燃料電池、ガスタービン、蒸気タービンを組み合わせたIGFC実証、第2段階へ：蓄電・発電機器

NEDOは、石炭ガス化燃料電池複合発電（IGFC）とCO2分離・回収を組み合わせた革新的な低炭素石炭火力発電の実現を目指しているが、第2段階としてCO2分離・回収型酸素吹IGCCの実証を開始した。

[長町基，スマートジャパン]

　新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）は、石炭火力発電から排出されるCO2を大幅に削減するため「石炭ガス化燃料電池複合発電（IGFC）実証事業」を推進しているが、第2段階を2016年度から開始する。

　IGFCは石炭をガス化して燃料電池、ガスタービン、蒸気タービンの3種類の発電形態を組み合わせて複合発電を行う発電方式。究極の高効率石炭火力発電技術として注目を集めている。同実証事業では、このIGFCにCO2分離・回収設備を組み合わせた革新的な低炭素石炭火力発電を実現することを目指している。

　NEDOの助成事業としてこのほどスタートした第2段階（事業期間2016〜2020年度）では、酸素吹IGCC実証試験設備とCO2分離・回収設備を組み合わせたCO2分離・回収型酸素吹IGCCの石炭火力システムとしての性能や運用性、信頼性、経済性についての実証を実施する。

　石炭をガス化してガスタービン、蒸気タービンの2種類の発電形態を組み合わせて複合発電を行う発電方式には石炭ガス化炉に酸素を供給する酸素吹方式と空気を供給する空気吹方式がある。CO2分離・回収設備と組み合わせる場合には、酸素吹方式の方が総合効率的に優れているとされる。

　実証事業では酸素吹IGCCにおいて、CO2回収時のエネルギーロスによる発電効率の低下という課題に対し、CO2を90％回収（全量ガス処理）しながらも、現状の微粉炭火力と同等レベルである送電端効率（高位発熱量基準）40％の達成を目指す。事業総額は183億円（補助金ベース）。助成先は中国電力と電源開発との共同出資により設立し、これらの実証試験設備の建設と試験の実施を事業とする大崎クールジェンである（図1）。

図1 石炭ガス化燃料電池複合発電実証事業の概要（クリックで拡大）出典：NEDO

　また、経済産業省直執行として2012〜2015年度に実施した第1段階の酸素吹IGCCの実証については2016年度、経済産業省からNEDOが引き継ぎ、大崎クールジェンが実施主体となって、中国電力の大崎発電所構内に実証試験設備を建設し、2015年度から試運転を開始している。2017年3月には実証運転が開始される予定で、第1段階終了後の2020年頃には、送電端効率（高位発熱量基準）46〜50％（現状40％程度）、CO2排出原単位650グラム／kWh（キロワット時）程度（現状より20％程度削減）の達成を可能とすることにより、酸素吹IGCCの技術確立を目指している。

　今後、第3段階（2018〜2021年度）として、CO2分離・回収型IGCC設備に燃料電池を組み込んだCO2分離・回収型IGFCの実証事業を計画している。その後の大型化および商用機に向けた追加の技術開発、別事業のガスタービン燃料電池複合発電の技術開発などの成果を活用し、2025年頃には大型IGFCの技術を確立し、送電端効率（高位発熱量基準）55％、CO2排出原単位590グラム／kWh程度（現状より30％程度削減）の達成を目標とする。