【理系オタク】

プラゴミ対策

海のゴミとなる廃棄プラスチック問題の解決に貢献しようと日本企業が動きだしたでつ。

水中に漂う微細なプラスチックのゴミ「マイクロプラスチック」の流出調査を始めたでつ。

紙素材によるプラ製品の代替化を提案する部署を立ち上げたほか、すかいらーくが日本の外食大手では初めてプラ製ストローの提供をやめることを決めるなど動きが広がっているでつ。

東京・品川の河口でマイクロプラを調査。

バケツほどの大きさのマイクロプラ収集装置を開発済み。

海や河川に沈め、スクリューを回転させて水をかき集めてマイクロプラを捕捉するでつ。

これまで関東や関西で調査を実施。

水20トンから小瓶が満杯になるほどプラ片が集まることもあったでつ。

マイクロプラのほとんどは陸で廃棄された使い捨てプラが河川から海へ運ばれ、砕けて細かくなったと考えられるでつ。

だけど、発生源について詳しい研究がされないまま対策が議論。

流出場所を特定できれば解決策も考えやすいとのこと。

ミ拾いを支援するITシステムを提供。

海ゴミ対策にも貢献しようと、マイクロプラの調査を始めたでつ。

そもそも、使い捨て製品でのプラの使用削減がマイクロプラ対策。

そこで日本製紙は8月に、プラから紙素材への代替を提案する「紙化ソリューション推進室」を新設。

飲料や食品の紙容器を提供してきた知見を生かし、代替を検討する企業への相談窓口となるでつ。

外食チェーンでは、すかいらーくHDが20年までに国内外3200店すべてでプラ製ストローの提供をやめるでつ。

まずは12月までに日本で展開するファミリーレストラン「ガスト」の1370店で廃止。

海洋ゴミの問題が注目されており、企業として廃プラの削減に取り組むことにしたでつ。

すかいらーくは年1億500万本、その内ガストは最も多い6000万本のプラ製ストローを使用。

米スターバックスコーヒーや米マクドナルドも海外店舗で廃止の方針を打ち出してて、日本の外食大手ですかいらーくが初めてとなるでつ。

欧米では使い捨てプラ製品の廃止に踏み切る企業が増えているでつ。

米マリオット・インターナショナルは、世界6500以上の傘下ホテルで19年7月までにプラ製のストローやマドラーを廃止。

米ヒルトンや英インターコンチネンタルホテルズグループもプラ製ストローを廃止すると発表。

インターコンチネンタルホテル大阪は7月中旬、会員制交流サイト(SNS)で紙製ストローを使用していると公表。

こうした取り組みは、環境対策だけが目的ではない。欧州で資源循環の議論を主導する英エレン・マッカーサー財団によると、1回しか使われないプラ包装材の廃棄量は膨大で、経済価値にすると年800億―1200億ドル(約8兆8800億−13兆3200億円)が捨てられている計算になるでつ。

使い捨てプラの削減は、巨額の損失を回避する経済効果も期待。

マイクロプラスチック=大きさ5ミリメートル以下の微細なプラスチックゴミ。

分解されずに海に漂い、有害物質を吸着する。汚染されたマイクロプラは魚や貝の体内に蓄積されるため、生態系への悪影響が懸念されるでつ。

環境省の調査で、日本周辺海域では北太平洋の16倍のマイクロプラが確認。

「水素基本戦略」 本格始動

政府が進める水素基本戦略が具体的に動き始めたでつ。

4月には豪州で「褐炭水素サプライチェーン・プロジェクト」の公式式典を実施。

8月には福島県で、水素を製造・貯蔵する施設「福島水素エネルギー研究フィールド」の建設に着手。

水素はエネルギー安全保障の確保と温室効果ガスの排出削減を両立する有力な資源として注目。

政府は水素の供給体制の確立と需要の創出に向けて活動を本格化。

褐炭水素サプライチェーン・プロジェクトは、豪州の未利用エネルギーである褐炭から水素を製造し、日本に輸送して利用する計画。

2017年末に策定された水素基本戦略の骨格の一つで、安価な褐炭を用いることで低コスト化を図るのが狙い。

経済産業省・資源エネルギー庁が政策を主導でつなぁ~

4月には水素製造プラントの着工に向け、豪ビクトリア州にある採炭場で公式式典を開いたでつ。

プロジェクトの成功に向け、緊密に連携することを確認。

豪州で採炭して褐炭をガス化し、液化水素船で日本に輸送して貯蔵・利用するサプライチェーンを構築していく方針。

同州にある採炭場は、そのサプライチェーンの出発点となるでつ。

日本政府は地球温暖化対策の国際枠組み「パリ協定」を踏まえ、水素を再生可能エネルギーと並ぶ新たなエネルギーの選択肢として位置付。

一方で他のエネルギー源に比べてコストが高く、普及を阻んでいるという問題があるでつ。

そこで「供給」サイドの取り組みとして、褐炭など安価な原料から大量に水素を製造・輸送するサプライチェーンを築こうとしてるでつ。

現在、燃料電池車(FCV)向け水素ステーションの価格は、1ノルマル立方メートル当たり100円程度。

だけど将来はガソリン車のような利用を想定し、20円程度まで引き下げる方針。

また水素発電の発電単価については、50年に液化天然ガス(LNG)火力発電と同等の1キロワット時当たり12円に引き下げる目標を盛り込んだでつ。

供給サイドの政策では、新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)などが福島県浪江町に建設する福島水素エネルギー研究フィールドのプロジェクトも本格的に始動。

