環境調和型製鉄プロセス技術開発
府省庁: 経済産業省
事業番号: 0341
担当部局: 製造産業局 鉄鋼課製鉄企画室
事業期間: 2008年〜2017年
会計区分: エネルギー対策特別会計エネルギー需給勘定
実施方法: 交付
事業の目的
鉄鋼業における高炉法では石炭を原料とするコークスを鉄鉱石の還元材として使用しているため、製鉄プロセスで大量の二酸化炭素が発生する。本事業では、この高炉法の製鉄プロセスにおける二酸化炭素排出量の抜本的削減技術（鉄鉱石水素還元技術、二酸化炭素分離回収技術）を開発し、低炭素社会の実現を目指す。
事業概要
コークス製造時に発生する高温のコークス炉ガス（COG）に含まれる水素を増幅し、コークスの一部代替に当該水素を用いて鉄鉱石を還元する技術を開発する。また、二酸化炭素濃度が高い高炉ガスから二酸化炭素を分離するため、製鉄所内の未利用排熱を利用した低消費エネルギーの二酸化炭素分離・回収技術を開発する。これらの技術開発により二酸化炭素発生量の約3割削減を目標に、低炭素社会の実現をめざす。
また、本事業は、実用化までに長期間（20年）要する技術開発の基礎段階（PhaseⅠ（STEP1）：平成20年度～平成24年度）を経てPhaseⅠ（Step2）においては10m3規模のパイロットレベルの試験高炉の建設、試験による水素還元総合技術の構築、CO2分離・回収コストの更なるコスト低減技術の構築を図る。
予算額・執行額
※単位は100万円
| 年度 | 要求額 | 当初予算 | 補正予算 | 前年度から繰越し | 翌年度へ繰越し | 予備費等 | 予算計 | 執行額 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 2012 | - | 1,615 | 0 | 1,348 | 0 | 209 | 3,172 | 3,172 |
| 2013 | - | 2,730 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1,164 | 1,164 |
| 2014 | - | 5,080 | 0 | 1,534 | 0 | 166 | 6,486 | 6,486 |
| 2015 | - | 4,780 | 0 | 294 | 0 | 0 | 5,074 | - |
| 2016 | 2,100 | - | - | - | - | - | - | - |
成果目標及び成果実績（アウトカム）
平成２９年度までに、水素などによる鉄鉱石還元メカニズムと反応制御の基礎技術の確立。（水素還元により約10％の二酸化炭素排出削減の目途を得る。）
・STEP1：ラボレベルでの要素技術検討 ・STEP2：パイロットレベル(10m3規模試験高炉)での検証（試験高炉の操業） （成果実績は、約10%の二酸化炭素排出削減に向けた総合的な技術開発の達成率） （目標：2017年度に10 ％）
| 年度 | 当初見込み | 成果実績 |
|---|---|---|
| 2012 | - ％ | 20 ％ |
| 2013 | - ％ | 30 ％ |
| 2014 | - ％ | 40 ％ |
平成２９年度までに、水素の増幅率を2倍とするコークス炉ガス改質技術の確立。
・STEP1：ラボレベルでの要素技術検討（成果実績は、水素増幅率2倍、連続稼働24時間に向けた総合的な技術開発の達成率） ・STEP2：パイロットレベルの設備技術の確立(成果実績は、水素増幅率2倍、連続稼働500時間に向けた総合的な技術開発の達成率）) （目標：2017年度にNone ％）
| 年度 | 当初見込み | 成果実績 |
|---|---|---|
| 2012 | - ％ | 100 ％ |
| 2013 | - ％ | 20 ％ |
| 2014 | - ％ | 40 ％ |
平成２９年度までに、水素還元に適するコークス強度（DI）と反応性（CRI）を両立するコークス製造技術の見通しを得る。
・STEP1：ラボレベルでのコークス試作検討(成果実績は、DI＝88に向けた総合的な技術開発の達成率) ・STEP2：STEP1試作コークスのパイロットレベル (10m3規模試験高炉)での使用評価 ラボレベルでの反応性評価（CRI）に関する要素技術検討（成果実績はDI＝88,かつCRI=20～40に向けた総合的な技術開発の達成率） （目標：2017年度にNone ％）
| 年度 | 当初見込み | 成果実績 |
|---|---|---|
| 2012 | - ％ | 100 ％ |
| 2013 | - ％ | 30 ％ |
| 2014 | - ％ | 40 ％ |
平成２９年度までに、高炉ガス（BFG）からのCO2分離・回収コスト2,000円/t－CO2を可能とする技術の見通しを得る。（エネルギー原単位で2.0GJ/t-CO2）。また、これにより、約20%CO2排出削減の目途を得る。
