成果報告書詳細
管理番号20130000000208
タイトル平成22年度-平成23年度成果報告書 国際連携クリーンコール技術開発プロジェクトのうちクリーンコール技術に関する基盤的国際共同研究「ビクトリア州褐炭のガス化を基幹とする高度利用技術国際連携研究」
公開日2013/5/31
報告書年度2010 - 2011
委託先名九州電力株式会社 九州大学
プロジェクト番号P10017
部署名環境部
和文要約この研究では、豪州ビクトリア州で産出する褐炭を対象としたCCS スタンバイの高度利用技術を開発した。豪州ビクトリア州に大量に賦存する褐炭の高度利用による褐炭エネルギー・化学コンプレックス事業の構築を視野に、その基幹となる乾燥、燃焼、ガス化(熱分解)技術に対して技術的、経済的に調査研究し、褐炭エネルギー・化学コンプレックス事業の可能性についてCCS を含めて明らかにした。
本研究は、豪州ビクトリア州政府と「褐炭高度利用における研究協力」覚書を交し、州政府、モナッシュ大学と技術、人的資源、事業計画を連携、共有し、以下の項目を柱に、九州大学と九州電力で評価した。
(1)褐炭の基本特性(ビクトリア褐炭の乾燥、熱分解、燃焼など)の把握・プロセス開発
(2) CCS スタンバイ褐炭ガス化(熱分解)/発電技術における可能性評価
(3)褐炭を利用したエネルギー・化学コンプレックスの技術可能性及び事業性の評価
九州電力は九州大学における褐炭基本特性に係わる研究成果に基づき、ビクトリア褐炭の乾燥、熱分解(乾留)、燃焼のトータルプロセスを評価し、システム全体の物質・熱収支を推算、同時にビクトリア州CCS プロジェクトであるカーボンネットへの対応技術についても検討を加えた。
プロセスとしては原炭を乾燥し、乾燥炭を乾留することで乾留チャーと揮発分(副生ガス)に分解。
揮発分の燃焼により乾燥・乾留及び発電に必要となる熱量を確保。これらの乾燥、乾留、燃焼の全体プロセスで理論上物質・熱がバランスすることを確認できた。さらに乾留温度や滞留時間などにより生成される乾留チャーと揮発分の成分が異なることも確認、最終製品スペックに合わせた制御が可能であることも分かった。
揮発分からCO2 分離(ガス成分から判断して化学分離が有効)することで燃焼効率の向上を実現でき、同時に分離したCO2 は原炭の乾燥作動ガスとして使用、残りをカーボンネットに引き渡すことが有効であることがわかった。
プロセス評価後、実際に褐炭から製造する乾留チャー、副生ガス、発電量を想定し、褐炭を利用したエネルギー・化学コンプレックスを構築した。これに基づき、現地調査で明らかにした電力や燃料・化学品市場調査などをベースに全体システムの設備投資規模や製品価格などについて推算し経済性評価を実施。将来における事業化の枠組み運用性を確認できた。
今回の調査研究を通じてラボレベルの研究成果に基づく全体プロセスの評価、現地調査などを反映した技術・事業可能性を確認した。一方今後の課題としては、実機による試験、効率的な設備投資計画、製品(一次産品)のニーズ確保、製品インフラ投資計画などがある。同時に豪州国内は温暖化ガス排出抑制対策として炭素価格制度の導入や褐炭焚き発電所の規制などについて具体的に動き出しており、政策を注視しながら事業タイミングを見定める必要がある。
英文要約The Abstract of Research Achievements on Developing Process of Brown Coal Advanced Utilization FY2010-FY2012 Research and Development Working The process design of drying Victorian brown coal (VBC in what follows), pyrolyzing the dried VBC into volatile matters and solid char and fluidized-bed combustion part of the volatile matters and char was invented for getting solid char, manufacturing syngases and generating electric power, based on the theoretical concepts, experimental data and simulation results given by both Kyushu University and Monash University. Furthermore, the total system of the brown coal advanced utilization was technically designed by considering and evaluating the possibility of technology oriented to the Carbon-Net Project which facilitates CCS in the State of Victoria.
Both the material and heat balance of the total system tried to be calculated on the basic process under certain conditions including drying 40% of VBC and pyrolysing dried VBC at 800 degree Celsius and so forth. Additionally the both balances of the pyrolysis process was focused on and evaluated under the range of relatively low temperature. Based on these results, the conceptual developing process of Victorian brown coal advanced utilization (VBC complex in what follows) was configured.
Kyushu Electric Power has been focusing on not only the technological research and development of the VBC complex but also analysis of the internal and external business environment operating the complex on the demonstration and commercial phase in the Sate of Victoria since the commencement of the project.
Kyushu Electric Power developed the basic plan of the business model of the complex through investigating the present situation in terms of power generation and concerning business in Victoria including specifications of electric power facilities, operation of these units, mining coal, and transportation equipments through its hearing of opinions from concerning persons. As featured in the announcement of the Commonwealth of Australia and the Victorian Government, the introduction of carbon taxes will force brown coal mining and electric power companies to consider their strategies of operating their existing brown-coal fired power plants. There seems to be drastic change to utilize brown coal now.
On the other hand Kyushu Electric Power also researched what kinds of chemicals and fuels could be synthesized from brown-coal-derived syngases and what processes to synthesize them efficiently, referring existing chemical plants.
Besides from the marketing point of view, the potential of competitive chemicals in accordance with market trends of several chemicals was also investigated.
It is until Kyushu Electric Power surveyed conditions in terms of the business environment in the Sate of Victoria that it understood that it was essential for it to reduce capex of the plant and equipment, obtain off-takers of products and secure the efficient transportation system to convey the products to users.
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