングからも人員派遣)

三菱造船など関連事業部・事業会社© 2022 Mitsubishi Heavy Industries Engineering, Ltd. All Rights Reserved.

脱炭素事業推進室2

１．二酸化炭素回収技術の開発経緯
２．今後の展望© 2022 Mitsubishi Heavy Industries Engineering, Ltd. All Rights Reserved.

三菱重工のCO2回収プロセス（KM CDR ProcessTM）とは
 化学吸収法のプラント構成はどのメーカーもほぼ同様である。
 初期コスト、運転に必要なエネルギー、吸収液の性能、プラントの環境対策などが技術的な差別化要素となる。
お客様はパイロット試験ではなく商用運転を求めており、当社のこれまで数トン～数千トンの商用実績は大きな強み。

③②

再生塔

吸収塔

①

CO2

4. CO2回収後の吸収液は再生塔の上部へポンプで送られる

冷却水

冷却水

5. 吸収液を蒸気で加熱してCO2を分離
純度99.9%の高純度のCO2として回収し、吸収液を再生する

冷却塔
冷却水

スタックから冷却水
蒸気
リボイラ

1. 排ガス温度を常温近く（45°C/113℉以下）まで冷却© 2022 Mitsubishi Heavy Industries Engineering, Ltd. All Rights Reserved.

2. 排ガスが吸収塔下部から吸収塔上部へ上昇する際、充てん材を通過

3. 充てん材の上部からKS-1TM吸収液がむらなく散布され、CO2を90％以上回収

4

CO2回収技術の開発経緯
AB

1990年2月

関西電力と三菱重工は協同し、温暖化対策を目的として発電所排ガスからCO2を回収する研究開発を開始することを発表
世界初の取り組みとして注目を集める

1990年5月

関西電力 堺港発電所において、ベンチ機試験を開始

1991年4月

関西電力 南港発電所においてパイロット機試験（A)を開始（CO2回収量2トン/日）

1994年

KS-1TM 吸収液を開発

1999年

マレーシアに初号機を納入。（尿素製造用、CO2回収量200トン/日）

2002年

石炭焚排ガスからのCO2回収の１TPD規模パイロット試験開始（B）

2006年

石炭焚排ガスからのCO2回収の10TPD規模パイロット試験開始（C）

2008年

省エネプロセス KM CDR Process®を用いた初号機を納入 （400トン/日）

2011年

米国サザンカンパニーと共同で石炭火力CO2回収大型実証機（500トン/日）（D)の運転開始

2013年

米国サザンカンパニー石炭火力CO2回収大型実証機（500トン/日）において、地下CO2貯留量10万ト 10 TPD松島パイロット試験ン達成(J-Power)

2016年

米国WA Parish発電所にてCO2 EOR向け大型CO2回収装置が稼働開始[Reference] U.S. Department of Energy “W.A. Parish Post-Combustion CO2 Capture and Sequestration Project Final Environmental Impact Statement Volume I” (Feb,2013), DOE/EIS-0473© 2022 Mitsubishi Heavy Industries Engineering, Ltd. All Rights Reserved.

1.0 TPD 石炭焚パイロット試験機(三菱重工総合研究所)

2.0 TPD 南港パイロット試験機(関西電力（株）)

CD

500TPD大型実証機(Southern Company)※複製・転載はご遠慮ください5CO2回収プラント納入実績（一覧）Year of Delivery

Country

Flue Gas Source

CO2 Capacity(TPD)