この施設は再生可能エネルギーの余剰電力から水素を製造・貯蔵する「パワー・ツー・ガス」の施設であり、1万キロワット級という世界最大級の設備を備えるでつ。

製造した水素は20年の東京五輪・パラリンピックに向けて、都内で走るFCVバスなどに供給する見通し。

近年、太陽光発電や風力発電など再生可能エネルギーの導入が拡大する半面、電力系統の需給バランスが崩れる問題が浮上。

この再生可能エネルギーと福島県の水素製造システムを組み合わせることで、余剰電力を水素に置換し貯蔵することが可能。

しかも製造プロセスにおいて、一貫して二酸化炭素(CO2)を排出しないCO2フリーを実現。

加えて、東日本大震災からの復興という意味合いもあるでつ。

施設の水素製造量は毎時1200ノルマル立方メートルで、20年7月に稼働する予定。

1日の水素製造量で、一般家庭約150世帯に電力を供給でき、FCVの燃料なら約560台分に相当。

今夏に改定した国の「エネルギー基本計画」では、再生可能エネルギーを自立した主力電源にする方針を盛り込んだでつ。

施設が稼働すれば「余剰電力を無駄なく蓄えることが可能になり、自立した主力電源化の実現に一歩近づく」と効果を説明。

一方、「需要」サイドもプロジェクトが着々と進んでいるでつ。

利用量を増やすには、FCVの普及が欠かせないでつ。

そこで2月、トヨタ自動車など官民が協力し水素ステーションの本格整備に向けた新会社「日本水素ステーションネットワーク」を設立。

国の補助金などを活用して建設・運営費用を低減し21年度までに80カ所の水素ステーションを整備。

全国でFCVを使える環境を整備し、需要の最大化を図るでつなぁ~

一方、政府は水素の利活用に向け、国際的なネットワークの構築も進めているでつ。

10月には経産省が、水素に関心のある国の閣僚や企業を集めて水素の利活用を議論する「水素閣僚会議」を開くでつ。

政府関係者や水素関連企業が参加し講演やパネル討論会を行う予定で、技術的には日本がかなり先行している。日本が先導する形で水素に関するグローバルなビジョンを各国と共有したいでつなぁ~

