日本國立研究開發法人新能源產業技術綜合開發機構(NEDO)與大崎CoolGen公司共同推進了結合風煤氣化燃料電池聯合循環發電(IGFC)和二氧化碳分離回收技術的創新型低碳煤炭火力發電實證專案,已於2019年12月25日起動第二階段二氧化碳分離回收型吹氧風煤氣化聯合循環發電(二氧化碳分離回收型吹氧IGCC)的實證試驗。
此次實證試驗假想物件是商用電廠(1500℃級IGCC),目標是從IGCC汽化的所有氣體中分離並回收90%的二氧化碳,同時實施與目前最先進的煤粉火力發電方式等同的40%的送電端效率(高位發熱量標準)。爲此,團隊在吹氧IGCC實證試驗設備中安裝了二氧化碳分離回收設備,將驗證作爲二氧化碳分離回收型吹氧IGCC系統的基本性能及電廠的運轉效率、可靠性和經濟效益等。
今後,二氧化碳分離回收型吹氧IGCC系統確立後,在日本國内外普及該技術將大大削減全球的二氧化碳排放量,以因應地球變暖問題。
圖1:第二階段的二氧化碳分離回收型吹氧IGCC實證試驗的二氧化碳分離回收設備(日本中國電力公司*大崎電廠内)
該實證專案按順序共分三步走:第一階段,吹氧風煤氣化聯合循環發電(吹氧IGCC)實證;第二階段,二氧化碳分離回收型吹氧IGCC實證;第三階段,二氧化碳分離回收型IGFC實證。在日本中國電力公司大崎電廠内建設了實證試驗設備,來驗證系統的基本性能、電廠的運轉效率和可靠性以及經濟效益。在2017年3月起動的第一階段的實證試驗中,170MW規模的實證電廠實施了世界最高水平的40.8%的送電端效率(高位發熱量標準),換算成實用化的商用電廠(1500℃級IGCC)後,預計送電端效率能達到46%左右(高位發熱量標準)。
此次,第二階段的二氧化碳分離回收型吹氧IGCC設施竣工,經過試運轉後於12月25日正式起動實證試驗。第二階段將驗證結合吹氧IGCC實證試驗設備和二氧化碳分離回收設備的二氧化碳分離回收型吹氧IGCC煤炭火力系統的基本性能、電廠的運轉效率和可靠性以及經濟效益。針對二氧化碳回收時能源有效能損失導致發電效率降低的課題,目標是換算成實用化的商用電廠(1500℃級IGCC)後,能從IGCC汽化的所有氣體中分離和回收90%的二氧化碳,同時實施與目前最先進的煤粉火力發電方式同等水平的40%的送電端效率(高位發熱量標準)。
圖2:風煤氣化燃料電池聯合循環發電實證專案的概要
* 日本中國電力公司(The Chugoku Electric Power Co., Inc.),簡稱中電、中國電、EnerGia,是覆蓋日本中國地區5縣(省)及周邊地區的電力公司,前身是1942年開始營業的中國配電株式會社。
文:JST客觀日本編輯部翻譯整理