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CHP発電所の暖房期における課題:アンモニア脱硫で石膏処分コストを価値に転換できるか?

2026-11-04 10:46:06
CHP発電所の暖房期における課題:アンモニア脱硫で石膏処分コストを価値に転換できるか?

熱電併給(CHP)プラントにとって、暖房期は年間で最も稼働が忙しい時期の一つです。ボイラー負荷が上昇し、排ガス量が増え、排ガス脱硫(FGD)装置は厳しい条件下で連続運転を強いられます。

同時に、大量の脱硫石膏が発生します。プラントの規模や運転条件によって異なりますが、1日の生成量は数十トンから数百トンに及ぶ場合があります。この物質は保管・輸送が必要であり、最終的には有効利用または処分される必要があります。

プラントの運転担当者にとって、これは単なる環境管理上の課題ではなく、燃料調達や熱供給の要請が既に資金繰りを圧迫している時期に特に顕著となる、季節的な運用コストでもあります。

脱硫石膏の増大する処理コスト

脱硫石膏の経済的価値は地域によって大きく異なります。建設資材への地元需要、輸送距離、製品品質など、さまざまな要因が、石膏を販売できるか、他社へ譲渡できるか、あるいは処分費用を負担して処理しなければならないかを左右します。

最近の実際のプロジェクト事例がその差を如実に示しています。

2025–2026年の暖房シーズンにおいて、威海熱電グループの石膏搬出プロジェクトでは、基本単価が1トンあたりマイナス30元、さらに付加価値に基づく単価が1トンあたりマイナス15元と設定されました。実質的には、当該プラントが石膏の搬出費用を支払う必要がありました。

比較すると、承徳龍霄熱供給は2026–2027年度の石膏処分事業について、最大価格を1トンあたり66.7元(人民元)と設定した。河北省華電石家荘裕華熱電は、2026年2月および3月の石膏処分に1トンあたり56.1元を支払った。江蘇嘉益熱電は、2026年度の脱硫石膏事業について、入札価格として1トンあたり155元を記録した。

これらの数値は、地域によって経済状況が大きく異なることを示している。しかし、より広範な課題は共通している——石膏の発生は暖房期間中に集中し、需要が限定されている場合でも、発電所は保管・輸送・処分の手配をしなければならない。

産業廃棄物管理に関する規制が厳格化する中で、こうしたコストは、長期間にわたる排煙脱硫(FGD)システム計画において、より一層注目されるべきである。

カーボンコストが圧力をさらに高める

石膏の処分は、運用コストの一部にすぎない。カーボンマネジメントは、電力・熱供給事業者にとって、今やもう一つの重要な検討事項となりつつある。

業界分析の元データによると、2026年8月における中国の国家カーボン許容量価格は、1トンあたり約96.5~100元で推移し、2025年12月の1日平均終値(63.27元/トン)と比較して上昇しました。

石灰石を用いた脱硫に伴う化学反応でも二酸化炭素(CO₂)が発生します。その排出量は、吸収される二酸化硫黄(SO₂)1トンあたり約0.75トンと推定されています。

カーボンコストへの関心が高まる中、この反応に由来するCO₂排出は、脱硫技術を評価する際に検討すべき新たな要因となっています。

コージェネレーション(CHP)プラントでは、石膏の処分コストとカーボン関連コストが、今後ますます密接に連動していきます。両者は、長期にわたる環境規制遵守の経済性に影響を与える重要な要素です。

アンモニア脱硫:石膏製造から硫酸アンモニウム回収へ

アンモニアを用いた排ガス脱硫は、二酸化硫黄の除去に別のアプローチを提供します。

石灰石を吸収剤として用いて石膏を主副産物とする従来の方法とは異なり、このプロセスではアンモニアを用いて二酸化硫黄(SO₂)を吸収し、硫酸アンモニウムを生成します。

これにより、産業排ガス処理と肥料市場を結びつける新たな機会が生まれます。

特にコージェネレーション(CHP)プラントにとって、このタイミングは重要です。暖房需要期は通常2月下旬から3月にかけて終了しますが、これは中国における春肥の準備が重要な時期と重なります。

