永續發展型之低碳社會與煤炭發電永續發展型之低碳社會與煤炭發電

電源開發株式會社

2009 台日科技高峰論壇

1

主題主題

44何謂何謂可永續發展的低碳社會？可永續發展的低碳社會？

44低碳社會低碳社會與與煤炭發電、煤炭發電、JJ--POWERPOWER的對策的對策

2

JJ--POWERPOWER之國之國內電內電氣氣事業事業

J-POWER21%

中部

東北

北陸中国

九州

北海道

東京

四国

関西沖縄

其他

2009年3月底 資料來源：資源能源廳「電力調查統計月報」

發電設備輸出功率僅次於東北電力，居日本第６名

石炭火力

合計38GW

水力・煤炭火力之領先者

發電事業及送電事業於日本各地展開，穩定供應

（電力販售事業）

水力 59處 856萬kW火力 7處 841萬kW地熱 1處 1萬2500kW送電設備 2,408km

（其他電力事業）

風力 13處 26萬kWIPP發電設備 3處 52萬kWPPS發電設備 3處 32萬kW （註） 2009年3月底

資料來源: 根據資源能源廳「電力調查統計」作成（註）2009年3月底資料來源: 根據資源能源廳「電力調t查統計」等作成

水力

合計46GW

0

10000

20000

30000

40000

50000

60000

70000

東京 関西 中部 九州 東北 中国 北陸 四国 北海道 沖縄

出力(MW)

原子力

火力

水力

東京

J-POWER19％

関西

中部

九州

中国

東北

北陸北海道

四国 其他

2009年8月

1698萬kW

核能

輸出功率(MW)水力(59處) 火力(8處) 地熱(1處)建設中．預定建設中(3處) 變電所(8處)

主要送電線

3

松松 浦（長崎）浦（長崎）1# 1,000MW(1990)2# 1,000MW(1997)

高高 砂（兵庫）砂（兵庫）1# 250MW(1968)2# 250MW(1969)

II磯磯 子（神奈川）子（神奈川）New 1# 600MW(2002)New 2# 600MW(2009)

橘橘 灣灣（（德德島）島）1# 1,050MW(2000)2# 1,050MW(2000)

竹竹 原（原（廣廣島）島）1# 250MW(1967)2# 350MW(1995)3# 700MW(1983)

石石 川（沖川（沖繩繩））1# 156MW(1986)2# 156MW(1987)

松松 島（長崎）島（長崎）1# 500MW(1981)2# 500MW(1981)

亞臨界壓超臨界壓超超臨界壓（USC)

7個發電廠15處的發電設備輸出功率合計為841.2萬kW松島火力為日本第一個大規模輸入的媒炭火力；松浦２號為日本第一個超超臨界壓（USC）的煤炭火力

7個發電廠15處的發電設備輸出功率合計為841.2萬kW松島火力為日本第一個大規模輸入的媒炭火力；松浦２號為日本第一個超超臨界壓（USC）的煤炭火力

JJ--POWERPOWER煤炭煤炭火力火力發發電電廠廠

4

J-POWER海外發電事業實績

Zajaczkowo (風力)

波蘭

嘉惠 （汽力CCGT)

台灣

天石(焦煤火力)漢江（喜河） (水力)

格盟(煤炭)新昌(燃煤火力)

中國

CBK (水力)

菲律賓

Tenaska Frontier (汽力CCGT)Elwood Energy (汽力簡易循環)Green Country (汽力CCGT)Birchwood (燃煤火力)Pinelawn (汽力CCGT)Equus (汽力簡易循環)Fluvanna (汽力CCGT)Edgewood (汽力簡易循環)Shoreham (噴射燃料)Orange Grove (汽力簡易循環)

美國

Roi-Et （稻殼)Rayong (汽力CCGT)Thaioil Power (汽力CCGT)Independent Power (汽力CCGT)Gulf Cogeneration(汽力CCGT)Samutprakarn (汽力CCGT)Nong Khae (汽力CCGT)Yala(橡膠・枯木廢材)Kaeng Khoi 2 (汽力CCGT)Samet tai (新開發得標案件：汽力CCGT)Nong Saeng (新開發得標案件：汽力CCGT)

泰國

狀 況 案件數 發電量 持有發電量

運轉中 6個國/區域、 23件 8,836 ＭＷ 3,123 ＭＷ

建設中 3個國/區域、 4件 2,435 ＭＷ 337 ＭＷ

合 計 7個國/區域、 27件 11,271 ＭＷ 3,460 ＭＷ

※「 紅字 」為興建中案件。

※「 藍字 」為新開發得標案件。

Nhon Trach2 (汽力CCGT)

越南

5

何謂何謂低碳社會？低碳社會？

66

現代社會現代社會的的「碳「碳水準（水準（LevelLevel））」」

4由全球的一次能源消耗量可知，過去150年間全球對石化能源呈現壓倒性的高依存度，是名副其實的「高碳社會」。

4全球發電量當中，石化能源依存度約7成。就地區來看，不僅美中印，被視為環保先進國的德國、丹麥石化發電率亦極高。

現代社會是高度仰賴石化能源的「高碳社會」。發電部門同樣強烈仰賴石化能源。「低碳社會」是極大的挑戰。

全球的一次能源消耗量變化

資料來源：日本能源經濟研究所（1970年前為Oil Economists＇ Handbook, 1980年以後為 BP Statistical Review of World Energy）

