成果報告書詳細
管理番号20130000000996
タイトル平成20年度-平成24年度成果報告書 革新的ゼロエミッション石炭ガス化発電プロジェクト 発電からCO2貯留までのトータルシステムのフィジビリティー・スタディー CO2輸送システムの概念設計
公開日2013/10/19
報告書年度2008 - 2012
委託先名一般財団法人エンジニアリング協会
プロジェクト番号P08020
部署名環境部
和文要約 本研究における前段の3年間は、船舶や設備の概念設計を中心に実施し、CO2の船舶輸送が技術的に実現可能であることを確認した。また、後段の2年間は輸送コスト削減のための検討を行うとともに、CCSを実際に行う場合を考慮した既設石炭火力発電所の利用状況等について調査を行った。以下、最終年度で得られた成果を中心に簡潔に記す。
 1.輸送コストの検討:輸送条件については、スケジュール的な無駄を極力減らすと同時に、スケールメリットが得られる大量輸送を想定することで、輸送コストの大幅な低減が可能であることがわかった。
 2.既設石炭火力に対する調査:洋上処理基地の設置には、利害関係者との調整に労力を要することが判明した。既設桟橋は、揚炭や石炭灰の出荷に利用されており、CO2出荷との共用が難しいことがわかった。また、CO2の分離回収設備や液化設備の所内建設は困難であり、発電所新設時あるいは、設備リプレースの段階での準備が、不可欠であると思われた。
 3.洋上CO2処理基地を建設するための概念検討:敷地内に建設困難な場合を想定し、CO2の液化設備、貯蔵設備、出荷設備を搭載する洋上CO2処理基地の概念を検討した。検討の結果、浮体基地は、長さ210m×幅58mで、貯蔵タンクを浮体の底に設置し、浮体上の液化設備は2階建の構造とした。また、台船を箱型としたことで、満載時の喫水は5mとなった。
 4.洋上小型係留装置:複数のタイプを想定できたが、本報では海面下にライザー管を保持させる潜水ブイ方式を取ることにした。この方式に基づき、シミュレーションを行った結果、DPS装置を搭載する輸送船を使用することで、問題なく運用できることが判明した。
 5.規制緩和によるコスト削減の可能性の検討:規制の殆どが、安全・保安を目的とすることから、土地利用が進んでいる我が国の事情や人命尊重等の観点から、規制緩和が適当でないケースが多かった。そのため、規制緩和によるコストの削減は限定的であった。
 6.日本型CO2輸送システムについて:我が国では、対象となるCO2の発生源は主に沿岸部に立地しており、また、有望な貯留層の多くが海域に分布している。このことから、我が国におけるCO2の輸送システムは、船舶又は海底パイプラインを中心に検討することが適当である。以下に、留意点を順に記す。
(1)我が国はアジアモンスーン地域の東端にあり、南北に長いことから、海象条件における地域間の差が大きい。そのため、地域ごとにCO2貯留地点を配置し、荒天の影響を避けることが望ましい。
(2)パイプライン輸送、船舶輸送ともに短距離輸送が有利である。従って、CO2発生源から遠くない海域に、複数の貯留地点を配置することが望ましい。
(3)長期間にわたり同一地点への貯留が可能な場合には、パイプライン輸送が有利である。一方、フレキシビリティが要求される場合には、建設コストが低い船舶輸送が適する。
(4)液化CO2は、CO2ハイドレートと比較して、建設コストや運用コスト等の面から有利である。そのため、船舶輸送では液化CO2輸送が望ましい。
(5)パイプライン輸送を適用する場合は、建設コスト、運転コストともに有利な高圧パイプライン輸送が望ましい。
英文要約Title: Innovative Zero-Emissions Coal Gasification Power Generation Project; The Feasibility Study of Total Systems from Generation to CO2 Storage; The Conceptual Design of The CO2 Transport System (FY2008 - FY2012) Final Report

For three years of the first half in this project, we performed the conceptual design of ships and facilities. For two years of the second half, we examined cost reduction and investigated the subject accompanying execution of CCS. 1. Considering of transportation cost: On the transporting condition by the former study, the schedule had much margin. From a viewpoint of transportation cost reduction, in examination of the last fiscal year, it was considered as a setup which reduces the futility of a schedule as much as possible. Assumption of this setting change and mass transportation enabled sharp reduction of the transportation cost. 2. Investigation about the established coal-fired power plants: In installation of floating base, there is a high possibility of spending a labor on adjustment with a stakeholder. It is used for unloading of coal and shipment of ash about the established pier, and it is found that the common use with shipment of CO2 is difficult. It seemed that it is very difficult to build the CO2 capture and liquefaction facility in power plant. 3. Conceptual study to build the floating base for CO2 processing: In relation to the above 2., the concept of the floating base which carries a liquefaction facility, a storage facility, and a delivery facility for CO2 processing was examined. As a result, the size of a float base was 210 m length x 58 m width, the storage tank was installed in the base bottom and liquefaction facility was made into two stories on the base . Since a barge is box type, the draft at a full load is set to 5 m. 4. Small mooring object on the sea: As a result of comparing four types, in this report, it decided to study the submerged buoy system which deposits the riser pipe under the sea surface. When the simulation was carried out based on this system, it became clear that it could apply satisfactorily by using a vessel which carries DPS. 5. Possibility of cost reduction by deregulation : It is found that most regulations aim at safety and security. In a viewpoint of respect life, regulation is appropriate in many cases in Japan where land use is progressing highly. From this, it is understood that the cost reduction effect by deregulation is restrictive. 6. Japanese style CO2 transportation model: In Japan, main CO2 sources which are the targets of CCS lie along the shore. Also, many of hopeful reservoirs are distributed in sea area. 1) In order to avoid decline in the operating ratio, it is desirable to set some CO2 strage points. 2) Both using pipeline and vessel have advantageous in the case of short-distance transportation. 3) When the long term storage to the same point is possible, using pipeline is suitable. 4) When transporting CO2, liquefied CO2 is cheaper than CO2 hydrate. 5) When applying pipeline transportation, high-pressure pipeline is economical.
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