水素を低コストかつ大量に利用する社会を実現するには、まだ多くの課題を有しているでつ。

ただ国際的な供給網など、少しずつ目に見える形で具体化しているのも事実。

水素分野では世界各国から先行しているだけに、引き続き官民連携を強めて国際競争力を高め、世界に先駆けて水素社会を実現する必要があるでつ。

福島第1ルポ 凍土壁に一定の効果、台風など不安も

東京電力が福島第1原子力発電所の汚染水削減の切り札として地中に設けた氷の壁「凍土壁」の全面凍結を始めてから約1年がたつでつ。

汚染水はひところに比べ減り雨水対策も進んだでつ。

損傷の激しい3号機では使用済み核燃料の取り出しに備えて屋根カバーが完成し、機器の点検を続けているでつ

7月下旬、敷地に入り進捗状況を見たでつ。

熱中症を防ぐため、冷却剤を4つ入れたクールベストを身につけ万全を期したでつ

それでもフィルター入りの半面マスクを装着し、手袋を三重に、靴下を二重に身につけて歩き回るとじわりと汗が出て体が重くなったでつ

「この穴をのぞいてみて下さい」、4号機の西側にある直径約1.5メートルの穴を東電の担当者が指さしたでつ

深さ約2.5メートル、底の方に50センチメートルほど水がたまっていたでつ

山側から流れてくる地下水。

11メートルほど4号機に近づいたところにもう一つ同じような穴があるでつ

こちらには水はなく、底の方に土が見えたでつ

実は、これら2つの穴の間に凍土壁が設けられているでつ

1~4号機を取り囲むように土の中につくった氷の壁。

セ氏零下約30度の冷却剤をパイプに流し凍らせているでつ

2014年6月に着工、16年3月以降、まず海側を凍らせて様子を見た後、原子力規制委員会のゴーサインを得て17年8月に最後まで残っていた山側部分も凍結を始めたでつ

経産省の委員会は18年3月、凍結が完了したと認めたでつ

地下水以外で無視できないのは雨水の流入。

斜面に雨水がしみこまないよう表面処理をするフェーシングは進んだが、隙間から雑草が茂りだしており、手入れしないと割れ目ができる可能性があるでつ

原子炉に降った雨が建屋に入り、汚染水となるのも避けられないでつ

すべてを覆うのは不可能で、大雨のたびに汚染水の増加を心配しなければならないでつ

福島第1原発で18年度のもっとも大きな作業の1つは、3号機の使用済み核燃料の取り出し。

水素爆発で上半分が吹き飛んだ原子炉建屋に沿って頑丈な骨組みを設け、屋上部を覆うかまぼこ形の屋根カバーを設置し終えて、その内部に入ったでつ

原子炉建屋には地下水や雨水が流れ込み、溶け落ちた核燃料であるデブリや放射性物質が付着した構造物、機材に触れて汚染水となって出ていくでつ

浄化設備「ALPS」を通すが、放射性トリチウムが残るためタンクに貯蔵。

タンクは計約900基に達し、限界に近づいているでつ

凍土壁は汚染水を減らす目的で約345億円をかけて建設。

専門家からは「効果は期待できないのではないか」との声があがり、当初は汚染水がどれだけ減っているのかはっきりしなかったでつ

大雨が降ると汚染水は増え、批判を受けたでつ

東電などは汚染水の削減効果は1日あたり約95トンと推定。

巨額投資に見合うのか依然として議論が分かれるでつ

そこで、地下水の遮断効果を「見える化」しようと今春、観測用の穴を開けたでつ

これを見た限り地下水はせき止められているよう。

ただ、全長約1.5キロメートルの凍土壁全体がしっかり機能し、台風による大雨などで地下水が急増しても耐えられるかはわからないでつ

氷が成長し膨張しすぎると周囲の構造物に力がかかり、破損の恐れも出るため微妙な調節が必要であるなど課題は多いでつ

3号機原子炉建屋は10階建てビル程度の約30メートルの高さがあるでつ

毎分20メートルのゆっくりした速度の専用エレベーターで屋上部のオペレーティング・フロアに着くと、目の前に巨大なつり上げクレーンがあったでつ

使用済み核燃料の集合体をカギのようなもので引っかける道具、キャスクと呼ばれる収納容器の蓋の開閉器具などが、いつでも使えるよう配置。

真ん中へ進み柵越しに下をのぞくと水面が見えたでつ

使用済み核燃料が入ったプール。

水は比較的澄んでいるが土砂や小さながれきがあり、核燃料は見えないでつ

ほんの数分で、被曝(ひばく)した累積線量の数値が0.02ミリシーベルトほど上がったでつ

水面からではなく、周囲に付着した放射性物質のせい。

「降りましょう。これ以上浴びると見学を続けられない」と促され、その場を後にしたでつ

オペレーティング・フロアのクレーンなどには多数のカメラが付いているでつ

高線量で現場作業は制限されるため、燃料をつかみ、持ち上げ、移動し、下ろすなどの一連の工程をカメラを通して遠隔操作で実施。

練習用の模擬燃料もあるでつ

5月にクレーンの制御盤でショートによる損傷がみつかったため補修。

11月の運用開始をめざすが、8月に入り燃料を取り扱う装置の異常を知らせる警報が鳴るなど、作業は遅れ気味。

将来のデブリの取り出しは、これよりもはるかに難作業。

デブリはより高濃度の放射能を帯び、形状や分布もはっきりしないでつ

2、3号機の内部でデブリと見られるものをロボットに備え付けたカメラがとらえたが、ほんの一部を見たのにすぎないでつ

敷地内の高台に上がると、2号機の壁に穴を開け中を調べるために設けた「前室」の階段を数人の作業者らが駆け下りるのが見えたでつ

「あそこは線量が高いから装備をしっかりしても、短時間しかいられない」と担当者が説明。

18年度中にも、この前室を使って格納容器内のデブリにロボットで触れる調査に着手し、19年度にはサンプルの取り出しも計画するでつが、危険を伴う作業となるでつ

 現行計画では19年度内にデブリの取り出し工法を確定し、21年に撤去を始めるでつ

その日へ向けて約4000人が着々と仕事をこなすでつ

ここ数年で作業環境が大きく改善したとはいえ、複雑でなお危険を伴う現場を目の当たりにすると、安全かつ効率的にデブリをなくすまでの道のりは長く険しいことを実感でつなぁ~

「ニュートリノ」放出する新天体 南極の施設で観測

素粒子「ニュートリノ」は常に地球に飛来。

宇宙のどこで発生しているのか全く分かっていなかったでつが、日本を含む国際共同研究チームが最近、巨大なブラックホールをもつ極めて遠い銀河で発生していたことを突き止めたでつ。