Application

1999

Malaysia

NG Fired Furnace

210

Urea Production

2005

Japan

NG and Heavy Oil Boiler

330

General Use

2006

India

NG Fired Furnace450

Urea Production

2006

India

NG Fired Furnace450

Urea Production

2009

India

NG Fired Furnace450

Urea Production

2009

BahrainNG Fired Furnace450

Urea Production

2010

UAE

NG Fired Furnace

400

Urea Production

2010

VietnamNG Fired Furnace

240

Urea Production

2011

Pakistan

NG Fired Furnace

340

Urea Production

2012

India

NG Fired Furnace450

Urea Production

2014

Qatar

NG Fired Furnace500

Methanol Production

2016

USA

Coal-Fired Boiler

4,776

Enhanced Oil Recovery

2017

Japan

Gas Fired Furnace

283

建設中

RussiaNG Fired Furnace

1,200

建設中

Bangladesh

NG Fired Furnace

240

Urea Production

Japan

Biomass Power Plant

0.3

General Use

2021年12月に受注

2021年12月現在、実証機を除く© 2022 Mitsubishi Heavy Industries Engineering, Ltd. All Rights Reserved.

General Use
Urea & melamine Production※複製・転載はご遠慮ください6CO2回収プラント納入事例 米国 Petra Nova プロジェクト

https://www.mhi.com/jp/news/1701105826.html

Petra Nova プロジェクトについて
客先

Petra Nova社(NRGエナジー社とJX石油開発(株)による出資比率50:50の合弁会社)

建設地

W.A.パリッシュ石炭火力発電所（8号機）アメリカ テキサス州ヒューストン近郊

CO2 用途

老朽油田からの原油増産 （EOR）

CO2 回収量

4,776トン ／日 160万トン／年

運転開始

2016年12月29日© 2022 Mitsubishi Heavy Industries Engineering, Ltd. All Rights Reserved.

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新吸収液 KS-21TMの商用化
 関西電力(株)と共同で、新プロセス 「Advanced KM CDR ProcessTM」と吸収液「KS-21TM」を開発。
 世界最大級のCO2回収実験施設「ノルウェー モングスタッドCO2回収技術センター」での実証試験が完了。
実証試験の結果、吸収液「KS-21TM」の優位性を確認。
ノルウェーの西海岸に位置するモングスタッドCO2回収技術センター（TCM）

 KS-21TMの特徴(従来のKS-1TMとの比較)- 揮発性が低く、劣化に対する安定性が高い- 吸収反応熱が低減し、回収エネルギー削減に寄与
運用コスト削減など経済性の向上が期待できる- 酸化分解抑制により、アミンエミッション値を低減- 再生塔高圧化により、CO2圧縮機動力を低減

再生塔高圧化= CO2圧縮機動力の低減
Advanced KM CDRTM/KS-21TM© 2022 Mitsubishi Heavy Industries Engineering, Ltd. All Rights Reserved.

CO2KS-1TMKS-21TM

揮発性

100

50-60

熱劣化率

100

30-50

酸化反応率

100

70

吸収熱

10085

CO2 コンプレッサー
同じ吐出圧力CO2 パイプライン
8

１．二酸化炭素回収技術の開発経緯
２．今後の展望© 2022 Mitsubishi Heavy Industries Engineering, Ltd. All Rights Reserved.

カーボンニュートラルに必要な年間CO2回収量
 2050年にカーボンニュートラルを達成するために、CO2 排出量は各種打ち手により削減されるが、43～130億トンのCO2排出が残る。

2050

2021
400 億トン

0.4 億トン
産業分野
燃料製造
発電分野
その他

 この残るCO2排出量は、回収が必要で、量としては現在の100～300倍となる。
 2050年にCO2回収する分野
は産業分野、燃料製造(ブルー燃料製造を含む)、発電分野、その他(航空・輸送等)多岐にわたる。
幅広い分野においてCCUSの導入が必要

43～
130億トン
人為的な年間CO2排出量

人為的な年間CO2回収量

人為的な年間CO2排出量*143～130億トン*1

人為的な年間CO2回収量*1 : 主要レポート(McKinsey 1.5℃シナリオ、IEA Net Zero by 2050、IEA SDS、IPCC等)を元にした当社纏め。
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10三菱重工グループのミッション
 世界はカーボンニュートラル社会へ移行
 CO2低減と回収を推進し、2050年までに達成

2020

2030
SDGsの推進2050
脱炭素化が更に加速導入を後押しする仕組み

カーボンニュートラル社会の実現

再エネ

CO2排出CO2低減

CO2回収© 2022 Mitsubishi Heavy Industries Engineering, Ltd. All Rights Reserved.

