石炭ガス化燃料電池複合発電（IGFC）の話

◉土日の暑さが半端なかったので、発電の話題を。と言っても、原子力発電の話ではなく。ちょっと前の話題なんですが、リリースに気づかなかったんですよね。本日の文化放送『おはよう寺ちゃん』の中で、ちょっと触れられていた石炭ガス化燃料電池複合発電（Integrated Coal Gasification Fuel Cell Combined Cycle＝IGFC）について。

石炭ガス化燃料電池複合発電（IGFC）の実証試験を開始 | プレスリリース | NEDO

【石炭ガス化燃料電池複合発電（IGFC）の実証試験を開始】新エネルギー・産業技術総合開発機構

　NEDOと大崎クールジェン（株）は、革新的な低炭素石炭火力発電技術の確立を目指す「大崎クールジェンプロジェクト」の第3段階に入りました。具体的には、CO2分離・回収型酸素吹石炭ガス化複合発電（CO2分離・回収型酸素吹IGCC）設備に、MW（メガワット）級の燃料電池設備（SOFC）を組み込んだCO2分離・回収型石炭ガス化燃料電池複合発電（IGFC）の実証試験を、4月18日に開始しました。
　本実証試験では、第2段階のCO2分離・回収型酸素吹IGCC実証設備に燃料電池を組み合わせて、石炭をガス化したガスからCO2を分離・回収後、得られる高濃度水素ガスを燃料電池に供給し、燃料電池の発電特性や燃料電池内部の温度分布を把握します。また、燃料電池モジュールを並列運転した時の運用性、さらに高圧運転した場合の挙動を調べるなど、CO2分離・回収型IGFCシステムの実現に向けた試験を行います。
　実証試験の目標は、本実証試験の成果を500MW級の商用機に適用した場合に、CO2回収率90％の条件で47％程度の送電端効率（高位発熱量基準）の見通しを得ることとします。
　今後、高効率な石炭火力発電とCO2分離・回収が両立する技術を確立し、CO2排出量抑制（地球温暖化対策）への貢献を目指します。

ヘッダーは上記記事より、IGFCの実証試験に用いる燃料電池設備だそうです。

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■複合発電で高効率化■

今年の夏に間に合うような技術ではないですが、それでも石炭を利用した発電という点で、興味深いですね。個体の石炭をいったん気体化し、そこから二酸化炭素を分離させて回収し、高濃度水素を燃料電池に供給するという、興味深い試みです。この水素燃料電池に加え、ガスタービンと蒸気タービンを組み合わせた発電形式がIGFC。二酸化炭素の排出量をかなり低減でき、発電自体も高効率です。日本はこういう複合発電の研究が、進んでいますしね。

石炭の液化・気体化はそれこそ自分らが小学生の頃から、ずっと研究されています。石炭は、その名の通り石炭紀に地球上に存在した樹木が、当時は枯れたり倒木しても、それを分解する微生物とか菌類とかがほとんどいなかったため、腐敗・分解されず大量に積み重なって、何万年から何億年もかけて石化したものですからね。地域によっては、植物だった時代の樹皮とか、残っていたりしますし。また、どの時代に生成されたかで、品質にバラつきがあります。

・無煙炭 (anthracite)
・半無煙炭 (semianthracite)
・瀝青炭 (bituminous coal)
・亜瀝青炭 (subbituminous coal)
・褐炭 (brown coal)
・亜炭 (lignite)
・泥炭 (peat)

■石油・石炭はいつ枯渇する？■

1970年代は石油はあと30年で枯渇するが、石炭は200年は大丈夫なんて言われていましたから。あれから30年以上立ちましたが、石油は枯渇する気配もないですが。それでも、石炭の可採埋蔵量は10350億トンもあり、132年は保つとされます。世界的にもアメリカに24.2%、ロシア連邦に15.5%、オーストラリアに14.0%、中国に13.4%、インドに9.4%と分布していますが。石油ほど偏っていないのが良いですね。もっとも、品質はばらつきがありますけどね。

石油は、有機成因論と無機成因論があります。石炭のように、海洋生物の死体が積み重なって、それが石油になったという説が有機成因論。そうではなく、地球内部にある炭化水素が地表に出てきたものという、非生物由来説の無機成因論があります。どっちも、それなりに説得力と問題点はありますが。でも、微生物由来の有機成因論であっても、地表で石炭ができるほどの森林って、限られた地域だと想うんですよね。で、地球の70％は海。そこで生成された石油が、石炭より少ないはずもなく。石炭の２倍以上の埋蔵量がある気はしますね。

■多様な発電方法が今後も必要■

日本の石炭火力発電の研究は、なかなか多方面にわたっていて、興味深いのですが。ここらへんは、第四世代原子炉の高温ガス炉でも、石炭の液化を光熱を利用してやれないかと、研究されていますしね。どうにも、ユダヤ・キリスト教の千年王国思想を焼き直した共産主義思想の影響で、最後の審判のような劇的な変化をリベラル諸氏は求めがちですが。たとえ核融合発電が実現しても、水力・火力などの旧来の発電がなくなるかといえば、そうは思えません。

石炭火力や核分裂による原子力発電とか、あんがい100年後も発電の重要な方法として、残っていてその国や地域の状況によって、棲み分けをするような。それは、他の再生可能エネルギーも同じでしょう。石炭とアンモニアを混ぜる混合燃焼とかも、あんがい可能性があると想うんですよね。そうやって、いろんな発電方法に分散することで、安全保障の面からも親亀コケたら皆コケた状態を、避けられますし。劇的な変化を求めない、って大事かも。

どっとはらい( ´ ▽ ` )ﾉ