電力・発電・原子力スレ - 1081280165

1：とはずがたり：2004/04/07(水) 04:36: 原子力発電は根本的な欠陥を持つのではないかという疑念を晴らせないで居る。
太陽光・風力など自然エネルギー活用型社会への移行を目指すスレ

http://www.fepc.or.jp/index-f.html
電気事業連合会
http://www.fepc.or.jp/menu/link.html
同会リンク

http://eneken.ieej.or.jp/index.html
日本エネルギー経済研究所
2952：とはずがたり：2015/07/08(水) 23:32:59: すげえなぁ(;´Д｀)
>さらに2020年代の半ばには、IGCCに燃料電池を組み合わせた「石炭ガス化燃料電池複合発電（IGFC：Integrated coal Gasification Fuel Cell combined cycle）」の実用化が見込まれる。IGFCになると発電効率（熱エネルギーを電力に変換できる割合）は55％程度に達して、現在の石炭火力で最高レベルのUSC（40％程度）を大きく上回る。
>当初のIGFCでは燃焼温度が1500度級だが、2030年代には1700度級に引き上げる。この時点で発電効率は60％を超えて、現在のLNG火力で最高水準の「ガスタービン複合発電（GTCC：Gas Turbine Combined Cycle）」よりも高くなる。CO2の排出量もLNG火力と同等のレベルまで下がる。

>LNG火力でもGTCCの燃焼温度を1500度級から1700度級に引き上げれば、2020年にはCO2排出量が1割ほど少なくなる。さらに2030年にGTFCを実用化できると、約2割の削減効果を期待できる

2015年06月19日 09時00分更新
進化を続ける火力発電、燃料電池を内蔵して発電効率60％超に
http://www.itmedia.co.jp/smartjapan/articles/1506/19/news030.html

2030年代に向けて火力発電の仕組みが大きく変わる。国を挙げて取り組む次世代の火力発電は燃料電池を内蔵する複合発電（コンバインドサイクル）がガス・石炭ともに主流になっていく。2030年代には発電効率が60％を超える見通しで、CO2排出量も現在と比べて2～3割は少なくなる。
[石田雅也，スマートジャパン]

　政府は2030年のエネルギーミックス（電源構成）の目標を決めたのに続き、次世代の火力発電の技術開発を推進するロードマップの策定に着手した。7月6日に開催する「次世代火力発電協議会」の第3回の会合で素案をとりまとめる方針だ。ロードマップの対象は石炭とLNG（液化天然ガス）を燃料に使う火力発電で、技術革新が見込めない石油火力は対象から外す（図1）。

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図1　技術開発ロードマップの対象範囲。出典：資源エネルギー庁

2020年代の半ばに燃料電池で「複合発電」

　石炭火力とLNG火力のロードマップには2030年までに実現可能な技術の中から、主流になると見込まれる5種類の発電方式を中心に開発目標を設定する。石炭火力は3種類、LNG火力は2種類で、いずれも2030年代には燃料電池を組み合わせた複合発電（コンバインドサイクル）へ進化していく（図2）。

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図2　次世代の火力発電の方向性。出典：資源エネルギー庁

　石炭火力では現時点で最先端の「超々臨界圧（USC：Ultra Super Critical）」を高温・高圧にした「先進超々臨界圧（A-USC：Advanced-USC）」が今後の主流になる。その次に石炭をガス化してから燃料に使う「石炭ガス化複合発電（IGCC：Integrated coal Gasification Combined Cycle）」を2020年をめどに実用化する方向だ。

　IGCCはLNG火力で使われる複合発電の仕組みを石炭火力にも応用した新しい技術である。ガスタービンで発電した後に、燃焼時の排熱を利用して蒸気タービンでも発電する2段階方式によって効率を高める。すでに東京電力が福島県内の2カ所にIGCCの発電設備を2020年の夏までに運転開始する計画を進めている。

　さらに2020年代の半ばには、IGCCに燃料電池を組み合わせた「石炭ガス化燃料電池複合発電（IGFC：Integrated coal Gasification Fuel Cell combined cycle）」の実用化が見込まれる。IGFCになると発電効率（熱エネルギーを電力に変換できる割合）は55％程度に達して、現在の石炭火力で最高レベルのUSC（40％程度）を大きく上回る（図3）。

