成果報告書詳細
管理番号20140000000229
タイトル平成25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 ブルガリアにおける超臨界石炭火力発電及びCCSプロジェクトの案件形成合理化調査
公開日2014/8/21
報告書年度2013 - 2013
委託先名株式会社東芝
プロジェクト番号P93050
部署名環境部
和文要約件名:国際エネルギー消費効率化技術・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 「ブルガリアにおける超臨界石炭火力発電及びCCSプロジェクトの案件形成合理化調査」
ブルガリアは発電電力量の50%以上を火力に依存しており、その90%は地場の低発熱量のリグナイト炭で運用されている。同国の石炭火力発電所の大半が効率の低い亜臨界機で構成されているうえにリグナイト炭を活用していることから、火力発電のなかでもCO2排出係数が大きくなっている。ブルガリアでCO2発生量が多い場所は、炭鉱まわりに発電所が集中するマリッツァ・イースト地区である。
平成23年度に実施した案件形成調査では、マリッツァ・イースト地区における具体的な発電所に超臨界石炭火力発電とCCS設備を増設する場合の計画とその検証を行った。CO2貯留については、ブルガリアに貯留ポテンシャルがあることを確認し、マリッツァ・イースト地区と貯留先を繋ぐCO2運搬の具体的な検証を行った。しかしながら、平成23年度調査完了後、ブルガリア側から、より低品位なリグナイトの活用が課題として挙げられ、平成23年度調査で使用した微粉炭焚きボイラーに加えて、広範囲な質の燃料に対応可能な循環流動層ボイラーの適用検討を実施することとした。
マリッツァ・イースト地区で実際に利用されている低品位なリグナイトを用いて循環流動層燃焼試験を実施し、当地区のリグナイトが循環流動層ボイラーで対応可能であることを確認した。また、平成23年度調査の超臨界石炭火力とCCS設備を増設する計画において、燃焼試験結果をもとに、循環流動層ボイラー適用による再計画を実施し、その場合の性能とコストについて再検証した。循環流動層ボイラーを適用した超臨界石炭火力では、より低品位なリグナイトの利用にも関わらず、平成23年度調査と比較して同程度の性能、コストであることを確認した。CCS設備については、循環流動層ボイラーとその炉内脱硫により、脱硫設備が不要になる一方で、CO2排出の増加によるコスト増加を確認した。
本合理化調査の結果、循環流動層ボイラーを適用した場合においても、現状の亜臨界石炭火力よりも超臨界石炭火力をCCSレディで計画して進めることが、将来のCO2削減効果のみならず、経済性評価の観点からも好ましいことが確認された。また、より広範囲な質のリグナイトに対応可能な循環流動層ボイラーを選択肢に加えることができたため、炭鉱ならびに石炭火力発電所が集中しているマリッツァ・イースト地区への当プロジェクトの波及効果は非常に大きいものと考える。
英文要約Title: International Projects for Increasing the Efficient Use of Energy / Project Formation Research on High-efficiency Clean Coal Technology / “Follow-up Study concerning Development of Project utilizing Super Critical Coal fired Thermal Power Plant and CCS Technologies in Bulgaria”
Presently, Bulgaria power energy sector relies more than 50% on thermal power, 90% of which is generated utilizing local lignite coal with low heating value. Added to the fact that majority of Bulgarian thermal power plants are old subcritical units with low efficiencies, CO2 emission coefficient in the thermal power sector is relatively high. In Bulgaria, the Maritsa East complex, where the coal mines and power stations are concentrated, stands out as the area with very high CO2 emission.
In the previous study conducted in 2011, an actual plant extension project in Maritsa East complex was used as subject for planning and study of Super Critical (SC) thermal power plant with CCS. In the same study, CO2 storage potential in Bulgaria was confirmed, and planning and study regarding CO2 transport from the Maritsa East complex to the potential storage site was also evaluated. However, after conclusion of the previous study, possible utilization of further lower quality lignite emerged as an additional subject of interest from Bulgarian stakeholders. Thus, it was decided that a follow-up study be conducted to evaluate applicability of circulation fluidization bed (CFB) boiler, which can utilize wider range of lignite compared to pulverized combustion (PC) boiler.
CFB combustion tests with actual lignite samples from Maritsa East complex were conducted, and it was confirmed that CFB boiler technology can be applied to these lignites. Based on the result of the combustion tests, SC thermal power plant with CCS plant were re-planned, applying the CFB boiler instead of the PC boiler applied in the 2011 study. The plant performance and cost were also re-evaluated. Despite the use of lower quality lignite compared to the previous study, it was confirmed that the performance and cost of SC power plant with CFB boiler is similar to results of the previous study with PC boiler. On the other hand, cost for CCS increases by the increase in CO2 emission for CFB boiler, due to its in-furnace desulfurization.
This study confirmed that, even when applying CFB boiler technology, SC thermal power plant with CCS Ready provisions benefit Bulgaria from the standpoint of both CO2 reduction and economics. The additional option to apply CFB boiler technology with wider adaptability to range of lignites gives significant advantage to the proposed project, which is situated in the Maritsa East complex where coal mines and thermal power plants are concentrated.
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