第3世代は水素も生かす、3段階で発電するトリプルコンバインド：火力発電の最新技術を学ぶ（4）（2/2 ページ）

水素を使って発電できる燃料電池が火力発電と合体する。10年後の2025年に実用化を目指す第3世代の火力発電は、ガスタービン・蒸気タービン・燃料電池の3種類を組み合わせたトリプルコンバインドサイクルが特徴だ。CO2の排出量は現在の第1世代と比べて2〜3割も減少する。

[石田雅也，スマートジャパン]

IGFCはCO2分離・回収にもつながる

　もう一方の石炭を燃料に使うIGFCでも仕組みは同様だ。第2世代のIGCCでは石炭からガスを精製して、ガスタービンと蒸気タービンの2段階で発電する。第3世代のIGFCになると、精製したガスを燃料電池に取り込んで発電した後にガスタービンで発電する構造に変わる（図5）。

図5　IGFCの発電設備（画像をクリックすると拡大）。出典：資源エネルギー庁（J-POWERの資料をもとに作成）

　現在のところIGFCには課題がいくつかある。その1つは石炭から精製したガスに含まれる塩素などの物質が燃料電池に悪影響を与える可能性があることだ。そうした物質を効率的に除去する必要がある。

　J-POWER（電源開発）が1995年から20年間かけて取り組んだ石炭ガス化の実証プロジェクト「EAGLE」の中で、燃料電池用のガス精製技術を開発している。このプロジェクトでは、石炭をガス化してガスタービンで発電する技術のほかに、発電に伴って排出するCO2を分離・回収する技術についても実証設備で検証した（図6）。

図6　「EAGLE」の実証設備（北九州市）。出典： J-POWER

　さらにEAGLEの成果を受け継いで、次世代の石炭火力発電プロジェクト「大崎クールジェン」が2012年から始まっている。J-POWERが中国電力と共同で、広島県の「大崎発電所」の構内に実証設備を建設中だ。このプロジェクトでは3段階に分けて、最先端の石炭火力発電の技術を実証する計画になっている（図7）。

図7　「大崎クールジェン」の実証事業計画（画像をクリックすると拡大）。出典： 大崎クールジェン

　第1段階は石炭ガス化によるIGCCの実証設備を建設して、第2段階ではCO2を分離・回収してIGCCで再利用する。そして第3段階で燃料電池を組み合わせたトリプルコンバインドサイクルのIGFCの実証に取り組む。2021年までにIGFCの実証設備を完成させて試験を開始する予定だ。政府のロードマップでは2025年をめどにIGFCの技術を確立して実用化に入る。

第5回：「進化するCO2分離・回収法、2030年にコストを4分の1に低減」

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