目に見えない素粒子で、見えないブラックホールなどを探る、新しい天文学における画期的な成果でつ。

ニュートリノを放出している天体を突き止めた成果は7月、米科学誌「サイエンス」に掲載されたでつ。

きっかけは南極大陸の厚い氷の中で生じた発光。

南極点近くにある、ニュートリノが氷に衝突したときに出る光を観測する施設「アイスキューブ」のセンサーが検知し、知らせは43秒後、携帯電話に届いたでつ。

この通報システムの開発で中心的な役割を果たしたでつ。

すぐに広島大学や東京大学などの国内の天体観測の研究者に連絡し、センサーの情報をもとに観測を始めるよう協力を呼びかけたでつ

ほどなくオリオン座の腕の部分のやや下のあたりで輝きが増している、40億光年先にある銀河を見つけたでつ。

02年のノーベル物理学賞の対象となった小柴昌俊東大特別栄誉教授らが観測したニュートリノは超新星の爆発で発生し、その距離は地球から約16万光年。

今回の発生源は桁外れに遠い。

そこにこの発見の意義があるでつ。

これまでに分かっているニュートリノの発生源は3つ。

1つは太陽。

中心部の核融合反応で生まれている。太陽と同じ恒星ならニュートリノを放出していると考えられているでつ

2つめは地球で、地下深部にある放射性元素が崩壊する際に生み出されるでつ

そして3つめが超新星爆発で、太陽よりも大きな星が寿命を迎えて起こすでつ

強い光とともに膨大な量のニュートリノを放出するでつ

ただしこれらニュートリノのエネルギーは比較的低いでつ

一方、地球に降り注ぐニュートリノの中には、極めてまれにしか検出できないでつが、もっとエネルギーの高いタイプがあるでつ

その発生源がやっと一つ判明し、その場所もほぼ確定できたでつ

南極の巨大な氷を受け皿として利用するアイスキューブはエネルギーの高いニュートリノの観測をねらい10年に完成し、稼働を始めたでつ

世界の研究者に光の検出を素早く連絡する通信システムも16年に利用を始め、これまでに約10件、発光を検出。

そのエネルギーは低いタイプに比べ1億倍以上だったが、発生源を突き止めるまでには至らなかったでつ

17年の発光信号はニュートリノの進行方向が詳しく分かり、「天体を突き止められる可能性が高い」と直感したでつ

超高エネルギーのニュートリノを放出している銀河はどんな天体なのか。

この銀河の中心には推定で太陽の1億倍以上の重さの巨大なブラックホールがあり、その周辺から超高温高密度のガスがジェットのように噴出していることがこれまでの観測で知られているでつ

このジェットの勢いが活発になって輝きが増したと推測し、他の観測データも調べたでつ

米国の衛星「フェルミ宇宙望遠鏡」と国際協力で運営する「マジック望遠鏡」(スペイン領ラ・パルマ島)の観測から放射線の一種、ガンマ線の放出量が目立って増え、エネルギーの高いガンマ線が飛来していることが判明。

これらは巨大ブラックホール近くのジェットがニュートリノを放出する源である証拠でもあり、観測の信ぴょう性を高めたでつ

この巨大ブラックホールの観測は、地球に降り注いでいる陽子などからなる宇宙線の起源を探る研究にも新たな手がかりを与えてくれるでつ

宇宙線は約100年前の発見以来、どこで誕生しているのか探索が続くでつ

エネルギーが低い成分は銀河系内で発生していることは分かってきたが、エネルギーが高い成分の起源は不明なまま。

天文学における大きな謎でもあるでつ。

40億光年先のブラックホールは高エネルギーのガンマ線も放出し、宇宙線の発生源と考えていいでつ

 

高エネルギーのニュートリノ観測は、天文学に新たな領域を切り開きそうでつ。

ネットワークで宇宙の謎が解き明かされていくでつなぁ~

貯蔵が…

核燃料の一番の課題でつなぁ~

敦賀に水素ステーション 市と供給網構築

水素のサプライチェーンを構築する基本協定を結んだと発表。

2021年度末にかけて、水を電気分解して水素を取り出す東芝エネルギーシステムズ製の設備を使い、地方分散型の水素ステーションの運用を進めるでつ。

最近では日立製作所も水素を配達する実証事業を始めるなど、水素サプライチェーンに関する取り組みが広がりつつあるでつ

簡易な水素製造装置「H2Oneステーションユニット」を開発し、運用実験に初めて使うでつ

近接の太陽光発電から調達する電気を運転に利用。

燃料電池車(FCV)の利用を1日当たり8台程度想定し、水素を急速充填できるのが特徴。

すでに運用実績がある電力や熱の供給装置「H2One」とセットにして、地方都市で水素の多角的な利用を実証。

敦賀市は「調和型水素社会形成計画」の策定を進めている。今回の運用実験初年度に、9900万円の補助金を出すでつ

一方、日立製作所は丸紅、みやぎ生活協同組合(仙台市泉区)、宮城県富谷市の4者で、みやぎ生協のトラックを使って水素を配達する実証事業を始めたでつ

みやぎ生協の物流センターにある太陽光パネルの電気を使い、水素製造装置を稼働させて水素をつくるでつ

水素は吸蔵合金内蔵のカセットにため、みやぎ生協が配達品と一緒に家庭3軒、店舗、児童クラブへ運ぶ。家庭などはカセットを燃料電池にセットし、水素を取り出して発電や給湯に使うでつ

4者は水素の輸送に既存配達網を使えることを証明し、地域で作った水素を地域で消費できるサプライチェーンを構築

鉄道総研、超電導電線で省エネ効果

鉄道総合技術研究所は電気抵抗がゼロになる「超電導ケーブル」を使い、東京都内のJR中央線で鉄道車両に送電する実験に成功。

400メートル超の区間で従来の銅ケーブルを置き換えたところ、消費電力を抑える効果を確認。

鉄道運行の省エネ化につながる。実際の環境に近い条件で大電流を流せたことで、数年後を目指している実用化へ道筋をつけたでつ。

超電導ケーブルは、特殊な金属で作った電線を液体窒素で極めて低い温度に冷やすことで、電気抵抗をゼロにする。現在の鉄道では銅をケーブルの素材に使っているが、電力損失が大きい。

超電導に置き換えれば、鉄道運行にかかる全体の消費電力を約5%減らすことが期待できるでつ。

中央線に隣接する東京都日野市内の専用施設内で実験。

終電後の夜間に、408メートルの区間を超電導ケーブルに置き換えたでつ。

線路上で停止している10両編成の列車10本に実際に電気を送り、車内の空調や照明などを動かしたでつ。

解析した結果、通常に比べて消費電力を減らせたでつ。

電車を走らせるには一定以上の電圧を維持する必要があるが、超電導ケーブルを使うと、電圧はほぼ下がらなくなったでつ。

従来は電圧の低下が9ボルトを超えていたでつ。

超電導の採用で、電圧を保つために数キロメートル間隔で設置している変電所の数を減らせる可能性。

 