80%

68%

50%

27%

47%

54%

31%

41%

2%

4%

2%

11%

4%

4%

6%

1%

8%

20%

23%

12%

21%

21%

20%

2%

3%

19%

28%

26%

30%

15%

15%

15%

7%

8%

4%

9%

16%

5%1%

13%

2%

1%

1%

0.1%

0.3%

9%

2%

2%

4%

3%

0% 20% 40% 60% 80% 100%

中国

インド

米国

日本

ドイツ

デンマーク

EU

世界計

石炭 石油 天然ガス 原子力 水力 風力 太陽光 その他再生可能ｴﾈﾙｷﾞｰ

出典: ドイツ、デンマークはIEA Electricity Information 2008、その他はIEA World Energy Outlook 2008

全球各國的能源別發電構成（2006年）

（換算

為石

油，

單位

百萬

噸）

核能

天然氣

煤炭

中國

印度

美國

德國

丹麥

全球合計

煤炭 天然氣天然氣 核能 太陽能 其他再生能源

資料來源：德國、丹麥為IEA Electricity Information 2008，其他為IEA World Energy Outlook 2008

水力

石油

77

何謂何謂低碳社會？低碳社會？

「可永續發展的低碳社會」

以地球規模而言，將GHG排放量降至最低

減少資源消耗量 ⇒ 持續經濟成長・ 發展的社會

與地球生態系共生

為此，必須展開的能源供需變革

供應端

擴大零排放（Zero Emissions）（非石化）能源的能源供應量

提升石化發電效率，以降低石化能源消耗量

（最終目的在於）透過石化發電的CCS達到零排放目標

需求端

改善能源效率（建築物、家電、IT設備節能、車輛耗油量）

擺脫低能源效率的使用型態（汽油車⇒油電混合（Hybrid）車、EV）

強化使用循環型能源（3R：反覆使用、減少廢棄量、資源再生）

為打造可永續發展的低碳社會，必須針對長期以來能源供需的「高碳社會構造」，由供應端與需求端兩方同時展開變革。

8

面對即將到來的Post京都國際架構公約期限COP15，在聯合國的工作小組等多項國際會議中已陸續展開交涉、討論。

20092009年年的的國際交涉國際交涉時程時程

2010年

COP15条約・議定書

AWG＠ｺﾍﾟﾝﾊｰｹﾞﾝ

1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月 11月 12月

＜国際＞

3/23‐25●

3/29‐4/8●

12/7‐18ｾｸﾀｰ別ｱﾌﾟﾛｰﾁに関するWS＠ﾎﾞﾝ

条約・議定書AWG＠ﾎﾞﾝ

6/1‐12●

条約・議定書AWG・SB＠ﾎﾞﾝ（閣僚会合の可能性あり）

8‐9月●

条約・議定書AWG＠未定

・各国の中期目標の検討状況報告

・附属書Ⅰ国全体の削減幅を議論

・交渉テキストの提示・附属書Ⅰ国の削減

目標を議論

7/8‐10●

G8サミット＠ｲﾀﾘｱ・ﾏｯﾀﾞﾚｰﾅ島

Ｇ８・ＭＥF

●4/27‐28

エネルギ－と気候に関する主要経済国フォーラム(MEF）

準備会合

様々な関連会合での議論

主要経済国での議論

MEF首脳会合

7/8‐10●

G8サミット＠ｲﾀﾘｱ・ﾏｯﾀﾞﾚｰﾅ島

Ｇ８・ＭＥF

●4/27‐28

エネルギ－と気候に関する主要経済国フォーラム(MEF）

準備会合

様々な関連会合での議論

主要経済国での議論

MEF首脳会合

条約・議定書非公式

AWG@ ボン

条約・議定書AWG@バンコク

9/28-10/9●

8/10-14●

条約・議定書AWG@バルセロナ

11/2-6●

MEF（11月中-下旬予定）

9/24-25● G20（金融サミット）@

ピッツバーグ

UNFCCC

〈核能〉

條約‧議定書

AWG@波昂

條約‧議定書AWG-SB@波昂

（可能舉行內閣官員會議）

條約‧議定書

非官方

AWG@波昂

條約‧議定書

AWG@曼谷

-各國的中期目標檢討

狀況報告

-討論附件I的全國

減少排放幅度

-提出交涉文件

-討論附件I的全國

減少排放幅度

在主要經濟國家中的討論

條約‧議定書

AWG@巴塞隆納

G20（金融高峰會談）

@匹茲堡G8高峰會

@義大利‧拉馬達利納島

MEF領袖會談

能源與氣候相關的

主要經濟體論壇（MEF）

準備會議

在各種相關會議中的討論

MEF（預定於11月中‧

下旬召開）

COP15條約‧議定書

AWG

＠哥本哈根

部門別推動方式

相關WS＠波昂

9

各國各國的的主張主張

除了先進國家與開發中國家的對立外，先進國家之間、及開發中國家之間也存在想法・主張的差異，導致交涉困難重重，在COP15上可能不易達成共識

傘狀集團（Umbrella Group）

（日本、美國、加拿大、澳洲、俄羅斯等）

產油國主要開發中國家（中國‧印度等）

小島聯盟、最貧國

●美中應以負責任的態度參與具實效性的未來架構

●設定可具體執行的目標

●美國「與90年相較，先進國家設定的25-40％減少排放目標不可能實現」

●重視長期目標

●主張先進國家應大幅減少排放量

（與90年相較▲24-40％）

※有鑑於開發中國家態度強硬，而轉向務實的因應對策

●說明持續推動EU-ETS及碳市場的擴大

主要開發中國家負起參與責任

先進國家必須對氣候變遷負責

●擔憂致力減少排放量，可能減少石油消耗量

●先進國家應大幅減少排放量

●反對強制性的承諾●強烈要求提供技術‧資金支援

●擔憂氣候變遷引發的不良影響。要求先進國家更進一步減少排放量。

●期待出現全球性、尤其是主要開發中國家的減少排放量行動。

EU

1010

日本日本的地球暖的地球暖化化相關相關政策政策體系體系

京都議定書京都議定書相關法規制度相關法規制度：：

根據根據「地球暖化對策「地球暖化對策推動推動相關法律」相關法律」（（19981998年制訂、年制訂、20052005年年22月施行）月施行）展開的法規準備作業展開的法規準備作業