・STEP1：要素技術検討 ・STEP2：パイロットレベルでの検討 (実機規模特性を視野に入れたエンジニアリングフェーズ) （成果実績は、2000円/t-CO2、2.0GJ/t-CO2に向けた総合的な技術開発の達成率） （目標：2017年度にNone ％）
| 年度 | 当初見込み | 成果実績 |
|---|---|---|
| 2012 | - ％ | 20 ％ |
| 2013 | - ％ | 30 ％ |
| 2014 | - ％ | 40 ％ |
平成４２年を目処に実機１基を導入。
技術開発、実用化開発を経て実機導入（成果実績は導入基数）。 （目標：2030年度に1 ％）
| 年度 | 当初見込み | 成果実績 |
|---|---|---|
| 2012 | - ％ | - ％ |
| 2013 | - ％ | - ％ |
| 2014 | - ％ | - ％ |
活動指標及び活動実績（アウトプット）
研究内容の進捗状況確認と今後の方針の協議、及び技術全体のシステム化と実用化検討の協議の実施（原則１回/月実施）
| 年度 | 当初見込み | 活動実績 |
|---|---|---|
| 2012 | 12 回 | 12 回 |
| 2013 | 9 回 | 9 回 |
| 2014 | 11 回 | 11 回 |
主要な支出先
| 年度 | 支出先 | 業務概要 | 支出額（百万円） |
|---|---|---|---|
| 2014 | （独）新エネルギー・産業技術総合開発機構 | プロジェクトマネジメント業務 | 6,486 |
| 2014 | 新日鉄住金エンジニアリング（株） | 鉄鉱石還元への水素活用技術の開発 他の研究開発業務等 | 4,306 |
| 2014 | 新日鐵住金（株） | 鉄鉱石還元への水素活用技術の開発 他の研究開発業務等 | 1,103 |
| 2014 | JFEスチール（株） | 鉄鉱石還元への水素活用技術の開発 他の研究開発業務等 | 697 |
| 2014 | （株）神戸製鋼所 | 鉄鉱石還元への水素活用技術の開発 他の研究開発業務等 | 247 |
| 2014 | （公財）地球環境産業技術開発機構 | 新化学吸収液の開発（新日鐵住金（株）との共同研究） | 119 |
| 2014 | 九州大学 | 高炉内反応の水素分圧影響定量化の研究開発（新日鐵住金（株）との共同研究） | 18 |
| 2014 | （一財）電力中央研究所 | レーザー計測等を用いた燃焼火炎内の非接触計測（JFEスチール（株）の再委託） | 10 |
| 2014 | 北海道大学 | CVIによる炭素内装低還元粉化性（RDI）塊成鉱製造法の研究開発（JFEスチール（株）との共同研究） | 8 |
| 2014 | 東北大学 | 過酷環境に屈しない高強度コークス設計のための研究開発（（株）神戸製鋼所との共同研究） | 8 |
| 2014 | 東北大学 | 超高被還元性塊成鉱の組織設計とその製造技術に関する研究開発（JFEスチール（株）との共同研究） | 8 |
| 2014 | （独）産業技術総合研究所 | 水素還元適用コークス品質の解明と反応性制御技術の開発（（株）神戸製鋼所との共同研究） | 8 |
| 2014 | 九州大学 | 低品位炭素資源を原料とする高強度・好反応性コークス製造法の開発（（株）神戸製鋼所との共同研究） | 7 |
| 2014 | 岐阜大学 | 未利用温排熱から蒸気・過熱水と冷水を回生するコプロダクションシステムの研究開発（新日鉄住金エンジニアリングとの共同研究） | 6 |
| 2014 | 九州大学 | 未利用温排熱から蒸気・過熱水と冷水を回生するコプロダクションシステムの研究開発（新日鉄住金エンジニアリングとの共同研究） | 6 |
| 2014 | 岡山県立大学 | 未利用温排熱から蒸気・過熱水と冷水を回生するコプロダクションシステムの研究開発（新日鉄住金エンジニアリングとの共同研究） | 6 |
| 2014 | 東京大学 | 自己熱再生を用いた省エネルギー型空気分離プロセスの研究開発（新日鉄住金エンジニアリングとの共同研究） | 5 |
| 2014 | 京都大学 | 低品位鉄鉱石と低品位炭素資源からの高還元性・高ガス化反応性鉄鉱石・炭材コンポジットの製造（JFEスチール（株）との共同研究） | 5 |
| 2014 | 住友精化（株） | 物理吸着技術開発（JFEスチール（株）の再委託） | 5 |
| 2014 | 日新製鋼（株） | 鉄鉱石還元への水素活用技術の開発 他の研究開発業務等 | 5 |
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