日本二氧化碳海底封存技術邁向商業化

2019/04/29


  對火力發電站排放的大量二氧化碳進行回收並埋藏於海底的技術開發取得了進展。由於可遏制全球變暖,美國等國開始在內陸地區引入相關設備,四面環海、國土面積狹小的日本則主要採用海底儲存方式。東芝最早將於2020年夏季在三川發電站(福岡縣大牟田市)啟動日分離回收500噸二氧化碳的大規模實證試驗。目前正在為實現商業利用積累數據,不過海底儲存方式的設備維護十分困難,如何抑製成本也成為課題。

      

「碳捕集與封存」設備(福岡縣大牟田市,照片由東芝提供)

      

  東芝將進行實證試驗的是被稱為「碳捕集與封存(CCS)」技術。具體方式是使發電站排放的廢氣通過胺液,僅分離和回收二氧化碳。在海外,以北美的內陸地區為中心,碳捕集與封存設備被投入使用。這種方式是通過管道運輸二氧化碳。

     

  海底儲存方式由於成本較高,在海外僅在挪威海域設有一個儲存點。地震多發國日本由於缺少適合作為陸地儲存點的廣闊土地,政府制定了採用海底儲存方式的戰略。在北海道海域啟動的首個實證試驗計劃持續到2020年度前後。

    

  東芝最早2020年夏季啟動實證試驗的二氧化碳回收量是北海道海域的近2倍。日均二氧化碳分離回收量達日本國內最高的500噸。此次將首次通過船舶運輸二氧化碳而不是管道,預計2021年度之後推向實用化。

        

    

  東芝已經在三川發電站的用地內設置了高60米的專用設備。分別是「吸收塔」和「再生塔」,將通過這些設備分離和回收二氧化碳。

   


     

  通過導管將發電時排放的廢氣傳輸到2座設備中,使廢氣通過胺液,僅提取出二氧化碳。目前的構想是,把回收的二氧化碳液化後裝入罐中,通過船舶運往海上。在目的地接上與海底連接的管道,輸送二氧化碳。

   

  關於船舶運輸技術,將由東京大學、日揮和大成建設等推進討論。

    

  三川發電站的日發電量為5萬千瓦,可供8萬戶家庭使用,日二氧化碳排放量約為1000噸。如果能夠通過碳捕集與封存技術回收一半的二氧化碳,將為遏制全球變暖做出貢獻。

         

     

  東芝從2009年開始,通過在三川發電站用地內設置的小型設備開展試驗,日回收約10噸二氧化碳。發現廢氣中含有的雜質使得胺液的壽命縮短,二氧化碳的吸收效率隨著外部氣溫的變化而變化等。東芝將把這些數據活用於明年夏季啟動的實證試驗中。

      

  關於海底儲存方式,日本CCS調查公司正在北海道海域進行實證試驗。不過由於儲存點距離沿岸較近,因此採用通過管道向海底輸送二氧化碳的機制。

        

  和使用管道的陸地儲存方式相比,海底儲存方式需要克服海底嚴酷環境,設備的維護管理十分困難,成本較高。其中,由於船舶可降低遠距離運輸的成本,碳捕集與封存設備設置地點的選擇範圍出現擴大。和一旦建設後難以改變設計的管道相比,船舶可靈活改變二氧化碳的運輸量。

   

  探討運輸技術的東京大學特任教授尾崎雅彥表示,「如果逐步降低對煤電的依賴程度,可以調整運輸量的船舶方式就很適合」。

       

  據日本環境省介紹,日本2017年度換算為二氧化碳的溫室氣體排放量接近13億噸。發電站和煉油廠的排放量約佔4成。日本政府提出了2050年之前溫室氣體減排8成,本世紀後半期實質上減為零的目標。要實現目標,大幅減少發電站的二氧化碳排放是一大課題。

      


       

  海外也有只允許建設具有碳捕集與封存設備的火力發電站的事例。日本因繼續進行火力發電而遭到國際社會的強烈批評,但如果碳捕集與封存達到實用水平,就有望獲得國際社會的理解。

   

  不過,要實現海底存儲方式也存在課題。在削減成本方面,尾崎教授表示,「需要建立一次運輸大量二氧化碳並封入海底的機制」,目前正在進行相關探討。為了降低分離和回收成本,提高胺液的吸附性能也是選項之一。

   

  尋找儲存地也是需要解決的課題。日本環境省與經濟産業省打算2021年度之前在日本近海找到3處可在海底儲存1億噸以上二氧化碳的地點。如果地震導致液化後的二氧化碳從海底噴湧而出,就有可能對漁業和生態系統等造成影響。這方面還需要得到地方的理解。

    

版權聲明:日本經濟新聞社版權所有,未經授權不得轉載或部分複製,違者必究。