成果報告書詳細
管理番号20130000000678
タイトル平成24年度成果報告書 国際エネルギー消費効率化等技術・システム実証事業 基礎事業 石炭高効率利用システム案件等形成調査事業 中国における低品位炭ボイラ運転最適化プロジェクトの案件発掘調査
公開日2013/8/9
報告書年度2012 - 2012
委託先名出光興産株式会社
プロジェクト番号P93050
部署名環境部
和文要約2011年3月に開催された中国全国人民代表大会で、第12次五ヵ年計画(2011年-2015年、以下「十二五計画」という)が発表された。この十二五計画では、実質GDP成長率目標を年平均7%と、第11次五ヵ年計画の目標値である7.5%及び実績値の11.2%からは抑制されているものの、依然として高い水準の経済成長を目標として掲げている。こうした高い水準の経済成長はエネルギーの大量消費によって支えられており、2010年には中国の石炭消費量は標準炭(7,000kcal/kg)換算で世界第1位の32億5000万トンに達し、エネルギー消費では世界第2位の位置を占めている。一次エネルギーに占める石炭の割合は約70%であり、原子力や再生可能エネルギーの増大によって今後は徐々にシェアが低下するものの、石炭がエネルギー源の主力であり続けることに変わりない。
 十二五計画ではエネルギー消費原単位の16%削減とCO2排出量の17%削減を拘束性のある目標として掲げている。中でも省エネ・環境保護は大きなウエイトを占めており、発電所におけるエネルギー効率の向上や省エネ・環境保護重点プロジェクトの推進などが重要な施策として掲げられている。
 また、平成23年度の調査事業を通じ、中国における発電用微粉炭ボイラでの使用石炭種類をエリア毎に分類すると、主に東北地区の発電所では褐炭の利用が進んでいることがわかった。また東北地区以外でも、インドネシア炭等の亜瀝青炭の輸入が拡大している華東・華南の沿海地区でも今後褐炭の利用が進んでいくとみられている。
 一方、褐炭は従来から使用されてきた石炭(無煙・半無煙・瀝青・亜瀝青炭)とは品位が大きく異なっており、高水分・低発熱量・低灰融点などの特徴を有している。運転面では、低効率・スラッギングトラブルの発生など、従来から使用されてきた石炭に比較して褐炭を適切に利用するための技術的ハードルが高く、中国の電力会社では燃料費削減のため褐炭利用比率の向上を目的として様々な検討を実施しているものの、解決に至っていないのが現状である。また、出光においても亜瀝青炭までの評価手法は確立しているものの、褐炭の評価手法の確立は課題として残っていた。
 今回の調査の目的は、燃焼シミュレーション技術を活用して褐炭利用ボイラの効率改善ノウハウを取得することである。適切な褐炭の評価手法を確立し、褐炭利用の発電所の効率を改善することで、中国における省エネおよび温室効果ガス削減を推進できるものと期待する。
 更に来年度以降、出光の従来の石炭評価技術を結集した“石炭評価システム”に、今回培った褐炭評価手法を追加して、褐炭を含めた全ての石炭を評価可能な新しい“石炭評価システム”へバージョンアップさせる予定である。これにより、現在、褐炭利用率の高い東北地区はもちろんのこと、今後褐炭利用が促進されるであろう華東・華南沿海地区も対象として、新しい“石炭評価システム”を用いてビジネスチャンスの拡大が見込める。
 
■ 燃焼シミュレーション技術の概要
 微粉炭ボイラの燃焼効率の向上・NOxなどの環境負荷低減・スラッギング低減等による稼働率向上などを目的として、コンピューターを用いて最適な運転条件を探索し、実機での性能試験を通じ効果を検証する。
 
■ 調査結果の概要
対象ユニット(600MW)の300MWおよび560MWの2つの負荷帯において、それぞれ基準条件と燃焼シミュレーション解析により得られた改善提案条件の2つの条件で性能試験を実施した。
試験結果は、300MWで+0.60%、560MWで+1.13%の熱効率を向上する結果を得た。
熱効率改善幅を+0.9%の前提で試算すると、対象ユニットにおける温室効果ガスは△31,725t/y削減される。
仮に、中国東北部の褐炭使用ボイラ19基を対象に試算すると、温室効果ガスは△480,000t/yの削減が期待できる。更に中国沿海部の60基を含めて試算すると、温室効果ガスは△1,040,000t/yの削減が期待できる。
以上
英文要約 In China's National People's Congress (NPC) meeting held in March, 2011, the twelfth five-year plan (for 2011-2015, hereinafter referred to as “125”plan)was announced. This “125”plan still sets a goal of high-level economical growth even though annual real GDP growth rate is set to 7% on average, which is kept at a lower level compared to the target growth rate of the eleventh five-year plan, 7.5% and its actual growth rate, 11.2%. Such high-level economical growth is supported by the heavy consumption of energy, and in 2010, coal consumption in China has reached into 3.25 billion tons, which is first in the world in standard coal(7,000kcal/kg)and has ranked second in energy consumption. The ratio of coal to primary energy is around 70%, and though the share of coal will be gradually decreased in the future due to increases in nuclear energy and renewable energy, the fact remains that coal is continuing to be the main source of energy.
 “125”plan declares that a reduction of 16% in energy consumption rate and a reduction of 17% in CO2 emission are set as binding targets. In particular, energy saving and the protection of the environment occupy an important place in the plan, and important measures include improvements in energy efficiency in an electric power plant and the promotion of projects with a focus on energy saving and the protection of the environment.
 In addition, through the research of a project for the fiscal year of 2011 in China, in which coal to be used for a pulverized coal boiler to produce power is classified by area, it turned out that the utilization of brown coal has been progressing in power plants in the northeastern area of the country. Furthermore, it is thought that even in areas other than the northeastern area, including inshore areas such as East China and South China where the import of subbituminous coal like Indonesian coal is expanding, the utilization of brown coal will progress in the future.
 On the other hand, brown coal greatly differs in quality from coal that has been used conventionally (anthracite, semi-anthracite, bituminous coal, and subbituminous coal) and has characteristics including high moisture content, low calorific power, and lower ash melting point. As to boiler operation, compared to coal that has been used conventionally, brown coal poses problems such as low combustion efficiency and the occurrence of slagging. Therefore, a hurdle to use brown coal adequately is technically high, and in order to reduce fuel cost, power companies in China have implemented various studies with the aim of improving brown coal-use ratio. However, at present these problems have not been solved yet. Moreover, though evaluation methods for a wide variety of coal including subbituminous coal have been established in Idemitsu company, the establishment of the evaluation method for brown coal still remains to be accomplished.
 The objective of this research is to obtain know-how for improving the efficiency of a boiler using brown coal with the aid of combustion simulation technology. It is expected that energy saving and greenhouse gas reduction in China will be able to be promoted by establishing a proper evaluation method for brown coal and improving the efficiency of a power plant using brown coal.
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