成果報告書詳細
管理番号20130000000914
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 米国におけるHECA IGCCプロジェクトの案件形成合理化調査
公開日2013/10/18
報告書年度2012 - 2012
委託先名三菱重工業株式会社
プロジェクト番号P93050
部署名環境部
和文要約石炭は埋蔵量が豊富で比較的価格が安定している資源であり、世界の一次エネルギーの約27%、日本の一次エネルギーの約22%を占める重要なエネルギー源である。一方、発熱量当たりの二酸化炭素(CO2)排出量が多く、石炭を利用するためには、高効率化によるCO2排出量低減が重要な課題となっている。これらを解決する高効率発電技術として石炭ガス化複合発電(IGCC: Integrated coal Gasification Combined Cycle)の開発が進められているが、それとともに排出されるCO2の回収・貯留を行うCCS(Carbon Capture and Storage)技術の実用化も期待されている。本調査では、三菱重工業(株)が基本設計(FEED)を実施中のCCS機能を備えたIGCC設備建設プロジェクト(HECA:Hydrogen Energy Californiaプロジェクト)において、経済性を向上させるためにPet Coke(以降PC)混焼率を増加した場合のガス化炉設備の仕様を検討し、設備費に対するインパクトを評価して、従来の実績を大きく超えるPC混焼率に対応した設備の評価を行った。また、パイロット設備で、高PC混焼率でのガス化試験を行い、ガス化特性および微量成分等に対する評価を行った。さらに、温室効果ガスの削減ポテンシャル評価として、HECAプロジェクトでのCO2削減効果を推定した。本調査の結果、以下に示す通り、HECAプロジェクト実現のための有益な知見を得ることができた。(1)石炭とPCの混焼比率を石炭50%:PC50%(熱量ベース)および石炭25%:PC75%(熱量ベース:以降cal%と表記)とした場合のガス化炉設備に対する性能、および設備費に対する影響を整理できた。(2)経済性の面ではPCの燃料単価が安価なことから、PC混焼率50cal%で約5%、75cal%で約10%ユーティリティ代(燃料・酸素・純水)が低減出来る可能性があることが分かった。(3)石炭ガス化炉でのガス化試験を実施し、高PC混焼率での安定運転が可能である事を確認した。(4)他社ガス化炉を採用した2009年の事業計画と比較し、発電プラントシステム差としてCO2排出原単位は463 lbs/MWh →282 lbs/MWh(▲40%)と大きく改善されていることを確認した。(5)CO2排出削減量についてはEOR向けの回収CO2による寄与が大きく、250万トン/年程度の削減が見込まれることを確認した。
英文要約Title:International Projects for Increasing the Efficient Use of Energy / Project Formation Research on High-efficiency Clean Coal Technology / Research for HECA IGCC project in USA

Summary
Coal is an important energy resource with large reserves and stable prices, accounting for about 27% of the world's primary energy and about 20% of Japan's. On the other hand, because CO2 emission per heating value from coal is quite large, the reduction of CO2 emissions by high efficiency technology becomes an important issue in order to continue use of coal. To solve this issue, as a high efficiency power generation technology using coal, the development of IGCC (Integrated coal Gasification Combined Cycle) is advanced, and the practical use of CCS (Carbon Capture and Storage) technology is expected.MHI (Mitsubishi Heavy Industries, Ltd.) has been performing FEED (Front-End Engineering and Design) of CCS-Capable IGCC project for HECA (Hydrogen Energy California). In HECA project, the specification of equipment of coal gasifire was studied when PC (Pet Coke) mixing ratio was increased in order to improve economy, and evaluated the suitable PC mixing ratio by estimating cost impact to facilities. The evaluation of gasification performance and trace elements of high PC mixing ratio were also studied by performing actual gasified test on the pilot-scale plant. Furthermore, CO2 reduction effect for HECA project was estimated as a potential value of reduction of GHG(greenhouse gases).The results of these studies were summarized as follows, and the useful knowledge for the realization of HECA project were obtained.(1)The gasification performance of high PC mixing ratio of 50cal% (50%coal+50%PC) and 75cal% (25%coal+75%PC) was confirmed. The influence of equipment cost was clarified.(2)From an economic point of view, because the PC price is lower than the coal, there is a possibility that utility cost might be decreased about 5% in case of 50cal% and about 10% in case of 75cal% compared with base case (75%coal+25%PC).(3)Coal gasification test for high PC mixing ratio was completed successfully with stable operation at the pilot-scale plant.(4)Comparison with previous HECA project planned by other company, CO2 reduction rate per electric energy was largely improved (from 463 lbs/MWh to 282 lbs/MWh(▲40%))due to difference of power generation system.(5)Regarding the reduction of CO2 emissions, there is a possibility to reduce about 2500,000 ton/year because the contribution of EOR(Enhanced Oil Recovery) capacity for CO2 sequestration is quite large.
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