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成果報告書詳細
管理番号20170000000777
タイトル平成28年度ー平成29年度成果報告書 クリーンコール技術海外普及展開等事業 石炭高効率利用システム案件等形成調査事業 ブラジルにおける乾式選炭プロジェクトの案件発掘調査
公開日2018/3/30
報告書年度2016 - 2017
委託先名MM Nagata Coal Tech株式会社
プロジェクト番号P15004
部署名環境部
和文要約ブラジルでは、近年、電源多様化を目的とした石炭火力発電の重要性が高まっており、同国最大の石炭埋蔵地域であるCandiota地域が重要な役割を担っている。しかし、同地域の産出炭は、吸水性や脆弱性等の性質を有しており、水を使用した汎用の湿式選炭プロセスを適用できない。このため、発電所において灰分・硫黄分等に起因するトラブルが問題となっており、乾式選炭技術の導入が強く求められている。
本調査事業では、そのようなブラジル国内炭の品質向上、石炭用途の多様化等のニーズへの対応可能性を把握することを目的とし、MM Nagata Coal Tech株式会社の乾式選炭技術のCandiota地域を中心とした導入可能性を調査した。調査は、ブラジル最大の民間炭鉱会社であるCopelmi社の協力ともと、ブラジル電力セクターにおいて多数のコンサル・調査実績を有するPwCアドバイザリ合同会社の支援を得て行った。
まず、輸入したブラジル炭を用いて乾式選炭試験を実施し、性能面における技術の適用性を検討した。Candiota地域産出炭の選炭では、精炭歩留58-89%に対して脱灰率14-48%、脱硫率35-63%となり、有意な脱灰・脱硫性能が認められた。汎用湿式選炭を適用可能である他地域産出炭についても選炭試験を実施した結果、ジグ分離よりも歩留が約10%高い結果となり、汎用湿式選炭に匹敵する精度で選炭可能であることが確認された。この結果を基に、他国の乾式選炭機であるFGX及びエアジグの選別性能と比較した。Candiota地域産出炭において脱灰率と脱硫率は他国技術よりも高い結果となり、日本の乾式選炭技術の優位性が認められた。次に、Candiota地域へ選炭工場を建設することを想定し、350ton/h及び180ton/hの乾式選炭工場の概念設計を行い、現地価格水準を適用してCAPEX・OPEXを概算した。OPEXを基準として算出した原炭処理ベースの選炭コストは$3.2/tonとなり、世界水準に概ね適合することが確認された。CAPEX・OPEXの概算結果を基に、炭鉱に180ton/hの選炭工場を導入した想定で、炭鉱会社・発電会社双方の経済的インパクトを検討した。発電所の燃料石炭購入単価への転嫁が15ー20レアル/ton程度であれば炭鉱側に導入する合理性があると判明した。以上の結果をまとめ、ブラジルの炭鉱・発電事業者と協議を行ったところ、脱硫・脱灰技術として他国技術よりも優れた性能を有する点において高い評価が得られた。
温室効果ガス削減効果の検討は、既存の発電所(350MW)と現在建設中の発電所(340MW)を想定し、両者合わせた選炭規模を年間320万tonとして行った。選炭工場操業に係る電力消費によりCO2間接排出量は増加するが、石炭の改質により発電所におけるCO2直接排出量の低減が見込まれる。その結果、乾式選炭工場の導入により、年間5,394ton/yのCO2排出削減効果が見込まれる結果となった。
本調査の結果、日本の乾式選炭技術は、発電所が抱える問題の解決に繋がるポテンシャルを有すると共に、他分野の選炭プロセス選定において汎用湿式選炭の代替となるポテンシャルを有することが確認された。今後も発電所及び他分野におけるニーズに対して継続して検討を進めることで、ブラジルにおける乾式選炭プロジェクト実現に繋がるものと期待される。
英文要約In Brazil, the importance of coal-fired power generation has been increasing in recent years. In this context, Candiota area, which is the country's largest coal reserves area, plays an important role. However, the coal produced in the area has hygroscopic and fragile properties and this has made the coal unsuitable for conventional wet coal preparation processes with water. Hence, high ash and sulfur content of Candiota coal is causing troubles in power plants.
In this study, possibilities of introducing dry coal preparation technology by MM Nagata Coal Tech Co., Ltd. was evaluated in order to provide solutions to the needs including quality improvement of Brazilian domestic coal and other future prospects. The survey was conducted in cooperation with Copelmi, coal mining company in Brazil, with the support of PwC advisory LLC.
First, applicability of the technology to the Brazilian coal was examined with performance tests on imported coal. The test results showed the technology’s competitiveness with the conventional wet type technologies in ash and sulfur reduction performance: yield was kept from 58 to 89%, while achieving ash reduction rate of 14-48% and sulfur reduction rate of 35-63%. Based on this result, performance was compared against FGX and Air Jig and the ash and sulfur reduction rate was higher than those of FGX and Air Jig. This showed advantages of Nagata’s technology against these technologies.
In the next step, basic design was drawn with a conceptual 350 ton/h and 180 ton/h dry coal preparation plant (CPP) in Candiota. CAPEX and OPEX was also estimated with applying the local price level. Based on the estimated OPEX, the coal preparation cost from raw coal was derived as $ 3.2/ton, which is compatible with cost level of other parts of the world. Furthermore, economic implication to power plant was estimated assuming introduction of 180ton/h CPP in a coal mine. As a result, it is considered that it could be feasible to install the CPP at coal mine on the condition that the coal cost increase caused by the plant is around 15-20 R$/ton. Summarized results were shared with Brazilian coal companies and they gave high recognition to Nagata’s technology in relatively superior ash/sulfur reduction ability in comparison with other dry type technologies.
Moreover, CO2 emission reduction potential was calculated in consideration of coal usage at power plant and power consumption of CPP, expecting coal consumption of 3.2 million tons per year. CO2 emissions reduction is expected to be 5,394 tons/y when introducing Nagata’s dry CPP.
This study confirmed that Nagata’s technology has potential to contribute to the problem-solving that power plants in Candiota is facing. By seeking further needs of the power generators and other sectors continuously, it is expected that the implementation of Nagata’s technology in Brazil may become reality in the future.
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