石炭火発の未来（ブログ３０５２）
- 2022年11月20日
従来の石炭火発は、熱効率が低位であり優秀な火発とは言えず、さらにＣＯ２を大量に排出する悪者として扱われていました。
しかし、一昨日も述べたエネルギー事情もこれあり、国内では石炭火発の高効率化と排出ガス抑制を目標に、政府の「クリーンコール政策」の一環として「革新的低炭素石炭火力発電」の実証実験を行うこととして、２０１２年から経産省の補助事業として、１６年からはＮＥＤＯの助成事業として「石炭ガス化燃料電池複合発電実証事業」が行われてきました。
その実証実験が広島県大崎上島町において、Ｊパワーと中国電力が５０％ずつ出資した新会社「大崎クールジェン」です。
ここでは、まずＩＧＣＣ（石炭複合発電）、微粉炭を高温でガス化し、燃焼前にＣＯ２を回収、そのガスでガスタービンを回して発電するとともに、高温で排出される排ガスをボイラーの熱源として蒸気でタービンを回して発電するという２段構えの効率的な発電を行います。
通常の石炭火発の発電効率が３８％から４０％なのに対して、ＩＧＣＣは４６％～５０％に上昇します。
更に、ＩＧＦＣ（石炭ガス化燃料電池複合発電）として、排出されたＣＯ２を分離・回収して高濃度水素ガスに転換、燃料電池として活用し、ＩＧＣＣ＋燃料電池の３段階発電を実施しています。
また、ＣＣＳ（ＣＯ２を地下の遮蔽層などに閉じ込める）、そしてＣＣＵＳ（有効活用技術）も導入して、ＣＯ２回収率９０％以上、回収濃度９９％を目標に取り組んでいます。
ＣＯ２の有効活用例としては、①化学品：ポリカーボネート、ウレタン等②燃料：ジェット燃料、ディーゼル・バイオ燃料、メタンガス等③鉱物：コンクリート製品・建造物、炭酸塩等④その他 となっています。
これらは現在実証段階であり、クールジェンでは今年度までにＩＧＣＣ・ＩＧＦＣの実証実験を終了する予定となっているとのこと。
商業段階（実際にプラントを建設し、発電を行う）までには、一定の期間が必要ですが、熱効率の悪い低品位炭から高品位炭まで幅広い石炭種に適応し、３段階発電で発電効率を高め、高効率なＣＯ２回収で環境負荷を抑えると供に再利用を推進する、という技術。
どこまで、目標に近づけるかは今後の取り組みにかかっています。
同じく広島県竹原市のＪパワーが事業体の竹原火力発電所は、クールジェンとは違い、ＵＳＣ「超々臨界圧石炭火力発電」という方式を採り入れています。
これまでの石炭火発は、蒸気機関車と同じく石炭を燃やして水蒸気を発生させ、それで タービンを回転させて発電するものでした。
水蒸気を使用する場合、蒸気圧力と温度が高いほど高効率の発電に繋がります。
水蒸気温度、３７４．２℃及び圧力が２２．１Ｍｐa（２２５ｋｇｆ／ｃｍ２）を臨界温度・臨界圧力と言い、それ以下を亜臨界発電と呼びます。
また、それ以上を超臨界発電と呼びますが、超々臨界発電は、５９３℃以上、圧力２４．１Ｍｐa以上の水蒸気を発生させてタービンを回す技術ですが、竹原火発の新１号基は、６００℃、２７Ｍｐaという微粉炭燃焼火力発電設備としては世界最高水準となっており、発電効率も４８％という画期的なものとなっています。
さらに、木質バイオマスペレットも１０％の混焼にも成功しています。
沖縄電力具志川火力発電所では混焼３％を５％まで引き上げたいとしていますが、竹原火力発電所では既に１０％を実証済みです。
石炭火力発電は、様々な進化を遂げていることを視察を通じて実感して参りました。
今後はアンモニアとの混焼なども研究されて行くのでしょうが、地球温暖化は待ったなしの状況となっており、ＬＮＧはロシアに抑えられています。
人間の英知で、早く原発に依存しないピュアでクリーンなエネルギーを実現したいものです。
