天然ガス

GTCC(ガスタービンコンバインドサイクル)で脱原発

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石炭で狙う高効率発電IGCC、国内外に利用広がる 注目の技術・素材

http://www.nikkei.com/tech/ecology/article/g=96958A9C93819499E0E7E2E1958DE0E7E3E2E0E2E3E3E2E2E2E2E2E2;p=9694E2E7E2EAE0E2E3E2E0E4E5E0

 原子力発電と天然ガス火力発電、そして石炭火力発電が、電力供給力の約85%を三分していた日本。原発事故を機に崩れたバランスを、この夏は石油火力発電などの稼働率を高めて補った。

 政府は2011年秋にも、エネルギー戦略の見直しを本格化する。中間整理によると、省エネと再生可能エネルギー、原発に加え、火力の高効率化とCO2削減技術が柱になる。

 しかし、石油火力は燃料調達を中東に依存する比率が高いうえ、国際エネルギー機関(IEA)は発電所の新設を禁止。火力発電への依存度を高めていくためには、当面は天然ガスや石炭の活用が現実解になるが、天然ガス市場は一大産地ロシアの情勢に左右されやすい。この点、石炭は産地が分散し価格も安定。発電量当たりのCO2排出量は多いが、発電効率を高めて排出を抑制できれば電力の安定供給に一役を担える。そこで、石炭ガス化複合発電(IGCC)が注目を集めている。

【石炭GG1】




■発電効率50%も視野に

 石炭や天然ガスによる複合発電の方式としてはIGCCやGTCCだけでなく、燃料電池を活用して発電効率を高めるIGFC(石炭ガス化燃料電池複合発電)の開発も進む(出所:東京大学金子特任教授の資料)
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 石炭や天然ガスによる複合発電の方式としてはIGCCやGTCCだけでなく、燃料電池を活用して発電効率を高めるIGFC(石炭ガス化燃料電池複合発電)の開発も進む(出所:東京大学金子特任教授の資料)

 IGCCは微細に粉砕した石炭を高温の炉で水素と一酸化炭素にガス化し、燃焼させてガスタービンを回す。排熱で蒸気を作り、蒸気タービンを回して発電する。

 日本の従来型石炭火力による発電効率は41~43%だが、IGCCなら50%超えも視野に入る。天然ガスでガスタービンと蒸気タービンを回すガスコンバインド複合発電(GTCC)の約60%に迫る。

 従来の石炭火力は発電効率を上げるため、タービン入り口の蒸気の温度と圧力を高めてきたが「タービン素材の開発も限界。現状を超えるめどは立たない」(三菱重工業でIGCC開発を手掛けた東京大学・先端技術研究所の金子祥三特任教授)という。IGCCはガスタービンを組み合わせて効率を押し上げる。

 米欧では1990年代から商用化が進む。日本では2007年に、福島県いわき市でIGCCが稼働を始めた。電力9社と電源開発(Jパワー)が出資するクリーンコールパワー(CCP)研究所の出力25万kW実証機だ。


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