今後は超電導ケーブルで送電し、列車を走らせる実験をするでつ。

ケーブルを長くした場合の効果も検証。

ケーブルを冷やす装置なども改良し、省エネ効率を高めるでつ。

あえて石炭火力!高効率発電に活路

世界的な環境意識の高まりから石炭への逆風が強まる中、あえて最新鋭の石炭火力発電機器向け製造設備を新設。

米ゼネラル・エレクトリック(GE)や独シーメンスといったライバルが軒並み石炭から天然ガスへと軸足を移しているのに対し、逆張りに打って出た背景には、残存者利益を狙うしたたかな戦略でつなぁ~

 

香焼工場(長崎市)で高さ約70メートルの巨大な圧力容器の一部がクレーンで持ち上げられると、大きな拍手が起こったでつ。

容器は船で東京電力ホールディングスなどが運営する勿来発電所(福島県いわき市)に出荷。

勿来は石炭ガス化複合発電(IGCC)と呼ばれる次世代石炭火力発電所。

炉に微粉の石炭と空気か酸素を吹き込みガスを発生、燃焼器でそのガスを燃やしてタービンを動かす仕組み。

排熱を回収してできる蒸気でもタービンを回すため、発電効率は40~50%と一般的な石炭火力にくらべ10ポイント程度高く、二酸化炭素(CO2)排出量も2割抑えられるでつ。

これまでは長崎市内の複数の工場で分散して製造していたでつが、2017年6月、香焼工場に圧力容器を一貫生産できる設備を完成。

IGCCの建設コストは10億ワット級で4千億~5千億円。

通常の石炭火力よりも3割程度高いが、一貫生産体制にすることで工期を数十%短くし、製造コストも抑えられるでつ。

「他のエネルギーとも十分に競争できる水準になりつつある」。

石炭に対する風当たりは強い。

15年度に約100ギガ(ギガは10億)ワットだった石炭火力新設の世界需要は16年度に3分の1へと急減。

19年度以降はさらに減り、15ギガワット前後にとどまるとみられているでつ。

保険大手の仏アクサなど機関投資家が相次いで石炭火力からの投資撤退を表明してて、計画が白紙化するケースも少なくないでつ。

苦しい状況にも関わらずあえて石炭火力に注力するのはそれでもビジネスチャンスがあると考えるからでつなぁ~

売上高全体の6割、約6000億円を石炭火力が占め、特に東南アジアでは強固な営業網を持つでつ。

石炭関連の売上高がガスの10分の1程度と低いライバルのGEとは対照的。

17年の石炭ボイラー受注額シェアでも26%と首位で、GEに対し3倍の差をつけるけど…

特に最新鋭のIGCCでは、空気を注入するタイプ、酸素方式と異なる技術を持っていたことから「すべての技術を持つ唯一の企業」という好位置にあるyぴに思われるけど空気だけというのはウソだから結局酸素炊きにはかわりないんだけど…

まぁ~飛ばない飛行機作ってるから本業でPRしないとってとこだけどウソのPRはいかんでつなぁ~

石炭ガス化は両方とも石炭ガス化でプロセスも全く同じでつなぁ~

世界的に脱石炭の動きが広がっても、インドや東南アジア、東欧など石炭産出国では自国石炭を有効活用したいというニーズはあるでつなぁ~現状では国内2件の受注しか決まってないでつが、タイ、ポーランドで事業調査に着手しており、積極投資の結果、受注残を積み上げられる公算が大きくなっているでつ。

ちゅうか国内は高くてIGCCは無理でつなぁ~

20年度に火力発電設備中心とした「パワー部門」で1兆8千億円の受注を目指しているでつ。

これは17年度実績比25%増にあたり、石炭がけん引役を担っているでつがあまくないでつなぁ~

競合他社がガスシフトを進めてて、現場からは「石炭の需要全体は下がったがライバルが減り営業がしやすくなった」との声も漏れるでつなぁ~。

株式市場の格言にある「総悲観は買い」を地で行くんだけど…

落ち穂拾いの先に果実は転がっているのかなぁ~

まぁ~戦力を石炭しかみえてないようじゃ~無理でつなぁ~

 

 

メガワット規模の電力貯蔵システム、NAS電池

大容量の電力貯蔵システムを実用化しました。メガワット規模の電力を安定して貯蔵できるNAS電池システムは様々な用途で使用できるため全世界で設置が進められています。

 「NAS電池は大容量、長寿命、高エネルギー密度が特徴で鉛電池の約1/3のコンパクトなシステムで長期的に電力供給が可能です。」

 「世界で初めて実用化されたメガワット級の大型蓄電池で正極に硫黄、負極にナトリウムを用いまして電解質にベータアルミナという特殊なセラミックスを用いております。」

NAS電池はピークカットや非常電源、瞬低対策、再生可能エネルギー安定化などの機能を備えており、スマート社会に向けた電池としても注目を集めています。

 「いままで納入したNAS電池は夜の電気を充電して昼に放電する事でピークをカットするような用途が多かったのですが、最近では太陽光や風力発電が普及していることでそのような余剰電力を充電して夜に放電するような用途も出てきております。」

