脱炭素化の第一歩：石炭からガスへの転換

Jan 30, 2024

ケーススタディ

業種: 石炭火力発電システムを備えた産業プラントの所有者

老舗の工場所有者は、自社工場に熱と電力を供給するために石炭火力設備を利用しています。 この施設はこれまで経済的でしたが、現在製造業者はジレンマに直面しています。 彼らは財政的な観点を維持しながら、政府や利害関係者の期待に沿ってCO₂を削減し、炭素税の負担を増やすと約束しているので、脱炭素化に取り組むことが不可欠である。上記の文脈を考慮すると、それは彼らの課題ではない。石炭火力施設を更新するか、既存の施設を継続して運転するかの選択です。燃料を石炭から他の低炭素燃料に切り替えることは避けられません。 現在、天然ガスは安定した稼働が期待できる商品として入手可能です。 オーナー様は、CO₂削減とプラントの安定稼働の両立を図るため、天然ガスを利用したコージェネレーション設備を検討されています。 選択肢の 1 つは、既存の石炭焚きボイラーと蒸気施設を天然ガス焚きに転換することです。 もう 1 つのオプションは、よりエネルギー効率の高いガス タービンと排熱回収ボイラです。 しかし、所有者にはガスタービンの所有経験がなく、運用やメンテナンスの要件に関する知識もありません。所有者は、低炭素化を可能にするガス火力への切り替えを行いながら、カーボンネットゼロをさらに達成するための将来のアクションも検討する必要があります。最初のステップとして。

ガスタービンは、摂氏 1000 度を超えるタービン入口温度で動作する回転機械です。 その排気ガス温度は摂氏 500 度を超える場合があり、これは蒸気タービンを稼働させるための蒸気を生成したり、製造プロセスに加圧熱を供給したりするのに十分な高さです。 ガスタービンには高度な技術が適用されており、OEM は安全で信頼性の高い動作を証明するための努力を行っています。 2021 年には、天然ガスを燃料とする産業用コージェネレーション用途に選択されたガスタービンの数は、蒸気タービン*の 3 倍でした。 (*出典: マッコイレポート)

ガスタービンコージェネレーションプラントは、ガスタービンからの電力と排熱回収ボイラ（HRSG）からの蒸気を利用するため、エネルギー損失が少ないです。 従来の復水器付ボイラー・蒸気タービンと比較して総合エネルギー効率が80％以上と高く、コージェネレーションに最適です。 標準化されたパッケージにより、限られたエリアでのローカル設置作業が簡素化され、また、よく開発されたマンマシンインターフェースにより操作が簡素化されます。 同様に、分散型電源や地域暖房にも適しています。石炭火力コージェネレーションをガス火力に置き換えることでCO₂が削減され、ガスタービンではCO₂削減効果がさらに大きくなり、69%が見込まれます。

三菱パワーでは、実績のある基本設計を維持し、新技術の開発時には長時間にわたる実証試験を実施することで、製品導入時のトラブルを解消しています。 この初号機を自社の製造拠点で検証するという三菱独自の取り組みが、ガスタービンの高い信頼性の秘訣となっています。

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