4 「地球暖化對策推動本部 （主席為總理大臣）」設置（1998年）

4 「京都議定書目標達成計畫」內閣會議決定（2005年→2008年3月全面修訂）

4 「溫室效應氣體算定・報告・公開制度」制訂（2006年施行）

4 「能源使用合理化相關法律（節能法） 」修訂（2008年）

長期低碳化長期低碳化目標的相關法規制度目標的相關法規制度：：

根據根據「「創造創造低碳社會行動低碳社會行動計畫計畫」」（（20082008年年77月內閣會議決定）月內閣會議決定），現正展開法規準備作業

4 為修訂「能源政策基本法」，開始審議（預定於2010年修訂）

4 制訂「促進能源供應業者利用非石化能源、及有效利用石化能源原料之相關法律」（能源供應構造高度化法）（2009年7月）

根據該法實施太陽能發電固定價格收購制度（FIT,2009年11月開始）、及強制規定非石化率（2010年以後）

4 修訂「促進石油替代能源開發及導入之相關法律」（2009年7月）

4 重新檢視討論「電氣業者使用新能源等之相關特別措施法（RPS法）」（與導入FIT的相關性、提升強制規定量）

日本的京都議定書相關法規準備作業已完成，現正針對長期性的低碳化目標，著手展開相關法規準備作業

1111

日本日本的的「「創造創造低碳社會行動低碳社會行動計畫」計畫」（（20082008年年77月內閣會議決定）月內閣會議決定）

「創造低碳社會行動計畫」的重點

4日本的長期目標*：2050年時GHG總排放量減少至目前的60～80％＊中期目標在其後展開詳細檢討，並於2009年6月決定為「與2005年相較，GHG總排放量減少15%」

4推動21項能源革新技術開發 （⇒請參照p14）

4提升煤炭使用效率利用IGFC，在2025年前達到55%的效率

在2020年前將CO2回收・貯存，使單價降至1000-2000日圓，以達到減少排放、實用化目標

4太陽能發電成本減半，在2030年前導入量達目前的40倍

4在2020年前將零排放（非石化）電源比率提升至50%以上

其他尚有規定開始「試行」排放量交易制度、檢討稅制、及各項地方・國民對策支援等

創造日本的低碳社會，必須擴大非石化電源（核能及再生能源）及提升煤炭使用，關鍵即在於革新性的技術開發

12

日本日本的的溫室效應溫室效應氣體氣體排放量排放量

根據最新資料顯示，日本的CO2排放量在全球占比為4.5%，排名第5，美國・中國為日本的4倍以上。另一方面，日本的GDP在全球占比為8.3%，排名第2

全球的GDP（2007年）全球的CO2排放量（2006年）

資料來源：資料來源：EDMCEDMC 能源經濟統計要能源經濟統計要覽覽20092009 資料來源：資料來源：總總務省統計局務省統計局資料資料

2007年54,635BUSD名目GDP

澳洲

1.4%法國

1.4% 墨西哥1.6%

義大利

1.6%韓國

1.7%加拿大

1.9% 英國2.1%

德國

3.0% 印度4.6%

俄羅斯

5.7%

中國

20.6%

美國

21.1%其他28.8%

其他

26.2%美國

26.2%

中國

6.5%德國

6.3%英國

5.3%

法國

4.8%

義大利

4.0%西班牙

2.7%

加拿大

2.7%

巴西

2.5%

俄羅斯

2.4%

印度

2.2%

2006年

273億噸日本

8.3%

日本

4.5%

13

與全球各國相較，日本是「低碳經濟」的優等生。這是長期以來致力於節能對策的寶貴成果。同時也代表今後更進一步推動減少排放、節能，將面對更高的難度。

資料來源： IEA （2007）, “CO2 emissions from fuel combustion 1971-2005＂

每單位GDP的CO2排放量（2005年）［kgCO2/US$（2000年基準匯率）］

0.0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

俄羅

斯

澳洲

加拿

大

EU27 中國

印度

4.41

0.800.670.53

美國

0.430.24

日本

2.68

1.78

0.70

韓國

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

1.85

俄羅

斯

0.33

加拿

大

0.26

澳洲

0.21

美國

0.20

EU27

0.11

日本

0.91

中國

0.83

印度

0.34

韓國

每單位GDP的一次能源供應量（2005年）[toe/1000 US$（2000年基準匯率）]

日本在全球上的日本在全球上的「低碳「低碳水準水準」」

1414

為為「「創造創造低碳化社會」低碳化社會」，日本所提出的，日本所提出的能源革新技術能源革新技術

根據Cool Earth50第二次專家學者會議 資料製成

為更進一步實現低碳化目標，在政府選定的21項能源革新技術計畫中，「高效率煤炭火力發電」及「CCS技術」被定位為「革新性零排放煤炭火力發電技術」

石油 LNG 煤炭 核能 生質能 太陽能 風力

能

源

供

應

端

跨部門

①高效率天然氣火力發電

②高效率‧零排放煤炭火力發電

先進的超級臨界火力發電

③革新的太陽能發電

④先進的核能發電

次世代輕水爐

高速爐

中小型爐

⑤超電導高效率送電

⑥高度交通系統 ⑦燃料電池汽車 ⑧插電式油電混合車‧電動車 ⑨來自生質能的運送用替代燃料

⑩革新的材料‧製造‧加工技術 ⑪革新的製鐵流程

⑫節能住宅‧大樓 ⑭固定用燃料電池⑬次世代高效率照明

⑮超高效率熱泵 ⑯節能型

資訊設備‧系統⑰HEMS/BEMS/地區等級EMS*4

能

源

需

求

端

⑲動力電子 ⑳氫的製造‧運送‧貯存

※1：IGCC（煤炭氣化複合發電） ※2：IGFC（煤炭氣化燃料電池複合發電） ※3：CCS（CO2回收‧貯存）※4：HEMS（家庭能源管理系統）；BEMS（大樓能源管理系統）；EMS（能源管理系統）