 「その他でも、私が携わった製薬会社様では夏の雷による瞬時電圧低下対策や震災時に使えるBCP電源を探していらっしゃいました、そのような用途でもNAS電池をお使いいただいております。」

ピーク対策や、再生可能エネルギーの活用促進、災害時の電力安定供給などでNAS電池は採用されており、全世界で約190ヵ所の運用実績があります。近年では、海外の電力会社による系統問題のソリューションとしての需要も増えており、今後も国内外の多様なニーズに応えていきます

IHI、福島に水素研究所 復興計画と連携

IHIは福島県相馬市に水素関連の研究開発拠点を建設。

2019年半ばに稼働する見通し。投資額は明らかにしていないでつ。

10人程度が常駐する予定。

国内外の研究機関や企業と共同で実施するオープンイノベーション施設とし、交流人口を増やして地域活性化にもつなげるでつ

国や地域の復興計画と連携して進めているスマートコミュニティー事業の一環。

地域資源を活用した低炭素な水素サプライチェーン構築の事業化を目指すでつ

IHIが相馬中核工業団地内で展開する「そうまIHIグリーンエネルギーセンター(面積5万4000平方メートル)」の一画に2階建ての研究所を新設

横浜事業所(横浜市磯子区)から水素関連の研究設備を一部移設。

水素の効率的製造技術や水素キャリアへの変換・利用技術などを研究する見込み。

4月に開所した同センターでは太陽光発電による電力を相馬市の下水処理場に送るとともに、余剰電力を水電解装置で水素や熱に転換し、有効利用していく「二酸化炭素(CO2)フリーの循環型地域社会」に向けた研究を進めているでつ

今後、自治体と協議を進め、製造・貯蔵した水素や酸素を地域のハウス栽培や水産などに利用する研究なども検討。

水素エネルギーを身近な存在にするため、地域の小中学校と連携した体験学習も想定。

IHIは内閣府総合科学技術・イノベーション会議の戦略的イノベーション創造プログラム(SIP)の一環でアンモニアを燃料とした燃料電池システムを研究中で、こうした研究開発にも新拠点を活用する見込み。

バルブは…

プラントで重要な位置にあるけど意外と知らないとこあるので、勉強でつなぁ~

欧州に学ぶ再生エネ、限りある「送電網」賢く使う

欧州で再生可能エネルギーの導入が加速。

政府主導で導入目標を高く掲げ、天候に左右されやすく発電量が不安定な再生エネの課題解決に向けて送電網の運用や蓄電池の設置を進めてるでつ。

いち早く「再生エネ急増時代」を迎えた欧州が官民を上げて理想を追う姿から、日本が歩むべき道のヒントを探るでつ。

アイルランドの首都ダブリンから車で約1時間の内陸部、オファリー州。1100ヘクタールの土地に約30基の風車が連なるマウントルーカス風力発電所があるでつ

「ぶーん」とうなるような音が響くでつ

総発電量は84メガ(メガは100万)ワットと4万世帯以上の電力供給をまかなうでつ

発電所を運営するボード・ナ・モナ社はもともと泥炭ビジネスを主力としていたでつが、2014年に広大な泥炭地の一部を風力発電所に変貌させたでつ

担当者は「環境への配慮の必要性に迫られてシフトした」と話すでつ

泥炭の輸送列車が風車の間を横切る光景が象徴的。

変貌の背景にあるのは、「欧州連合(EU)が09年に打ち出した再生可能エネルギーの普及目標がある」(欧州の政府関係者)。

20年までにEU全体の電力量の20%を再エネでまかなう目標を設定。

加盟国には進捗状況の報告を義務付けたでつ

すでに20%を超え、さらに高い目標を掲げるでつ

これを受けて11年ごろをピークに再生エネへの投資が伸びたでつ

特に風に恵まれた英スコットランド地方や島国アイルランドなどで風力発電が急増。

再生エネの発電量が急速に増えたため、送電線の空き容量が不足する問題に直面。

そこで英国政府が解決策として打ち出したのが「コネクトアンドマネージ」と呼ぶ制度。

発電量が多すぎる場合に風力などの出力を抑えてもらい、送電する仕組み。

従来は送電線の工事を完了するまで再生エネの送電ができず、普及を阻む壁。

送電線の増強を終えるまでの時間稼ぎでもあるでつが、再生エネを新たに接続するまでの期間が従来に比べて5分の1ほどに短縮。

送電網の管理をしやすくする仕組みも広がるでつ

ロンドンなどで送配電を担うUKパワーネットワークス社は、送電線の空き容量がひと目で分かる地図を作製。

同社の送電網事業責任者は「風や日射条件の良いところに新設が集中しがち。

分散させて工事コストを下げたい」と解説。

発電量の不安定さも再生エネでは大きな課題。

特にアイルランドは風力が電源構成の約20%を占めるうえ、島国のため国外と電力を融通できる量がEUのほかの国と比べて少ない。

そこで期待されるのが、送電網に蓄電池や電気自動車(EV)を接続して電気を出し入れするシステムでつ。

オファリー州にある風力発電所の近隣では、鉛蓄電池とフライホイールと呼ぶ回転盤の双方を組み合わせた蓄電システムの実証が進む。

192個の蓄電池が建物内にずらり。

端を見ると送電線とつながっているでつ。

新興企業のショウングラッドエナジー社や大学なども参加し、実際に送電網に総容量約600キロワット時の蓄電池を接続。

 

