■2004.11

財団法人 金属系材料研究開発センター

No.217TODAY

エネルギー対策雑感

北九州市立大学国際環境工学部
環境化学プロセス工学科

教 授

藤 元

薫

原油の価格が1バレル50ドルを超えた。この価や石油業界も大変冷静であり、この価格が続いた

格は、オイルショックとして世界中（特に日本）場合の経済への悪影響や比較的近い将来の価格下が大騒ぎした1973年と1978年の価格高騰よりはる落が論じられているようである。しかしあまり声かに高く、史上最高である。第1回および第2回目

高には語られないが、米国系のオイルコンサルタのオイルショックは実際にショックのみであり、ントからのコメントは気になる。すなわち『この実際の危機ではなかった。原油の供給は十分であ

価格高騰は中国、インド等の巨大人口国家におけり、原油供給を止めるぞとの脅しが世界を震撼さる石油需要の増大とサウジアラビア以外の産油国せたのであった。の増産余力の不足に基づく需給の緊迫によるもの

しかしその効果は絶大であり、原油の価格が上であり、この傾向は今後も持続するであろうし、昇したことは勿論であるが、石油資源の有限性、将来的にはもっと厳しい状況もあり得る』との説

そしてその決定権が一部の国に集中したことが広である。

く認識されるに至った。その結果世界中においてこの説は種々の統計に基づいており、最近の原省エネルギー技術、石油代替エネルギー開発が情油価格の動向も考慮すると本当のような気もす熱をもって進められた。しかし実際のオイル危機

る。もし本当であるとすれば、これこそ本当のオであったわけではないから、アラブ圏以外の石油イル危機であり、供給が需要に追いつかなくなれの増産、石炭・天然ガスの導入促進、省エネルギ

ば世界はパニックとなり、テロどころではなく本ー技術の進展等により石油は大幅な供給過剰とな当の戦争の危険すらある。

り、価格は低迷し、多くの石油代替エネルギープ前回の騒ぎが狼少年騒ぎであったことは事実でロジェクトは中止に至った。日本もその例外ではあろうが、狼は必ずいるのである。本当に効果的なかった。

なエネルギー対策の実行が必要な時期が到来してひるがえって今回の価格高騰の意味は何であろいるのではなかろうか。

うか。特に政治的な意味はありそうにない。政府

1

JRCM REPORT「製鉄プロセスガス利用水素製造」「製鉄プロセスガス利用水素製造」プロジェク
プロジェクト中間報告
ト中間報告
環境・プロセス研究部

永浜洋

1 研究計画概要

開発実施体制としては、経済産業省

これまでに、有効ガス量（H 2+CO）

より委託を受けたJRCMが新日本製鐵

増幅比で2.0以上、及びドライガス化「製鉄プロセスガス利用水素製造」（株）、JFEスチール（株）、帝国石油（株）、率98％以上の結果が得られている。2）

プロジェクトは、経済産業省からJRCM（独）産業技術総合研究所に研究を委託。

触媒ドライガス化法については、硫が委託を受け、平成13〜17年度の5年

また、筑波大学 冨重助教授、北九州化水素が2000ppmを超える過酷な環境間で推進しているプロジェクトであ

大学 朝見研究室、群馬大学 宝田研

ではあるが、実コークス炉ガスを用いる。図−1に、水素製造プロセス構想

究室、中部大学 二宮研究室、同志社

た水蒸気改質反応の一例を図−3に示と要素技術を示す。図中の数字の1〜4

大学 土屋研究室、東北大学 高村助す。水素生成量0.6Nm3-H2/Hrの規模でが、開発すべき要素技術である。

教授と共同研究を実施。平成15年度にの実ガス検証を行い、水素増幅率で2開発の目的は、製鉄所のコークス炉（財）エネルギー総合工学研究所には、2）倍を超える結果を得ている。

から発生する副生ガス（COG）が保有も研究業務を委託している。プロジェ（2）酸素製造（分離）システム

する顕熱及び製鉄の廃熱を利用して、クトリーダーは北九州市立大学 藤元

COG中のメタン等を改質し、水素に教授である。

ペロブスカイト型構造の混合伝導体酸化物がもつ、酸素イオンのみをとおす性質を使うことで純酸素が得られる転換する技術を開発することにより、開発スケジュールは、最初の3年間燃料電池等に利用される水素を大量、が要素技術開発期間で、後半の2年間かつ効率的に供給できるプロセスを確でベンチプラント規模の試験を行う計立することである。プロジェクトの特画である。

分離管製造技術の開発、システム化技

徴としては、①大量供給能力（約40億2 研究成果術の開発が必要である。表−1に酸素3Nm /年） ②低供給コストの可能性。
対現行Cold-COG法25％低減 ③低環2という原理を利用している。1）
実用化を図るためには、材料の開発、分離膜材料の開発結果を示す。材料開（1）
ドライガス化・メタン成分改質

発において、これまでにガススイープ。エネル
境負荷（CO 発生増分がない）

無触媒高温COGドライガス化法の法（常圧）にて、酸素透過速度10cc-ギー総合効率（well to wheel）
で、現在炉内反応イメージを図ー2に示す。ドO2/min/cm2を超える分離膜材料を開のガソリン車14%に対し、本プロジェ

