成果報告書詳細
管理番号20150000000812
タイトル平成26年度成果報告書 ゼロエミッション石炭火力技術開発プロジェクト クリーン・コール・テクノロジー推進事業 石炭火力発電所での低品位炭及びバイオマス燃料混焼の経済性検討
公開日2016/2/19
報告書年度2014 - 2014
委託先名出光興産株式会社 一般財団法人石炭エネルギーセンター 中国電力株式会社
プロジェクト番号P92003
部署名環境部
和文要約件名:平成26年度成果報告書 ゼロエミッション石炭火力技術開発プロジェクト クリーン・コール・テクノロジー推進事業 「石炭火力発電所での低品位炭及びバイオマス燃料混焼の経済性検討」

1.石炭は、重要なエネルギー源として世界的に使用されており、IEAは2030年に世界のエネルギー需要の1/4を担う燃料として予想している。国内においても、石炭の安価で供給安定性の高いという特徴を評価し、今後とも重要なベースロード電源として位置付けられている。一方、途上国や新興国においては、他のエネルギー源に比べて使用量が増加していることから、資源調達の制約により、現在火力発電用燃料として用いている高品位炭の輸入量拡大は、困難になることが予想される。
現在、一部の石炭火力発電所では、瀝青炭に品位の低い亜瀝青炭を混焼しているところであり、今後さらに品位の低い石炭(亜瀝青炭および及び褐炭)の混焼が増えていくと考えられる。一般的に、現在日本で使用されているクラスの亜瀝青炭の場合、30%未満の混焼率であれば既設のボイラ設備を大きく変更することなく混焼できると言われているが、品位が更に低くなるにつれ技術的課題が増えることから、これらをクリアしなければ混焼率を向上させることはできない。
本調査では、モデルプラントを想定の上、発熱量4,700ー2,500kcal/kg(GAR)程度の石炭を対象にし、これらの低品位炭を混焼した際の技術的課題を抽出した。更にその課題解決のために想定した追加対策コスト概算費を固定費の一部として計上し、燃料費やCO2対策費を含めた発電コストを試算した。
石炭市況は需給環境により変動するが、石炭市況が上がるほど発熱量の低い低品位炭でも発電コストメリットを享受できる可能性が拡がるため、市況動向を見据えながら低品位炭の利用拡大を図ることが重要である。石炭市況の動向によって発電コストメリットを享受できる低品位炭の発熱量レベルも変化するが、少なくとも現在日本で使用されている亜瀝青炭の代表格であるアダロ炭よりも発熱量の低い低品位炭でも利用できる可能性があることを示した。

2.石炭火力発電所へのバイオマス燃料の混焼について,循環流動床ボイラ(CFB)ではバイオマス専焼も実現しているが,微粉炭火力(PCF)での混焼率向上については,技術的課題を解決しつつ,経済性を満足させることが求められる。また,石炭と異なり,バイオマス燃料は,安定調達に課題があることから,比較的大きい発電所においては,国内バイオマス燃料の利用のみでなく,海外からの輸入による補完が鍵となる。これらによりバイオマス発電の事業性が見込まれるようになれば,普及拡大とともに,中長期的には海外産バイオマス燃料から国内産へのシフトを期待できる。
本調査では、バイオマス燃料混焼石炭火力発電所におけるヒアリングや文献調査を基に、混焼時の技術的課題を抽出するとともに、バイオマス燃料の種別ごとに調達に関する課題、想定されるコストについて整理した。更に、課題解決のための対策やバイオマス燃料コストを想定し、微粉炭および循環流動床火力における発電コストやFIT制度を考慮した場合の経済メリットを試算した。
バイオマス燃料は、石炭に比べ発熱量が低いことなどから混焼率上昇とともに発電コストは増加するが、FIT制度を活用することで事業性は見込まれる。しかし、バイオマス燃料は、安定的な調達に課題があることから、本調査で明らかにした各々のバイオマス燃料の需給状況を踏まえて、安定調達に向けた更なる取り組みが求められていることを示した。
英文要約Title : Feasibility study for low-rank coal and biomass mixed combustion in coal fired power plant, (FY 2014) Final Report

1.Coal has been used as an important energy source worldwide, and IEA predicts that coal will be able to supply 25% of global energy demand by 2030. And, in undeveloped countries and newly developing countries, coal usage has increased compared to other energy sources. Therefore,it will be difficult to expand the import volume of high-rank coal that is now used as fuel for thermal power generation.
At present, in some coal-fired power plants, mixed combustion of high-rank coal and low- rank coal is conducted, and it is thought that mixed combustion with low rank coal will be increased from now. However, quality of low rank coal causes many technical problems. If those problems cannot be cleared up, the improvement of mixed combustion rate cannot be expected.
In this investigation we assume a model plant, based on the analysis results of samples with approximately 4,700ー2,500kcal/kg of CV(GAR), technical problems during mixed combustion with targeted low rank coal were derived. In addition, the approximate cost needed for additional measures to solve the problems is calculated as a part of fixed costs, and the cost of power generation including fuel cost and expenditures for CO2 measures was estimated.
When the coal market becomes hotter, there is a possibility expansion that a low-rank coal generally have a cost merit, on the other hand when the coal market becomes down, there is a cost merit of a coal(similar to Adaro coal).
2.About biomass fuel, it is already achieved combustion on a circulating fluidized bed boiler (CFB). However, mixed combustion rate in a pulverized coal-fired boiler(PCF) is required to accomplish satisfactory cost performances with the resolution of technical problems. In addition, biomass fuel has a problem with its stable supply, and therefore, in relatively-large power plants, a key point is the use of only domestic biomass fuel as well as a supplement for the fuel through the import from abroad.
In this investigation a technical problem was picked out, it was put in order about a problem about classification of biomass fuel and supply and the assumed cost. A measure for a problem solution and the biomass fuel cost were assumed, the generating electricity cost in the case when the FIT system was considered and the cost merit on PCF and CFB were calculated as a test.
Biomass’s CV is low compared with coal,therefore the generating electricity cost increased. When the FIT system is considered, there is a possibility that business occurs.
There is a problem in stable supply for biomass fuel, it was based on a supply demand situation of each biomass fuel made clear by this investigation, and we showed that a further match for stable supply is desired.
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