提升效率 低碳化

發電、送電

⑱高性能電力貯存

IGCC*1

IGCC*2CCS*3

運輸

產業

民生

15

低碳社會低碳社會與與煤炭、煤炭、JJ--POWERPOWER對策對策

16

全球的全球的電力需求電力需求預估預估（（IEAIEA的參考案例的參考案例））

資料來源：「IEA World Energy Outlook 2008」

全球的電力需求量方面，2030年時較2006年增加約45％、CO2排放量亦增加45%。

煤炭的發電比例將由2006年實績的41%漸增至2020年時的約45%。

煤炭的CO2排放比例將由2006年實績的42%漸增至2020年的約46%。

煤炭依存度較高的美中印3國CO2排放量合計，在2030年時將達全球的五成（51%），其中，煤炭發電的CO2排放合計約占一半（24%），亦即全球的1/4。

全球的電力需求量方面，2030年時較2006年增加約45％、CO2排放量亦增加45%。

煤炭的發電比例將由2006年實績的41%漸增至2020年時的約45%。

煤炭的CO2排放比例將由2006年實績的42%漸增至2020年的約46%。

煤炭依存度較高的美中印3國CO2排放量合計，在2030年時將達全球的五成（51%），其中，煤炭發電的CO2排放合計約占一半（24%），亦即全球的1/4。

今後全球電力需求仍約有半數仰賴煤炭發電，且會不斷增加。CO2排放量也將持續增加，單是美中印3國的煤炭發電排放量即占全球排放量約1/4。正因如此，減少來自煤炭火力發電的排放量成為重要課題。

全球的電力需求及其電源別構成變化 全球的能源來源CO2排放量與美中印比例變化

資料來源：「IEA World Energy Outlook 2008」

發電量

（TW

h）

CO2排

放量

（Gt-C

o 2）

再生能源

核能

天然氣

煤炭

其他

美國（煤炭發電以外）

美國（煤炭發電）

印度（煤炭發電以外）

印度（煤炭發電）

中國（煤炭發電以外）

中國（煤炭發電）

水力

石油

17

5.6% 4.5%

28.0%9.0%

4.4%

2.2%

11.6%33.5%

31.6%

61.0%41.3% 5.6%

9.5%8.2%

3.3% 8.2%

32.7%

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

石油 天然ガス 石炭

ｱｼﾞｱ太平洋

アフリカ

中東

欧州・ﾕｰﾗｼｱ

中南米

北米

42.0 年

60.4 年

121.8 年

0

50

100

150

200

石油 天然ガス 石炭

1.26兆バレル

177兆㎥

8260億トン

0.0

2.0

4.0

6.0

8.0

10.0

12.0

1990.1 1992.1 1994.1 1996 1998.1 2000.1 2002.1 2004.1 2006.1 2008.1

原油

LNG

石炭

燃料價格變化

能源資源「煤炭」能源資源「煤炭」的的特長特長

價格低於其他石化燃料，且十分穩定。

與其他石化燃料相較，可採年數較長，資源量豐富。

主要分佈於政情穩定的國家，遍布全球。

價格低於其他石化燃料，且十分穩定。

與其他石化燃料相較，可採年數較長，資源量豐富。

主要分佈於政情穩定的國家，遍布全球。

地區別資源蘊藏量

資料來源：BP Statistical Review on World Energy 2009

確認可採蘊藏量

（日圓/1,000kcal）

資料來源：日本能源經濟研究所

可採年數

資料來源：BP Statistical Review on World Energy 2009

煤炭是具備優異經濟性及能源安全的重要資源。

煤炭

桶

億噸

天然氣 煤炭 天然氣 煤炭

亞太平洋

非洲

中東

歐洲‧歐亞大陸

中南美

北美

原油原油

LNGLNG

煤炭煤炭

18

能源多能源多樣樣化化的的重要性重要性

能源與環境相關不確定性升高

核能與煤炭的重新評估

煤炭使用過程中對碳限制之疑慮

能源與環境相關不確定性升高

核能與煤炭的重新評估

煤炭使用過程中對碳限制之疑慮

對能源進口依存度極高的日本（自給率15%）而言，核能、石化能源及再生能源的平衡性非常重要，相信台灣亦同。

為建構具低碳化概念的電源構成，必須推動長期對策。

再生能源

煤炭

天然氣

中小型水力

經濟性暖化供應穩定性、限制

石油

核能

：弱點：強項

在日本，使用煤炭將對其他一次能源價格發揮牽制效果。

煤炭火力不僅可做為基礎電源，同時也是重要的中間電源。

不易尋找到新的核電廠建地

天然氣供應僵化，需求擴大

再生能源的供應量限制、不穩定性

19

2020年以後逐步確立革新技術，並陸續適用於新設廠房、及老舊化火力的汰換。

在時間軸上，目前為「促進導入USC」及「生質能類燃料的混合燃燒」，2020年以後將根據「IGCC,IGFC,A-USC等高效率化」及「CCS」等技術成熟度展開適用。在高效率化過程中，IGCC屬於實用化的前階段。

