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鉄鋼大手
スゴ技の極意は「コークス→水素→水」 





鉄鋼業界が、鉄を作る際に生じる二酸化炭素(CO2)の
削減に取り組んでいる。

プロセスの見直しなどで、現在に比べて、実に3割の
排出削減を目指すものだ。

2030年ごろまでに技術を確立し、50年までに実用するという
かなり長期にわたるプロジェクトだが、このほど基礎技術の確立に
めどをつけ、実用化に一歩近づいた。

鉄鋼は、電力や運輸、一般家庭を除いた国内の産業部門で
最もCO2排出量が多い。

実用化されれば日本全体の環境負荷低減に大きく貢献しそうだ。

「大きな意味のある年。要素技術で見込んでいた数値が、実用段階へ
 もっていけるのではないかとの見通しが立った」


3月24日に日本鉄鋼連盟(鉄連)と新エネルギー・産業技術総合開発機構
(NEDO)が開いた説明会。

NEDOの坂内俊洋環境部長は、16年度の取り組みを振り返り
技術開発が順調に進んでいることを強調した。


実用化までに30年超

NEDOと新日鉄住金などの鉄鋼大手は、製鉄の過程で発生する
CO2を3割減らすプロジェクト「COURSE(コース)50」を
08年から進めてきた。

製鉄における水素の活用と、副生物の高炉ガスからCO2を
分離・回収する技術の開発が柱で、それぞれ1割と2割の
排出削減を目指している。

鉄は原料の鉄鉱石を高炉に投入した後、石炭を蒸し焼きにした
コークスのガスと反応させ、酸素を奪うことで取り出す。

この「還元反応」の過程でCO2が排出される。

その排出量は、鉄の生産量にほぼ比例し、削減には
おのずと限界がある。

これに対し、コース50ではコークスの一部を水素に
置き換えることを目指している。

この水素還元法なら、酸素と反応しても水になり
環境負荷がほとんどないためだ。

ただ、問題もある。

高炉内部に水素を吹き込むと、鉄鉱石が細かく砕けて粉状になって
炉内に充満し、水素や熱風が流れにくくなる。

また、反応が進むと「吸熱反応」によって高炉内の温度が下がり
熱不足に陥ってしまう。

そこで08年度からの「フェーズ1」では、12年度までの
第1段階で要素技術を開発。

さらに13年~17年度の第2段階では、新日鉄住金の君津製鉄所
(千葉県君津市)内に試験高炉を設置し、より実際の操業に近い環境で
問題点を洗い出してきた。

約80億円をかけて15年10月に完成した試験高炉は
高さ約6.5メートル、容積12立方メートル。

実際に使われている高炉の最大5000立方メートルよりは小さいが
試験高炉としては世界最大となる。


試験操業で予想以上の成果

16年度は、昨年7月と今年2月に2回の試験操業を実施。

13年の段階では6.2%の排出削減が可能とみていたが
実際に稼働させてみると9.4%と大幅に上回り、試験段階ながら
1割削減にめどがついた。

今後は、高炉をさらに大型化した場合の
課題を克服していく考えだ。

18年度以降の「フェーズII」では、数百億円をかけて
100立方メートル規模のより大きな実証高炉を建設する構想もあるが
フェーズIが予想以上の成功を収めたことで、高炉のデータと
シミュレーションの組み合わせでも対応できる可能性が出てきたという。

このほか、君津の試験高炉にはCO2分離・回収装置も併設し
やはり目標の2割削減にメドをつけている。

鉄は自動車などあらゆる製品に必要不可欠な素材だが、業界が排出する
CO2は年間1.8億トンに達する。

日本全体の排出量の約14%を占めるだけに
削減への期待は大きい。

エネルギー効率の高さで世界トップを走る日本の鉄鋼メーカーは
ともかく、他の国は環境負荷を減らすのにまだそれほど熱心とはいえない。

ただ、水素還元が実用化されたころには、顧客が取引条件に加え
競争の重要なポイントになっている可能性もある。

一方、製品の生産から廃棄に至るまでの環境負荷を総合評価する
「LCA(ライフサイクルコスト)」の考え方が浸透するなか
CO2を排出する鉄は他の素材に比べて不利な立場に立たされつつある。

コース50のプロジェクトリーダーを務める新日鉄住金の
上野浩光執行役員は

「(CO2削減が)世界的な政策になったときに
 議論始めたのでは遅い」


と、オールジャパンで開発に取り組む意義を強調する。


【関連情報】

知られざる鉄の科学 人類とともに時代を創った鉄のすべてを解き明かす
大島高任 日本産業の礎を築いた「近代製鉄の父」
人類と気候の10万年史 過去に何が起きたのか、これから何が起こるのか
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