英国でも電気自動車(EV)を送電網につないで電気を出し入れする大規模な実証実験が今秋にも動き出す。

英政府の研究助成機関「イノベートUK」などが総額700万ポンド(10億4千万円)を拠出し、電力会社などがコンソーシアムを発足。

実験ではピーク時間を避けてEVを充電したり、電力不足の時には逆に送電網に電気を送ったりできるか確かめるでつ。

参加する一般家庭はEVを接続しておくだけで収入が得られるでつ。

「EVはエネルギーを貯蓄する重要なプレーヤーになる」と期待でつなぁ~

日本政府は3日に閣議決定したエネルギー基本計画で、太陽光や風力などの再生可能エネルギーを「主力」にすると初めて位置づけたでつ。

現状では電源構成の15%程度の再生エネを2030年に22~24%まで増やす数値目標を掲げるでつ

 再生エネの主力化で求められるのは、送電線の容量確保。

経済産業省は18年度に英国などの制度を参考に「日本版コネクトアンドマネージ」を導入。

当面は緊急時に備えて空いている予備の送電枠を開放。

 

長期的には送電線の増設も欠かせないでつ

ただ増設には1キロメートルあたり10億円近くかかるでつ

増設が最低限で済むよう、発電所の立地を分散させるなどの工夫が必要。

すでに日本では太陽光発電などの固定価格買い取り制度(FIT)などで約2兆円の国民負担があるでつ。

経産省幹部は「FITに加えてさらに増える負担が国民に受け入れられるのか」と悩むでつ。

一方、欧州は再生エネ導入の負担を受け入れる風土があるよう。

コネクトアンドマネージを導入した英国やドイツは出力抑制によって電力事業者が失った逸失利益を補償しているでつ。

ドイツでは15年の補償額が3億ユーロ(390億円)を超えたでつ。

欧州の関係者は「コストとのトレードオフを一定程度受け入れる」と語るでつ。

将来的な利益のためには当面のコスト負担もいとわない決断。

欧州の思い切りにも学ぶべきところたくさんあるでつ。

システム情報学術

講演会も長くいってないなぁ~

酸素を作るには…

酸素を製造するには、冷却して沸点の違いでそれぞれの気体を分離するでつ。

原料となる空気だからコストがかかりないけど、原料空気を酸素・窒素・アルゴンに分離するためには仕掛け(装置)とエネルギー(液化エネルギー)が必要。

この液化エネルギーを得るために空気を圧縮する(空気は圧縮して昇圧することにより 液化しやすくなり、後に説明する深冷分離では、その分離方法から空気を昇圧する必要がある)のでつが、 酸素工場では空気を圧縮するために大型の圧縮機が使われており、多くの電力を消費するでつ。

酸素・窒素を大量にまた効率よく製造することができるため酸素・窒素の製造方法の主流となっている、深冷分離でつが、まず、物質には気体、液体および固体の三態があるでつが、このうち液体が気体となる温度を沸点というでつ(気体が液体となる温度も同様に沸点)。

空気中の酸素・窒素・アルゴンの常圧における沸点は、温度(沸点)まで冷却されると各成分は液化。

深冷分離とは、このような空気中の酸素・窒素・アルゴンの沸点の違いを利用して分離する方法。

具体的な製造方法としては、まず原料空気を(1)フィルターから吸込み、(2)圧縮機で約0.5MPaまで圧縮。圧縮した空気は80℃程度になるため、(3)水洗冷却塔で約10℃まで冷却。

その後、(4)吸着器にて低温で固化する水分ならびに二酸化炭素を吸着除去し、(5)分離機に導入した原料空気を熱交換器で-200℃近くまで冷却した後、精留塔に導入し、各ガスの沸点の差を利用して分離。

この時、低沸点成分(蒸発しやすい成分)の窒素は精留塔の上部(ガス側)から、高沸点成分(蒸発し難い成分)の酸素は下部(液側)から採取。

従って、深冷分離による酸素の製造においては、化学工場のような化学反応や燃焼等は一切なく、ガスの圧縮および冷却等といった物理操作のみで製品ガスを製造しており、非常に安全な製造方法。

水の電気分解による酸素の製造もあるでつ。

だけど、水の電気分解ではコストが高くなり、また大量に酸素を生産することができないでつ。

 

これに対し、深冷分離では酸素・窒素・アルゴンの併産が可能であり、また大量生産に対応できるため、酸素を大量に消費する製鉄所や化学工業等では、空気から酸素を生産する方法が採られているでつ。

酸素およびアルゴンについては、大半を製品として採取するでつが、窒素に関しては高純度の窒素を製品として採取し、低純度の窒素を排ガスとして精留塔の圧力調整などのため大気に放出。

排ガスの一部は、(4)吸着器が吸着した水分・CO2を大気に放出するためにも使用。

構外から見える高く四角い箱を一般的にコールド・ボックス(以下「CB」という)と言います。このCBは鋼板製で内部には精留塔、熱交換器および配管等が収められて、精留塔、熱交換器および配管等は-200℃近い低温であり、大気からの侵入熱があると精留操作が阻害されるでつ。