2020年以後逐步確立革新技術，並陸續適用於新設廠房、及老舊化火力的汰換。

在時間軸上，目前為「促進導入USC」及「生質能類燃料的混合燃燒」，2020年以後將根據「IGCC,IGFC,A-USC等高效率化」及「CCS」等技術成熟度展開適用。在高效率化過程中，IGCC屬於實用化的前階段。

在在煤炭火力發電煤炭火力發電過程中，更進一步減少過程中，更進一步減少COCO22排放排放

透過技術開發，可更進一步減少煤炭火力發電廠排放的CO2，相關單位現正逐步推動技術開發，以實現日後的零排放目標。

+ ▲１０～３０％程度

▲８０～９０％程度

２０１０ ２０２０ ２０３０ ２０４０ ２０５０年

▲ １０ ～２０％程度石炭火力発電C

O2

排出量

老朽化火力のリプレースにより

CO2半減に向けた新技術等の導入イメージ

②高効率発電技術 (A-USC,IGCC,IGFC等)

③CO2回収・貯留

①USC導入促進、①’ バイオマス利用

最終的に

更に

削減可能率為達到CO2減半目標，導入新技術等的示意圖

①促進導入USC、①＇運用生質能

②高效率發電技術（A-USC、IGCC、IGHC等）

③CO2回收‧貯存

可減少率

將老舊火力設備汰換後

左右

左右

左右

更進一步

最終

煤炭火力發電CO

2

排放量

20

煤炭火力發電煤炭火力發電中的生質能類中的生質能類燃料燃料運用運用

生質能：來自生物的再生性有機資源，並排除石化資源

一般廢棄物

下水污泥 等

廢木材 等

燃 料 化煤炭火力發電廠

煤炭

〔公共類〕

〔產業類〕

一般廢棄物

炭化燃料

下水污泥燃料

木質生質

能燃料

將生質能類燃料與煤炭混合利用，可減少煤炭火力發電廠的CO2排放原單位。

生質能混燒的熱效率高於單一燃燒，即使使用同量的生質能燃料，CO2的減少量亦較大。

如欲大幅升高混燒率，必須反覆進行燃燒試驗等技術驗證。

生質能類燃料的「量」、「價格」穩定採購成為重要課題。

將生質能類燃料與煤炭混合利用，可減少煤炭火力發電廠的CO2排放原單位。

生質能混燒的熱效率高於單一燃燒，即使使用同量的生質能燃料，CO2的減少量亦較大。

如欲大幅升高混燒率，必須反覆進行燃燒試驗等技術驗證。

生質能類燃料的「量」、「價格」穩定採購成為重要課題。

生質能類燃料的混燒，是目前立即可行的煤炭火力發電的減排手段。

但實現大量混燒時，必須克服技術課題、及燃料採購課題。

21

JJ--POWERPOWER在在煤炭發電廠煤炭發電廠中的中的生質能利用生質能利用

J-POWER的生質能混燒相關對策

下水污泥燃料（生物固形物（Biosolid））

松浦火力發電廠（長崎）在2004年度成為日本國內首座取得PRS設施認定的事業用發電

廠，開始實施混燒。全年混燒量約1,800噸。

木質生質能松浦火力發電廠自2008.4月開始長期混燒試驗，全年混燒量規模約達12,000噸。計畫

今後導入至其他發電廠。

一般廢棄物炭化燃料松島火力發電廠（長崎縣）則在當地西海市的協助下，於2005～2009年間實施燃料化

試驗。（NEDO補助事業）

下水污泥低溫炭化燃料在廣島市，可一貫實施下水污泥的燃料化物製造、乃至於竹原發電廠（廣島縣）的混

燒利用之廣島市「下水污泥燃料化循環事業」，於2009年正式結標，預定自2014年開

始營運。

JJ--POWERPOWER的的生質能混燒相關生質能混燒相關對策對策

下水污泥燃料（生物固形物（Biosolid））

松浦火力發電廠（長崎）在2004年度成為日本國內首座取得PRS設施認定的事業用發電

廠，開始實施混燒。全年混燒量約1,800噸。

木質生質能松浦火力發電廠自2008.4月開始長期混燒試驗，全年混燒量規模約達12,000噸。計畫

今後導入至其他發電廠。

一般廢棄物炭化燃料松島火力發電廠（長崎縣）則在當地西海市的協助下，於2005～2009年間實施燃料化

試驗。（NEDO補助事業）

下水污泥低溫炭化燃料在廣島市，可一貫實施下水污泥的燃料化物製造、乃至於竹原發電廠（廣島縣）的混

燒利用之廣島市「下水污泥燃料化循環事業」，於2009年正式結標，預定自2014年開

始營運。

J-POWER正積極推動相關對策，以將下水污泥、木材、一般廢棄物等各種生質能煤炭火力發電廠中的混燒，做為生質能當中的最有效活用方法。

2222

資料來源：Ecofys Comparison of Power Efficiency on Grid Level 2008（電氣事業連合會提供）

目前日本的煤炭火力約半數為USC，長期以來致力提升效率的日本煤炭火力效率，已達歷史性全球新高水準。另一方面，主要的CO2排放國美國、中國、印度的煤炭火力發電效率則仍相對偏低。

日本日本的的煤炭火力煤炭火力發發電效率電效率為全球第一為全球第一

25.0%

27.0%

29.0%

31.0%

33.0%

35.0%

37.0%

39.0%

41.0%

43.0%

45.0%

1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004

日本

ドイツ

米国

中国

インド

豪州

J-POWER

日本

德國

美國

中國

印度

澳洲

J-POWER

日本日本

JJ--POWERPOWER

德國德國

美國美國澳洲澳洲

印度印度

中國中國

23

J-POWER 火力発電所 発電効率の推移

竹原１ 号(25万 Kw)

