中国電力ではカーボンリサイクルを目指し、二酸化炭素（ＣＯ２）を「資源」として有効利用する技術の開発に取り組んでおり、その中には実証・実用化段階に進んだものもある。本連載ではその中から、ＣＯ２と石炭灰および電柱廃材から新たな土木材料を作る「ＣＯ２―ＴｒｉＣＯＭ（シーオーツー・トリコム）」（第１回）、ＣＯ２を利用して油脂を製造する「Ｇａｓ―ｔｏ―Ｌｉｐｉｄｓ（ガス・ツー・リピッズ）バイオプロセス」（第２回）、ＣＯ２をコンクリートに固定する「ＣＯ２―ＳＵＩＣＯＭ（シーオーツー・スイコム）ＣＯ２有効活用コンクリート」（第３回）について紹介する。
 

ＣＯ２を資源として捉える

 
　石炭火力発電は、供給安定性および経済性に優れ、我が国において重要なベースロード電源である。一方で、ＣＯ２排出量が大きく、脱炭素化に向けた取り組みが課題となっている。課題解決のひとつの方法として、排出したＣＯ２を資源として捉えた炭酸塩などへの利用は、ＣＯ２固定化ポテンシャルが高いことなどから、カーボンリサイクル技術として早期の社会実装が望まれている。当社では、広島大学、中国高圧コンクリート工業と共同でＣＯ２―ＴｒｉＣＯＭと称してＣＯ２、石炭灰、廃コンクリート粉を活用したＣＯ２吸収焼結体の開発研究に取り組んでいる。


 

炭酸塩として固定。石炭灰や電柱廃材のリサイクルも

 
　ＣＯ２―ＴｒｉＣＯＭとは、火力発電所から発生するＣＯ２および石炭灰のほか、電気事業に伴って発生する副産物である電柱廃材を混合し、マイクロ波による加熱で焼結する過程でコンクリート粉（ＣａＯ）がＣＯ２を吸収し、炭酸塩（ＣａＣＯ３）として固定化する技術である。これまで廃棄物として課題となっていた石炭灰と電柱廃材にＣＯ２を「取り込む」ことで新たな製品として生まれ変わらせる画期的なカーボンリサイクル技術である。

　ＣＯ２―ＴｒｉＣＯＭによるＣＯ２吸収効果は、石炭灰と廃コンクリート粉の混合物を焼結させる過程で、廃コンクリート粉の３０％がＣＯ２を吸収するものとして試算すると、焼結体１トン当たり６０キログラム―ＣＯ２となる。砂に近い粒径の焼結体が製造できれば、水を通しやすく砂よりも軽いクリンカアッシュに代わる土木材料として利用することができる。クリンカアッシュは、軽量盛土材、緑化基盤材、排水材などとして広く活用されておりニーズの高い材料であることから、ＣＯ２―ＴｒｉＣＯＭのクリンカアッシュ代替材としての利用は有望視されている。

　現在は、実験室でのＣＯ２―ＴｒｉＣＯＭの製造に成功しており、配合および製造システムの最適化について検討している。本技術に関して、さらに研究を推し進めるため、国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構（ＮＥＤＯ）が公募した「カーボンリサイクル・次世代火力発電等技術開発／ＣＯ２排出削減・有効利用実用化技術開発／炭酸塩、コンクリート製品、コンクリート構造物へのＣＯ２利用技術開発」に応募し、２０２０年７月に採択された。



　今後３年間をかけてＮＥＤＯ事業により開発・実証試験を進めることで本技術を確立し、３０年度の実用化を目指す。２１年春から小型プラントの設置準備を開始し、試作品を製造しながらＣＯ２吸収量が最大となる最適配合検討や品質確認および製造コスト削減検討などを行う予定である。
 

多数の火力発電所で採用されれば、ＣＯ２吸収効果大きく

 
　実用化に当たっては、５万トン／年のＣＯ２吸収焼結体製造を目指しており、その場合のＣＯ２吸収量は３千トン―ＣＯ２／年が見込まれる。将来的に、他の事業者にも積極的な技術導入を働き掛け、多くの火力発電所でこの技術を採用できればその効果は大きくなると期待している。

　ＣＯ２―ＴｒｉＣＯＭは、石炭火力発電の安定供給に加え、ＣＯ２排出量の削減や石炭灰および電柱廃材のリサイクルといった環境対策へ貢献できるニーズの高い技術であり、早期実用化に向けて取り組んでいく。

【用語解説】
◆フライアッシュ　
集塵器で捕集される微細粒子の石炭灰。石炭火力発電所から発生する石炭灰の９割を占める。

◆クリンカアッシュ　
ボイラー底部の水槽に落下し堆積した塊状の石炭灰。発生割合は１割程度。

電気新聞２０２０年１２月１４日