すでに複数の産業企業が、このアプローチの可能性を実証しています。

2026年4月、中天合創は石炭火力発電所の排ガスを資源として活用し、硫酸アンモニウムを生産したと報じた。揚子石油化学の石炭火力部門では、アンモニア脱硫法を用いてボイラー排ガス中の二酸化硫黄(SO₂)を硫酸アンモニウムに変換しており、ボイラー負荷に応じて生産量を調整している。2026年3月末までに、中安聯合は下流の複合肥料メーカーに対し、累計3,000トンを超える硫酸アンモニウムを供給した。

こうした事例は、副産物の回収が、より広範な産業資源循環利用戦略の一環として位置づけられ得ることを示している。

春の肥料市場が注目される理由

市場価格は、硫酸アンモニウムの潜在的価値をさらに理解するうえでの手がかりとなる。

2026年2月末時点における山東省のコークス製造向け硫酸アンモニウムの工場出荷平均価格は、1トンあたり約1,087.5元(人民元)、カプロラクタム向けは約1,180元(人民元)であった。

2026年4月下旬までに、発電所向けおよびコークス炉副産物の硫酸アンモニウムの主流価格は、1トンあたり約1,480~1,600元に達しました。山東省における発電所向け硫酸アンモニウムの価格は、1トンあたり約1,595元でした。

したがって、暖房シーズンの終了時期は、肥料需要が回収された硫酸アンモニウムの活用を支えることができる時期と重なります。

もちろん、市場価格だけではプロジェクトの収益性を決定することはできません。製品品質、アンモニア消費量、回収コスト、貯蔵能力、輸送、および地域市場の状況など、さまざまな要因を総合的に検討する必要があります。

とはいえ、この比較は、2種類の脱硫(FGD)方式の間にある重要な相違点を浮き彫りにしています。

  • 石灰石・石膏法FGD: 石膏を生成しますが、これには貯蔵・輸送・有効利用または処分にかかるコストが伴う場合があります。

  • アンモニア法FGD: 硫酸アンモニウムを生成します。これは、関連する肥料規格を満たし、適切な市場へのアクセスが確保できれば、商業的価値を持つ可能性があります。

石灰石-石膏法からアンモニア法への転換:既存プラントのアップグレード手法

すでに石灰石-石膏法脱硫装置を導入している熱電連産(CHP)プラントにおいて、アンモニア法脱硫へ切り替える場合、必ずしも既存のタワーを撤去して一から建設する必要はありません。

石灰石-石膏法からアンモニア法への転換は、こうしたプラントにとって現実的なアップグレード手法です。既存設備の状態や構成に応じて、適切なタワー、基礎、建屋および関連機器を再利用できる可能性があります。これにより、処理プロセスの高度化を図りながら投資額を抑制することが可能です。

ミルシャイングループ 当社は、産業排ガス処理向けの石灰石-石膏法からアンモニア法への転換技術を開発しました。報告されている技術性能は以下のとおりです:

  • SO₂除去率99.5%以上

  • アンモニア回収率99%以上

  • 農業用肥料規格を満たす硫酸アンモニウム製品

改造方式は、既存の脱硫塔およびプラント建屋を可能な限り活用することを目的としており、実際の改造範囲は現場の状況および工学的評価に基づいて決定されます。

コージェネレーション(CHP)事業者にとって、この方式の価値は、単に一つの脱硫プロセスを別のものに置き換えることにとどまりません。排出ガス処理、副産物管理、運用経済性の関係性を再検討する機会を提供します。

暖房期の有効活用

暖房期にはCHPプラントへの負荷が大きく、事業者は安定した熱供給を維持するとともに、排ガス処理システムの安定稼働と法令順守を確保しなければなりません。

従来のカルシウム系脱硫法では、この期間中に大量の石膏が生成され、処分コストが大幅に増加する可能性があります。アンモニア脱硫法は別の選択肢を提供します。すなわち、排ガスから除去された硫黄を硫酸アンモニウムに変換し、暖房期終了後に肥料市場へ供給できる製品とする方法です。

産業事業者にとって、今や重要な問いは、冬期に発生する石膏をどこへ搬出するかという単純な問題ではなくなりました。

むしろ、排ガスから除去された硫黄を、運用コストの対象となる廃棄物ではなく、回収可能な資源へと転換できるかどうかが問われているのです。