ネットゼロ
カーボン達成11

CCUSの課題
 CCUSとは、CO2回収（CO2 Capture）
転換利用（Utilization）
貯留（Storage）の略称。
輸送も必須だがCCUSの略称には含まれていない。
CCUSには、制度的・規模的・技術的課題などがあり、それぞれに解決が必要になる。

制度的課
題
規模的課
題
技術的課
題

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 モニタリング含む環境アセスメント条件が未整備

 CO2排出削減施策と 輸送コスト負担者の炭素税やカーボンプライス責任範囲が不明確とのバランス
 輸送需要が決まらず
 CSRの実行に対するイン投資に進めないセンティブの提供

 “グリーン・プレミアム”が限定的で高く売れない 回収後のCO2の持って行き場が限定的

 エンドプロダクトに目新しさがなく従来品のリプレースが主

 実用化された貯留地が少なく、そこで貯留できる国・地域は限られている

 経済性の面でプレーヤが参入しにくい

 貯留場所が離れており地中深いため高コスト

 実用化された転換利用技術の選択肢が少ない

 モニタリング技術の成熟度が低い

 回収装置の設置・運転コストが高い
 実用化された回収技術が限られ適用範囲の早急な拡大が必要

 輸送量が限定的
 輸送コストが高い 大容量のCO2海上輸送技術が確立していない

 CO2固定に直結しにくい

 貯留ビジネスモデルの成立条件が厳しく投資条件が揃いにくい12当社のCCUS事業への取り組み
 現 在 CCUS は カ テ ゴ リ ー 毎 にプレーヤー間で相対事業が展開されている。今後CCUSの規模拡 大 に 応 じ て 、 CCUS 事 業 が発生する。
 CCUS事業とは、排出源の負担(初期投資や回収後処理の煩雑さ)軽減のため、CO2 回収引き取りから貯留・転換利用までのプロセスを一手に担う事業。
当社は、CCUS関連各技術の提供に加え、CO2NNEX等を用いてCCUS事業へ貢献する。

CO2回収（CO2 Capture）
転換利用（Utilization）
貯留（Storage）

CCUS事業
CO2排出源

CO2輸送
トラック
CO2輸送
鉄道

CO2転換利用

CO2輸送船CO2回収

パイプライン

CO2輸送© 2022 Mitsubishi Heavy Industries Engineering, Ltd. All Rights Reserved.

CO2中間貯蔵CO2貯留

13CCUSソリューション展開に向けた推進 2023年には回収技術ラインナップを拡充・事業化
 輸送・貯留、転換利用へ
2020

2025

2030

KS-1™CO₂回収
大量回収向け回収

KS-21™高性能CO₂回収
高効率大量回収向け

汎用CO₂回収／乾式CO₂回収
産業セクター向け回収技術

輸送
貯蔵

転換利用
KS-1、KS-21 : 関西電力と共同で開発したアミン吸収液
CCUS : Carbon dioxide Capture, Utilization and Storage© 2022 Mitsubishi Heavy Industries Engineering, Ltd. All Rights Reserved.

LCO₂輸送船
CO₂大量輸送

CO2NNEXTM（CO2流通の為のデジタルプラットフォーム）
CCUSバリューチェーンの可視化によるスムーズな接続
クリーン燃料生成
CO2NNEXTM :日本IBMと共同で構築するCO2流通を可視化するデジタルプラットフォーム

14

開発・実証フェーズ

CCUS事業のタイムライン

実用フェーズ

2020

2025

2030

KS-1TM CO2回収 当社現行CO2吸収液

Source: Technology Center Mongstad▼2021/8 TCMにてKS-21実証完了

KS-21TM CO2回収 改良型CO2吸収液

CCUS
技術・サービス開発▼2021/6 Draxライセンス契約▼2021/8 川崎汽船船上CO2回収検証開始▼2021/8 CC-Ocean船上搭載

小型CO2回収装置 モジュラー型CO2回収装置 ラインナップ準備中▼2021/9 LCO2船カーゴタンクAIP取得▼2021/8 TotalEnergies LCO2船FS検討▼ 2021/5 日本IBM社と共同開発MOU