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図3　石炭火力発電の高効率化。出典：J-POWER

　当初のIGFCでは燃焼温度が1500度級だが、2030年代には1700度級に引き上げる。この時点で発電効率は60％を超えて、現在のLNG火力で最高水準の「ガスタービン複合発電（GTCC：Gas Turbine Combined Cycle）」よりも高くなる。CO2の排出量もLNG火力と同等のレベルまで下がる。

　IGFCを採用した発電設備では、中国電力とJ-POWER（電源開発）の共同プロジェクトによる「大崎クールジェン」が最初の実用例になる見通しだ。大崎クールジェンは広島県にある中国電力の「大崎発電所」の構内にIGCCとIGFCの実証機を建設する予定で、IGCCを2017年度、IGFCを2021年度に運転開始する計画になっている。
2953：とはずがたり：2015/07/08(水) 23:33:24: >>2952-2953
LNG火力は「トリプルコンバインド」に

　一方のLNG火力は現時点で主流のGTCC（ガスタービン複合発電）を1700度以上の超高温に引き上げることが当面の課題になる。三菱日立パワーシステムズが1700度級のGTCCを開発中で、兵庫県の自社工場で2018年に運転を開始する予定だ。その次に燃料電池を組み合わせた「ガスタービン燃料電池複合発電（GTFC：Gas Turbine Fuel Cell combined cycle）」の実用化へ進んでいく。

　GTFCの開発でも三菱日立パワーシステムズが先行している。燃料電池の中では発電効率が高い「固体酸化物型燃料電池（SOFC：Solid Oxide Fuel Cell）」を組み込んだGTFCを開発中だ（図4）。全体の発電効率は小規模の数万kW（キロワット）級の場合で60％、中～大規模の数十万kW級では70％を目標にしている。

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図4　「GTFC」の仕組み（上）と発電設備の外観イメージ（下）。出典：三菱重工業（現・三菱日立パワーシステムズ）
　このGTFCでは燃料電池、ガスタービン、蒸気タービンの順に3段階で発電する。天然ガスを改質して水素を取り出してから燃料電池で発電した後に、燃料電池で改質できなかった天然ガスをガスタービンに供給する仕組みだ。この方法で発電効率を高めることができる。3段階で発電することから「トリプルコンバインドサイクル」とも呼ぶ。

CO2も燃料も2030年に2割以上減る

　燃料電池を組み合わせて石炭火力とLNG火力の発電効率を向上させながら、2030年に向けてCO2排出量を削減することが可能になる。石炭火力では現時点で最先端のUSCと比べても、2020年にIGCCで約2割、2030年にはIGFCで約3割を削減できる見通しだ（図5）。

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図5　次世代の火力発電によるCO2削減効果。出典：資源エネルギー庁

　LNG火力でもGTCCの燃焼温度を1500度級から1700度級に引き上げれば、2020年にはCO2排出量が1割ほど少なくなる。さらに2030年にGTFCを実用化できると、約2割の削減効果を期待できる。同時に燃料も少なくて済むため、発電コストも低下する。

　このほかにLNG火力では「高湿分空気利用ガスタービン（A-HAT：Advanced-Humid Air Turbine）」と呼ぶ技術が重要な役割を果たしていく。出力が20万kW程度までの中～小規模の発電設備を対象にしたもので、ガスタービンだけで発電する。

　A-HATは「増湿塔」と呼ぶ装置で作った高湿・高温の空気を燃焼させてガスタービンに送り込む方法で、発電効率を高めることができる（図6）。ガスタービン単独でもGTCCと同等以上の発電効率になり、発電コストはGTCCを上回る。2020年までに実用化できる予定だ。このA-HATでも燃料電池を組み合わせて発電効率を向上させる検討が進んでいる。

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図6　「A-HAT」の仕組み（GTCCと比較）。出典：三菱日立パワーシステムズ

　発電効率の改善と並行して、火力発電に伴って排出するCO2を回収・利用・貯留する「CCUS：Carbon dioxide Capture, Utilization and Storage」を実現するための技術開発計画もロードマップに盛り込む。CO2の利用技術では人工光合成による化学原料の生産などに取り組む方針だ（図7）。CCUSも2030年代の実用化を目指す。

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図7　「CCUS」の全体像と主な取り組み。出典：資源エネルギー庁