高砂(25万 kW× 2U)

松島(50万 kW×2U)

竹原３ 号70万 kW

石川(15. 6万 kW× 2U)

松浦１ 号(100万 kW) 松浦２ 号

(100万 kW)

橘湾(105万kW× 2U)

磯子新１ 号（ 60万kW）

35

40

45

1965年 1970年 1975年 1980年 1985年 1990年 1995年 2000年 2005年

設計

熱効

率（

％、

発電

端、

HHVﾍ゙

ｽー）

（註） 亞臨界壓（Sub-Critical、鍋爐為滾筒式） ・・・蒸氣壓力未滿22.1MPa

超臨界壓（SC：Super Critical） ・・・蒸氣壓力達22.1MPa以上、且蒸氣溫度566℃

超超臨界壓（USC：Ultra Super Critical）・・・超臨界壓（SC）當中，蒸氣溫度超過566℃特別稱為USC。

超臨界壓（SC） 超超臨界壓（USC）亞臨界壓（滾筒式）

500MW（1981）

700MW（1983）

1000MW（1990）

1050MW（2000）

煤炭火力的單機容量變化

發電效率提升對策■ 改善蒸氣條件■ 加大廠房規模

JJ--POWERPOWER的的煤炭火力發電效率煤炭火力發電效率提升提升實績實績

為因應日本嚴格的環境管制、及追求經濟性（降低運送成本等），穩健提升發電效率（減少CO2原單位）。

J-POWER火力發電廠 發電效率變化

設計

熱效

率（

單位

：％

、發

電端

、HH

V）

2424

日本最新日本最新的的煤炭火力發電廠：磯子火力發電廠煤炭火力發電廠：磯子火力發電廠

塔式鍋爐

100ｍ

煙囪200m

• 地點： 神奈川縣橫濱市• 電氣輸出功率： 2×600MW• 開始運轉： #1 unit 2002. 4

#2 unit 2009. 7

• 採都市型火力且高度的環保對策• 在日本率先採用塔式鍋爐

集J-POWER的清潔煤炭、高效率技術之大成的磯子火力發電廠

25

磯子火力發電廠（橫濱市） 1967年開始運轉 新1號機：2002年開始運轉／新2號機：2009年7月開始運轉

磯子發電廠磯子發電廠中由老舊中由老舊發電廠發電廠汰換為汰換為USCUSC的效果的效果

適用USC及最新CCT，無論效率、環境性能或CO2排放原單位皆大幅改善

３つの目的

◇出力増強◇出力増強

◇環境改善◇環境改善

◇効率改善◇効率改善

電気出力 53万ｋＷ 120万ｋＷ（26.5万ｋＷ×２基） （60万ｋＷ×２基）

SOx 60 ｐｐｍ 20 ｐｐｍNOx 159 ｐｐｍ 20 ｐｐｍばいじん 50 ｍｇ/m3N 10 ｍｇ/m3N蒸気条件 亜臨界圧 超々臨界圧効率（発電端% HHV） 38％ 43％（USC)CO2排出量（※） 100 83

※ 送電端・kWhあたりのCO2排出量について、リプレース前を100として比較。

3大目的

◇增強輸出功率

◇改善環境

◇改善效率

◆電氣輸出功率 53萬kW

（26.5萬kW ×2組）

◆Sox 60ppm

NOx 159ppm

粉塵 50mg/m3N

◆蒸氣條件 亞臨界壓

效率（發電端％HHV） 38％

CO2排放量（※） 100

超超臨界壓

（60萬kW×2組）

送電端‧kWh單位CO2排放量係以汰換前為100，加以比較。

2626

提升提升效率效率後，減少後，減少煤炭火力煤炭火力排放排放COCO22之潛力之潛力

若將磯子發電廠的日本第一發電效率適用於美中印3國的煤炭火力，合計CO2減少排放效果約13億噸，其規模之大已趨近日本全國的CO2排放量

石炭火力発電からのCO2排出量 （2005年） 実績 と ＪＰ磯子新１号適用ケース

0

500

1000

1500

2000

実績

BP

ケー

ス

実績

BP

ケー

ス

実績

BP

ケー

ス

実績

BP

ケー

ス

日本 米国 中国 インド

Mt-CO2

(▲377)

(▲22)

(▲705）

(▲180）

▲３７７（百万㌧）＋▲７０５ （百万㌧）＋▲１８０（百万㌧）

約 ▲１３億㌧

資料來源： 「IEA World Energy Outlook 2007」、「Ecofys International Comparison of Fossil Power Efficiency and CO2 Intensity 2007（電事連提供）」

煤炭火力發電的CO2排放量（2005年）實績與JP磯子新1號適用案例

（百萬噸）

（百萬噸）

（百萬噸）

噸

美國 中國 印度

實績

BP案

例

實績

BP案

例

實績

BP案

例

實績

BP案

例

27

提升提升效率效率後降低的後降低的COCO22排放原單位排放原單位

煤炭的CO2排放原單位，若採傳統的微粉煤炭火力，則略高於石油火力及LNG火力。

透過技術開發等而提升發電效率後，將可望降低原單位。

煤炭的CO2排放原單位，若採傳統的微粉煤炭火力，則略高於石油火力及LNG火力。

透過技術開發等而提升發電效率後，將可望降低原單位。

資料來源：2007.11.15 第29次 電氣事業小組討論資料

煤炭的CO2排放原單位，可透過提升發電效率而降低。目前實證試驗中的IGCC，即可將煤炭的CO2排放原單位降至石油以下。

◆CO2排放原單位

‧微粉煤炭火力

0.837 kg-CO2/kWh

‧IGCC（送電端效率48％）

0.680 kg-CO2/kWh

‧石油火力

0.709 kg-CO2/kWh

‧LNG火力（複合發電）

0.404kg-CO2/kWh

﹡LHV（低位發電量基準）

新銳微粉煤炭火力

舊世代微粉煤炭火力

〈煤炭火力的熱效率變化〉

（最新微粉煤炭火力）

送電端效率

送電端效率(%

LHV

(% LH

V

＊＊))

