2020年代に導入できる火力発電技術、タービン1基で高効率に：次世代の火力発電ロードマップ（3）（3/3 ページ）

次世代の火力発電は第1〜第3世代まで進化が続いていく。第1世代の技術は実証フェーズがまもなく終わり、2020年代に商用機の導入が活発に進む。石炭火力とLNG火力ともにタービン1基のシンプルな構成で、第2世代の複合発電方式に近い50％前後の発電効率を低コストで実現できる。

[石田雅也，スマートジャパン]

AHATは太陽光や風力とも相性が良い

　LNG火力を進化させるAHATの技術開発プロジェクトは2017年度に完了する見通しだ。三菱日立パワーシステムズが中心になって実証機を開発中で、2017年度内に試験を実施する予定になっている。順調に行けば石炭火力のA-USCから1年程度の遅れで、AHATを使った大型のLNG火力発電所が運転を開始する。

　AHATの発電設備は従来のガスタービンに加えて、発電後の排ガスから湿分の高い空気を回収して再利用するための設備を導入する必要がある（図6）。高湿分の空気をガスの燃焼器に戻して燃焼効率を向上させるほかに、ガスタービンを回転させるために必要な空気の圧縮機の稼働効率も水を使って改善できる。高湿分の空気でガスを燃焼させることによって、有害な窒素酸化物（NOx）の排出量も少なくなる。

図6　「AHAT」の設備構成（画像をクリックするとコンバインドサイクル方式と比較）。出典：三菱日立パワーシステムズ

　最新のLNG火力で主流のコンバインドサイクル方式と比べると、起動時間などの運用性はAHATのほうが格段に優れている。最大出力に到達するまでの起動時間は2分の1以下で、しかも最低出力を25％まで引き下げることが可能だ（図7）。天候による出力の変動が大きい太陽光発電や風力発電と組み合わせて機動的に運用できる。建設費を含めて経済性の点でもコンバインドサイクルを上回る。

図7　「コンバインドサイクル」と「AHAT」の比較。ST：蒸気タービン、NOx：窒素酸化物、ppm：体積濃度（100万分の1）。出典：三菱日立パワーシステムズ

　電力会社をはじめとする発電事業者は2030年のCO2削減目標に向けて、高効率の火力発電設備を増やすことが急務になっている。次世代の火力発電技術の中で2020年代に運転を開始できる方式としてはAHATとA-USCが最有力だ（図8）。数多くの火力発電所でAHATとA-USCの導入が始まれば、国全体のCO2排出量は着実に減っていく。

図8　次世代火力発電のロードマップにおける「A-USC」と「AHAT」の位置づけ（画像をクリックするとロードマップ全体を表示）。出典：資源エネルギー庁

第4回：「水素が変える未来の火力発電、2030年のCO2排出量を減らす」

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