ビジネスモデル

実証完了し実用化へ

LCO2船 CO2大量輸送技術開発と社外パートナーとの事業検討を進行中

CO2NNEX CO2流通プラットフォーム 実証に向け潜在パートナーと協議中

テクノロジープロバイダ▼ 2021/8 SUEZ社と検討に向けMOU締結© 2022 Mitsubishi Heavy Industries Engineering, Ltd. All Rights Reserved.

CCUS事業

CO2回収、引き取り、貯留・転換利用までを一手に行う事業
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多様な排出源からのCO2回収の必要性
 当社はコア技術を軸にCO2回収適用先をさらに拡大してゆく。
 小型回収装置はモジュール化やデジタル化を進めることでお客様の課題とニーズに応えていく。

石炭・ガス発電

世界最大のCO2回収プラント(2021現在)

年間800万トン超のCO2回収（計画）

バイオマス

LNG液化

当社はCO2回収技術のリーディングカンパニーとして幅広くCO2回収技術を提供する。

セメント

製鉄

船舶
ごみ焼却設備
ガスエンジン
小型ボイラ・炉 等© 2022 Mitsubishi Heavy Industries Engineering, Ltd. All Rights Reserved.

Petra Nova

Drax

LNG製造の低炭素化に貢献

NextDecade

技術難易度が高い分野でのFS

Lehigh Cement

脱化石燃料が難しい分野での実証
世界初の実航海上のCO2回収実証

国内製鉄所

川崎汽船

モジュール化で小規模設備によるCO2回収
16小型CO2回収装置の概要

 幅広い製品ラインアップ

CO2回収量0.3トン/日～200トン/日に対応。製品ラインアップを検討中。

 標準化により低コスト、短納期を実現

汎用性の高い設計標準化により導入・運転・維持コストの低減および納期短縮。
量産化を可能とするモジュラー型を採用。

 コンパクトな設計（限られた敷地面積にも敷設可能）

設置に必要な敷地面積は最小モデルで全長7m×全幅2m程を想定。工場からトラックで輸送でき設置も容易。

 豊富な納入実績で得られた経験を活かした、設置検討からからアフターサービスまで一貫したお客様サポート体制

・国内外問わず多様な排出源からのCO2回収を可能にするべく、順次販売・対応予定。
・将来的に独自の遠隔監視システムによる運転支援サービスも提供予定。

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小型CO2回収装置の事例

https://www.mhi.com/jp/news/211201.html

 プラント建設・保守などを手掛ける太平電業株式会社様から、同社が有するバイオマス発電所向けの小型CO2回収装置を受注（回収能力は0.3トン/日）。

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カーボンニュートラルに必要な年間CO2回収量
 2030年頃から産業分野の割合が増加するが、割合として発電分野も大きい。
 その他はDACで、2030年の5%から2050年には13%まで増加。2050年で約10億トン

19© 2022 Mitsubishi Heavy Industries Engineering, Ltd. All Rights Reserved.

出典 : IEA Net Zero by 2050 A Roadmap for the Global Energy Sectorを元にした当社纏め。

カーボンネガティブ技術におけるDACCS位置づけ DACCSは必要土地面積が小さく、大きなCO2削減ポテンシャルを有する。
 一方で回収コスト削減が課題

2050年時点でのCO2削減ポテンシャルとコスト

出典：第 5 回エネルギー・環境技術のポテンシャル・実用化評価検討会資料 8-1© 2022 Mitsubishi Heavy Industries Engineering, Ltd. All Rights Reserved.

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DAC開発における当社の強み排ガスからのCO2回収技術
開発実績

多分野にわたる開発能力© 2022 Mitsubishi Heavy Industries Engineering, Ltd. All Rights Reserved.

固体吸着材システム開発実績21

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