28

技術開發技術開發以更進一步提升以更進一步提升煤炭發電煤炭發電效率效率

微粉煤炭火力：僅採蒸氣渦輪（ST）發電的方式，是目前的煤炭火力主流。提高蒸氣溫度・壓力條件後，可改善效率。現已著手開發700℃級的A-USC（Advanced USC）。

煤炭氣化複合發電：IGCC是燃氣渦輪（GT）與ST的複合發電，發電效率可高於微粉煤炭火力。

煤炭氣化燃料電池複合發電：IGFC係將IGCC與燃料電池（FC）結合而成的三重複合發電方式。

微粉煤炭火力：僅採蒸氣渦輪（ST）發電的方式，是目前的煤炭火力主流。提高蒸氣溫度・壓力條件後，可改善效率。現已著手開發700℃級的A-USC（Advanced USC）。

煤炭氣化複合發電：IGCC是燃氣渦輪（GT）與ST的複合發電，發電效率可高於微粉煤炭火力。

煤炭氣化燃料電池複合發電：IGFC係將IGCC與燃料電池（FC）結合而成的三重複合發電方式。

相關單位期待透過技術開發，更進一步提升煤炭發電效率

更進一步併用生質能混燒時

微粉煤炭火力 ①微粉煤炭火力②煤炭氣化複合發電

(1500℃IGCC)

③煤炭氣化燃料電池

複合發電(IGFC)

極老舊火力設備

（亞臨界）

鍋爐 蒸氣渦輪 鍋爐 蒸氣渦輪 鍋爐 蒸氣渦輪氣化爐

燃氣渦輪

蒸氣渦輪氣化爐

燃氣渦輪

蒸氣渦輪

（比較基準） CO2減少：約▲11%

將老舊火力

設備

更新為USC

CO2排放+▲1-10%

更進一步展開技術開發，

以減少CO2排放

長期而言與CCS結合，希望達到零排放煤炭火力發電的目標

CO2排放▲17%

發電端：38%(HHV)

送電端：36%(HHV)

發電端：43%(HHV)

送電端：41%(HHV)

發電端：48%

送電端：46%

發電端：51～53%

送電端：46～48%

CO2減少：約▲13%

發電端：60%以上

送電端：55%以上

CO2減少：約▲25%以上

燃料電池

最新火力(USC) 700 ℃級 A-USC

29

■氣化爐方式：吹氧1室2段迴旋型噴流床方式

■煤炭處理量：150噸/天

■試驗期間：1995～2006年度(運轉研究2002～2006年度)

（STEP2）2007～2009年度：CO2回收試驗等

煤炭氣化技術：EAGLE專案

J-POWER若松研究所（福岡縣北九州市）

燃料電池（SOFC）

■燃料電池方式：固體氧化物形（SOFC）

■電氣輸出功率：150kW級

■燃 料：天然氣

■開始試驗：2007年1月～

尺寸：6m×5．5m×6mH

25kW次模組

電極

EAGLEEAGLE專案專案：：為推動為推動IGCCIGCC及及IGFCIGFC開發開發

IGFC開發的最大課題在於如何加大燃料電池。JP為實現日後的系統驗證，除了確立煤炭氣化技術外，同時穩健展開燃料電池（SOFC）開發。

IGFC開發的最大課題在於如何加大燃料電池。JP為實現日後的系統驗證，除了確立煤炭氣化技術外，同時穩健展開燃料電池（SOFC）開發。

J-POWER茅之崎研究所（神奈川縣茅之崎市）

煤炭氣化爐

氣體精製設備

燃氣渦輪設備

CO2 回收設備

空氣分離設備 硫黃回收設備

廠區面積：100m（W）×180m（W）×60m（H） 煤炭氣化爐

燃氣渦輪設備

CO2 回收設備

空氣分離設備

硫黃回收設備

30

大崎大崎 吹氧煤炭氣化發電實證專案吹氧煤炭氣化發電實證專案

IGCC/CO2回收廠

EAGLE試產工廠煤炭使用量150t/天

吹氧煤炭氣化發電大型實證專案規 模：煤炭量 1,100 t/天級（電氣輸出功率17萬kW級）地 點：中國電力（株）大崎發電廠（廣島縣大崎上島町）開 始 運 轉：預定於2016年度開始實 證 內 容：IGCC發電系統中的EAGLE規模提升驗證

