先行する東京電力の火力発電、熱効率60％級の新設備が相次いで稼働：電力供給サービス（1/2 ページ）

東京電力は12月2日と4日に最先端のガス火力発電設備の試運転を2カ所で開始した。東日本大震災の後に緊急で導入した設備を増強したもので、熱効率を世界最高水準の57〜58％に高めた。今後4年間で合計8基の火力発電設備が営業運転に入る予定で、供給力は400万kW以上も増える見込みだ。

[石田雅也，スマートジャパン]

　日本の電力全体の約3割を販売する東京電力の発電設備は火力が半分以上を占める。火力発電所は全部で15カ所あって、大半が東京湾岸に集中している（図1）。そのうちのひとつ「千葉火力発電所」で、12月4日に新しい発電設備が試運転を開始した。さらに2日前には茨城県の太平洋岸にある「鹿島火力発電所」でも同様の設備が動き出している。

図1　東京電力の発電所とサービス区域。出典：東京電力

　2つの新しい設備はガス火力発電で最先端の「コンバインドサイクル方式」を採用したもので、ガスから電力への変換効率（熱効率）は57〜58％の高水準を発揮する。従来の火力発電と比べて約1.5倍の電力を生み出すことができて、燃料とCO2を3分の2以下に減らすことが可能だ。

コンバインドサイクルに統一する「千葉火力発電所」

　千葉火力発電所では2000年に運転を開始した「1号系列」と「2号系列」の合計7基のほかに、震災後の緊急対策で設置した「3号系列」の3基がある。1号系列と2号系列にもコンバインドサイクル方式を導入して54％の高い熱効率を実現している。

　新たに増強中の3号系列では熱効率が58％まで向上する（図2）。3基で構成する発電設備は試運転を経て2014年4月〜7月に営業運転（正式稼働）を開始する予定だ。発電能力は現行の100万kWから150万kWに拡大する。千葉火力発電所の全体では438万kWになり、再稼働を申請中の「柏崎刈羽原子力発電所」の6号機・7号機の合計271万kWを大きく上回る。

図2　「千葉火力発電所」の設備増強計画。出典：東京電力

日本最大の565万kWになる「鹿島火力発電所」

　もう一方の鹿島火力発電所は1970年代から運転を続ける旧式の発電設備を数多く抱えている。石油を燃料に使う1号機〜6号機の横では、最新のガス火力による「7号系列」が3基の構成で運転中だ。千葉の3号系列と同様に震災後に導入した緊急電源で、コンバインドサイクル方式に移行すると熱効率は57％へ大幅にアップする（図3）。営業運転の開始は2014年5月〜7月を予定している。

　3基の増強が完了すると発電能力は80万kWから125万kWに増えて、既存の石油火力と合わせて565万kWの規模に拡大する。全面稼働後は同じ東京電力の「富津火力発電所」（504万kW）を抜いて、国内最大の発電所になる見通しだ。

図3　「鹿島火力発電所」の設備増強計画。出典：東京電力

コンバインドサイクルで環境負荷も低減

　コンバインドサイクルはガスタービンと蒸気タービンを組み合わせて発電する方式で、千葉と鹿島では既存のガスタービンに新しい蒸気タービンを追加する（図4）。ガスタービンの排熱を回収して蒸気を発生させる仕組みだが、そのために必要な排熱回収ボイラーと合わせて「排煙脱硝装置」を設置する方針だ。この装置で有害な窒素酸化物などを除去する。

図4　コンバインドサイクル方式への設備変更（赤枠内の機器を新設）。出典：東京電力

　それでもCO2を大量に排出する火力発電は、地球温暖化の観点から国際的に問題視する風潮が強まっている。よりいっそう環境負荷を低減するためには、熱効率をもっと高めてCO2排出量を少なくしていく必要がある。すでに熱効率が60％を超える火力発電設備の計画も着々と進んでいる。