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成果報告書詳細
管理番号20190000000412
タイトル平成30年度成果報告書 地熱発電技術研究開発/地熱エネルギーの高度利用化に係る技術開発/硫化水素の高精度モニタリング装置に関する研究開発
公開日2019/6/6
報告書年度2018 - 2018
委託先名東北緑化環境保全株式会社 国立大学法人東北大学マイクロシステム融合研究開発センター 株式会社ガステック
プロジェクト番号P13009
部署名新エネルギー部
和文要約件名:平成30年度成果報告書 地熱発電技術研究開発 「硫化水素の高精度モニタリング装置に関する研究開発」

 地熱発電所の冷却塔排気に含まれる硫化水素による周辺環境への影響および安全確保に係る管理の効率化・高度化を図るため、最新の技術を用いて高精度かつ簡易な硫化水素モニタリング装置を開発することを目的として、基礎研究を行うとともに、2通りのアプローチにより事業性調査などを実施した。
「硫化水素の高精度モニタリング装置の開発に関する基礎研究」
 基礎研究は、以下の1)―5)の項目について行った。
1)測定器の現状整理では、少なくとも発電所10箇所51地点で、主にメチレンブルー吸光光度法(定量下限値:0.004ppmなど)により実施され、濃度は、おおむね0.1ppm未満であることがわかった。
2)火山性ガスの成分把握では、文献調査と現地調査を行い、測定の際に干渉する物質を明らかにした。
3)市場の把握と将来像の検討では、低濃度の硫化水素測定器の市場規模や制度面の制約を検討・把握した。
4)要求性能等の設定では、使用目的を明確にした上で、要求性能を方向性1で3案、方向性2で3案を設定した。
5)海外製品の性能評価では、有望な海外製品4機種を対象に、室内と現地で試験を実施した結果、どの機種も地熱発電所のモニタリングへの適用は難しいことがわかった。
「方向性1:高性能センサの新規開発」に関する事業性調査
 先進的な硫化水素センサから、下限値が低く、小型化が可能という観点で適用可能性を検討した結果、「1)赤外レーザ分光センサ」および「2)抵抗変化形ナノワイヤセンサ」が有望と考えられた。この2つについて、技術的課題と解決手法を検討し、具体的な開発目標を設定した。
「方向性2:既存の小型連続測定器の精度向上」に関する事業性調査
 簡易モニタリングと植物影響の研究分野等での実用化を目指して、連続測定・低コストな定電位電解式センサに関する改良の可能性を検討し、技術的課題と解決手法を検討し、具体的な開発目標を設定した。
平成30年度事業に達成する目標
 方向性1では「2)抵抗変化型ナノワイヤセンサ」、方向性2では「既存の小型連続測定器の精度向上」をモニタリングに採用した場合、目標である「硫化水素モニタリングに関するコストを20%以上削減できる見通しを得る」ことができることがわかった。
英文要約Title: Report on 2018 results - Research and development of geothermal power generation technology - Research and development on high-precision monitoring equipment for hydrogen sulfide

 In order to improve the efficiency and sophistication of management concerning the effects on the surrounding environment and ensuring safety due to the hydrogen sulfide contained in the emissions of geothermal power cooling towers, basic research was conducted with the objective of developing high-precision and simple hydrogen sulfide monitoring equipment using the latest technology. Additionally, a feasibility study etc. were conducted through the 2 approaches.
“Basic research on the development of high-precision monitoring equipment for hydrogen sulfide”
 Basic research was done concerning 1) to 5) as follows;
 1) In the arrangement of the current status of measuring devices, monitoring was conducted at 51 points or more at 10 power plants mainly using the methylene blue spectrophotometric method (lower limit of quantification: 0.004 ppm etc.). It was revealed that concentrations are basically less than 0.1 ppm.
 2) In understanding the components of volcanic gases, a literature survey and on-site surveys were conducted and substances causing measurement interference were clarified.
 3) In understanding the market and deliberating on the future image, the market size and institutional constraints of low-concentration hydrogen sulfide measurement devices were investigated and understood.
 4) In a setting with the required performance etc., the purpose of use was clarified and then 3 proposals for the required performances were decided for Direction 1 and 3 proposals for Direction 2.
 5) As for the performance evaluation of models produced overseas, as a result of conducting tests indoors and on-site for four promising overseas products, it was found that it was difficult to apply all models to the monitoring of geothermal power plants.
Feasibility study on “Direction 1: New development of high-performance sensors”
 For advanced hydrogen sulfide sensors, as a result of investigating the applicability from the viewpoint that the lower limit value is low and downsizing is possible, “1) Infrared laser spectroscopy sensors” and “2) resistive nanowire sensors” were considered to be promising. For the 2 sensors, technical problems and solution methods were investigated and concrete development goals were set.
Feasibility study on “Direction 2: Accuracy improvement of existing compact continuous measurement devices”
 Aiming at practical application in simple monitoring and research fields such as influences on plants, the possibility of improving continuous measurement / low-cost constant-potential electrolytic sensors, technical problems and solution methods were investigated, and concrete development goals were set.
Goal to be achieved in FY2018 project
 It was found that the goal “Make it possible to reduce the cost of hydrogen sulfide monitoring by 20% or more” can be achieved when “2) resistive nanowire sensors" are adopted for monitoring in Direction 1 and “Accuracy improvement of existing compact continuous measurement devices” for Direction 2.
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