CO2回收技術驗證

CO2回收

J-POWER若松研究所（北九州市）

中國電力 大崎發電廠（廣島縣）

設置區域

多目的運用（合成燃料、氫等）

定位為吹氧噴流床煤炭氣化（EAGLE）技術商用化前的最終階段實證試驗。

主要目的在於確立煤炭氣化技術、及驗證整體系統。

驗證系統為現階段可進行實證驗證的IGCC系統。（但應為有助於日後IGFC系統或IGFC/CO2回收系統檢討的試驗內容）

CO2回收技術方面，則評估試驗時期後，選定應於該時間點開發的最佳技術。

定位為吹氧噴流床煤炭氣化（EAGLE）技術商用化前的最終階段實證試驗。

主要目的在於確立煤炭氣化技術、及驗證整體系統。

驗證系統為現階段可進行實證驗證的IGCC系統。（但應為有助於日後IGFC系統或IGFC/CO2回收系統檢討的試驗內容）

CO2回收技術方面，則評估試驗時期後，選定應於該時間點開發的最佳技術。

31

CO2回收貯存（CCS：Carbon Capture & Storage）技術係由大規模排放源中回收CO2，並貯存於地底或海

洋的技術

CCS是由CO2的「分離・回收」「運送」「貯存（壓入）」一貫系統所形成

CO2回收貯存（CCS：Carbon Capture & Storage）技術係由大規模排放源中回收CO2，並貯存於地底或海

洋的技術

CCS是由CO2的「分離・回收」「運送」「貯存（壓入）」一貫系統所形成

COCO22回收・貯存（回收・貯存（CCSCCS）技術）技術

COCO22回收・貯存技術回收・貯存技術的的概念概念圖圖

CCS技術是「零排放煤炭發電」的最終實現手段

分離・回收 貯存 運送 壓入

由地上設施壓入

由海上設施壓入

管線運送

分離・回收

貯存設施

油輪運送

陸域地底帶水槽 海域

地底帶水槽

管線運送

深海

火力發電廠

32

CCSCCS的的課題課題

CCS技術的意義4這幾乎是唯一可大幅減少石化燃料排放之CO2的技術4溫室效應氣體濃度穩定化資產組合（Portfolio）的重要部分4CCS技術與CCS成本可望對日後的碳價格發揮抑制功能。

CCS技術的現況及課題4現階段CCS成本（尤其是回收成本）、追加能源皆偏高，缺乏經濟性。4必須透過技術開發降低追加能源、以減少回收成本。4實施CCS之際，除了技術、經濟問題外，同時必須克服社會接受度等多項

課題。4透過CCS驗證及調查，累積CCS的知識、經驗，在評估適用性之際可發揮重

要功能4CCS的適用性存在地區性差異，各國及地區可能出現差異。因此，必須更

進一步賦予彈性，導入CDM等軟機制。4此外，亦應擴大地底貯存範圍，同時追求海洋貯存的可能性。4導入CCS之際，應由政府主導‧支援，包括社會接受度、法規準備、制度

設計、政策・財政支援等

CCS實用化尚存在多項課題，今後必須逐步解決。

33

澳洲Callide發電廠

煤炭氣化技術煤炭氣化技術與與COCO22回收技術回收技術

■實施機構：J-Power/三菱重工

■處理氣體量： 1,750Nm3/h

■回收CO2量： 10 t-CO2/天

■試驗期間：07年4 月～09年3月燃燒後回收法

氧燃燒法

微粉煤炭火力發電

微粉煤炭火力發電J-Power・松島火力

化學吸收法試驗裝置

■實施機構：日本（J-Power、IHI等）/澳洲

■試驗規模： 30MW規模

■回收CO2量： 30,000 t-CO2/年

■試驗期間： 預定2011年～2014年

燃燒前回收法

J-Power・若松研究所EAGLE試驗裝置

燃燒前回收法

煤炭氣化發電■實施機構：J-Power/NEDO

■處理氣體量： 1,000Nm3/h

■回收CO2量： 20 t-CO2/天程度

■試驗期間：08年11月～10年3月

吹氣（IGCC）

煤炭氣化發電■實施機構：11電力＋電中研

■煤炭處理量：1,700t/天（250MW）

■試驗期間：2007～2009年度

微粉煤炭火力發電

吹氧（IGFC/多目的）

煤炭氣化發電 ■實施機構：J-Power/NEDO

■煤炭處理量：150t/天

■試驗期間：2001年度～2009年度

CCP研究所勿來發電廠

澳洲Callide發電廠

煤炭氣化發電（＋CO2回收）

CO2回收

※推動CCS實用之際，有必要克服技術、經濟、及社會接受度等諸多課題，並得展開大型實證試驗，故應由政府提供支援，且需要充分的時間。

尤其是貯存方面，關鍵課題在於可廣泛涵蓋全日本的高準確性貯存潛力評估等。

J-Power・若松研究所EAGLE試驗裝置

J-Power・若松研究所EAGLE試驗裝置

34

煤炭火力發電煤炭火力發電的的新技術開發・實用化新技術開發・實用化發展藍圖發展藍圖

除了同時推動微粉煤炭火力、IGCC兩種技術，以促進實用外，亦須在未來實現可因應各種課題的CCS。

透過新設及汰換既有火力設備，計畫依序導入此時可實用的最高效率設備。

除了同時推動微粉煤炭火力、IGCC兩種技術，以促進實用外，亦須在未來實現可因應各種課題的CCS。

透過新設及汰換既有火力設備，計畫依序導入此時可實用的最高效率設備。

PCF開發‧提升效率（＋生質能混燒）

‧吹氧煤炭氣化（大崎）

‧勿來CCP（共用電力）

邁入商用爐計畫

邁入商用爐計畫

邁入實證階段

邁入實證階段

階段性

實用化

2020左右材料開發實證試驗

實證試驗

實證（大崎）

實證（勿來）

實證試驗

（JP、中國）

IGCC．IGFC開發

‧改USC二段燃燒／提升650℃等

‧A-USC 700℃級

CCS

‧若松EAGLE(氣化燃燒前回收)

‧勿來CCP(氣化燃燒前回收)

‧澳洲Callide(PCF氧氣燃燒)

‧松島火力(燃燒後回收：化學吸收法)

ContactContact：： PhonePhone：： +81+81--33--35463546--93759375Fax Fax ：： +81+81--33--35463546--95319531ee--mailmail：： sumie_nakayama@jpower.co.jpsumie_nakayama@jpower.co.jp

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