ライガス化炉ヘッド部の酸素・水蒸気発。最終目標である10cc-O2/min/cm2

クトのHot-COG法は40%と高い ④製噴射ノズルの適正化がポイントであ（10atm空気から）をクリアする高性

鉄の未利用の廃熱を利用して、水素エる。このため、ドライガス化炉ヘッド

能分離管試作技術にめどを得た。また、ネルギーに転換するエネルギー高度利

内ガス拡散混合可視化シミュレーショ

回収酸素濃度99.4%以上を達成する

1）

ン実験を実施し、適正化を図っている。

シール・接合技術を開発したところ用システムでもあること、である。

である。
一方、実験ユニットに酸素分離管を複数本組み込み、酸素製造量3Nm3/hrを達成、さらに6Nm3/hr達成にめどを2）得たところである。

図ー1 水素製造プロセス構想とその要素技術

JRCM NEWS No.217

図ー2 高温COGドライガス化炉内反応イメージ2

表−1 酸素分離膜材料の開発結果能を維持した実ビジネスモデルとしても優れており、績を得た。マル

引き続き研究を継続すべしとの評価をチチューブ化を受けた。

狙った高酸素分

3 今後の計画

圧下での支持膜（メタン側多孔今後は、平成16年度から17年度にか質、緻密膜厚さけて実施するベンチプラント試験を行約0.1mm）につい、実機化FS及び経済性評価が可能

いては、10cc-な技術的データの取得を目指す予定で2O 2 /min/cm レある。

ベルのため、触（3）膜型反応器技術開発
膜型反応器は、前出の図−1中の酸素分離機能とメタン改質機能の両方を媒配置及び材料―――――― 参考文献 ――――――

調製方法の改善、材料開発等が今後の

1）永浜洋：日本鉄鋼協会資源エネルギー

2）課題である。

フォーラムシンポジウム予稿（2004年（4）コスト比較及び結果まとめ9月27日）

兼ね備えた一体型の反応器である。

平成16年4月から、新日本製鐵（株）

図−4に反応管の概念図、図−5に膜君津製鉄所でCold-COG法による実証構造とその概念図を示した。
これまで、化が実施されているが、FSの結果、

3）製鉄プロセスガス利用水素製造技術開

自立膜材料（緻密膜厚さ約1mm）に本プロジェクトで開発中のHot-COG法

発中間評価報告書（2003年7月）

ついては、常圧膜条件において、中間は、Cold-COG法に対して25%のコス開発目標である酸素透過速度20cc-3）
トダウンとの知見が得られた。

2

O2/min/cm 以上を達成し、1か月間性

2）製鉄プロセスガス利用水素製造技術開発平成13〜15年度成果報告書

平成15年度に実施された中間評価では、各要素技術の開発もおおむね中間技術目標を達成し順調に進捗、また開発のステップアップが事業化のための図ー3 実ガス改質実験の結果例

図ー4 膜型反応器開発の反応管の概念図

3

図ー5 膜型反応管の膜構造とその概念図

JRCM NEWS No.217

●セミナー案内 ―――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――
第19回大学と科学公開シンポジウム
異業種交流セミナー「材料と機能シリーズ」「第4回環境技術の研究開発に関する講演会」−エコ・コンビナート実現にむけて−
主 催：（社）日本鉄鋼協会
日 時：11月29日（月）13：00〜18：00

場 所：東京大学 山上会館大会議室
参加費：無料（社）日本鉄鋼協会
問い合わせ先：学会・生産技術部門
りょう事務局

龍TEL. 03−5209−7013
FAX. 03−3257−1110
E-mail：ryo@isij.or.jp

凝固プロセスをベースとする金属材料の組織改変技術と今後の展開「人体にやさしい医療材料」

主 催：（社）日本鉄鋼協会
日 時：12月3日（金）9：30〜17：35
場 所：東京電機大学 神田キャンパス
11号館17階大会議室
申込締切日：11月25日（木）参加費：一般6000円、学生3000円（資料代込み）問い合わせ先：（社）日本鉄鋼協会
総合企画事務局
総務グループ 高久
TEL. 03−5209−7011
FAX. 03−3257−1110
E-mail：takaku@isij.or.jp

代 表：大阪大学産業科学研究所

The Japan Research and Development Center for Metals

JRCM NEWS／第217号

中嶋英雄教授日 時：12月4日（土）〜5日（日）
場 所：一橋記念講堂
参加費：無料（株）アドスリー内
問い合わせ先：「人体にやさしい医療材料」事務局 田中
TEL. 03−5925−2840
FAX. 03−5925−2913
E-mail：info@adthree.com

発 行 2004年11月 1 日
発行人 小島 彰
発行所 財団法人 金属系材料研究開発センター〒105-0003 東京都港区西新橋一丁目5番11号 第11東洋海事ビル6階

内容に関するご意見、ご質問は JRCM 総務企画部までお寄せください。
本誌は地球環境保全を考慮し再生紙を使用しています。
本書の内容を無断で複写複製転載することを禁じます。

4

T E L （03）3592-1282（代）／F A X（03）3592-1285
ホームページURL http://www.jrcm.or.jp/
E-mail jrcm@oak.ocn.ne.jp