そのため、侵入熱を防止する目的でCBには大量の断熱材が充填されており、内部機器の低温を保っているでつ。

簡単に言えば、一般的に使われているクーラーボックスのようなもの。

発泡スチロール製のクーラーボックスに氷を入れ、魚などを冷やして活きが良いまま輸送する場合の『氷と魚』がCB内の『低温の精留塔や熱交換器』にあたり、充填されている『断熱材』が冷たい氷を外気で溶かさないための「発泡スチロール」と同じ役割。

ただし、CBに充填されている断熱材は粉末状なので、発泡スチロールのようにそれだけで容器を形成できないため、鋼板製の外槽が必要。

また、白色には太陽光を反射する効果があることは一般的にも知られているでつが、この効果を利用してより断熱効果を得るためにCBは白く塗装。

また、酸素工場には、製造した製品液化酸素・窒素・アルゴンを貯蔵する低温貯槽が設置されていますが、この貯槽もCBと同様に断熱材等によって保冷されており、その外槽も白く塗装。

他には、空気から酸素を製造する方法としては深冷分離の他に、吸着分離や膜分離があるでつ。

吸着分離はゼオライト系吸着剤のガスに対する吸着特性の違い(加圧で窒素を吸着、減圧で窒素を脱着・排気)を利用して、2筒式の吸着筒を加圧と減圧の操作(圧力変動)を交互に繰返しながら酸素を分離。

膜分離は膜の透過速度がガスによって異なることを利用して分離するもので、透過速度が速い酸素と遅い窒素を分離。

どちらの分離方法も、深冷分離と異なり常温で分離を行うため、高圧ガス保安法の規制対象外であり、また構成機器も深冷分離と比べて少なく、装置をコンパクトにでき、その結果低コストで酸素を製造することができるでつ。

だけど、どちらも高純度の酸素を大量に生産できないため、高純度を必要としない電気炉、ゴミ処理等の中規模ユーザーで使用。

物流は…

ネットショッピングとかでストックするとかの確保とか自動化等で、ダイフクとかは大忙しでつなぁ~

木造は…

高層となると強度とかいろいろあるけど、そこは技術の進歩でなんとかってとこでつなぁ~

CO2を有効利用 燃料や化学原料に

化石燃料を燃やすと発生する二酸化炭素(CO2)は、地球温暖化の原因となり厄介者扱いされているでつ。

だけど、うまく変換すれば、化学品の原料や燃料電池向けの燃料などとして活用できるでつ。

CO2は安定な物質で変換はなかなか難しかったでつが、有望な方法が最近相次いで登場。

科学者らは将来、二酸化炭素を生かす社会を実現できると展望してるでつ。

CO2を原料にしている最も理想的な反応は、植物の光合成。

太陽光を受けて水とCO2から酸素と糖を作るでつ

この反応をまねる「人工光合成」は科学者の夢。

実現はまだ難しいでつが、期待を抱かせる成果が出てるでつ

新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)の事業で試作した、メタノールを合成する小型プラント。

光触媒で水を分解して発生させた水素とCO2を原料にしてるでつ

糖の代わりにメタノールを作るでつ

収率は最大で9割に…

このメタノールからエチレンやプロピレンなどの化学原料を合成する技術も開発。

従来、合成反応と同時に発生する高温の水蒸気が触媒を劣化させる問題があったでつ

研究では、「常識を覆す不死身の触媒を開発、メタノールを生かす道を切り開けた」と解説。

またCO2を原料として生かす方法に、人工ダイヤモンドの電極を使う方法を研究。

微量のホウ素を加えて化学反応を起こしやすくしたのが特色で、この電極を取り付けた装置にCO2を溶かした水を流し込むと、水の中の水素とCO2が結合してギ酸ができるでつ

余剰電力の活用法になるとみて東北電力が協力

金属電極にはみられない面白い反応を起こすダイヤモンド電極の活用法が研究テーマで、CO2から有用な物質を作る新技術が重要になると考え、数年前からこの実験を始めたでつ

ギ酸は最も簡単な構造をした酸で、水素を液体として貯槽する際の有力な候補であり、燃料電池を動作させる燃料として直接使うアイデアもあるでつ

次世代のエネルギー源として注目を集めるでつ

1時間に電極1平方メートルあたりにできる量は100グラムと、まだ基礎的な段階。

「合成効率を高め数年後には実用を見込める技術にしたい」と話し、規模を大きくした装置で実験を続けるでつ

また、アルコールの仲間のジオールとCO2を交互につないで樹脂にする触媒を開発。

植物を構成する成分、セルロースからジオールを作る方法はすでにあるでつ

「将来、空気と植物から樹脂を作る時代が訪れるだろう」と展望。

樹脂や医薬品など化学品の骨格には、炭素原子が連なった場所がたくさんあるでつ

その原料として工場などから多量に出るCO2を活用できれば、石油など化石資源の節約につながるでつ

そんな反応を開発する研究の歴史は長いでつ

CO2は1個の炭素原子の周りに2個の酸素原子が結合した物質で、化石資源を大量消費し、大気中の濃度は年々高まっているでつ

赤外線を吸収して熱を蓄える温室効果があり、地球温暖化の原因。

水に溶けると酸性になるでつ

大気中で増えたCO2が海水に溶け込んで海洋の酸性化が進むと、サンゴや貝類などが成長しにくくなるでつ

有効に活用できれば、厄介者のイメージも解消されるでつ

だけど、反応を進めるため多くのエネルギーを投入して逆にCO2の発生が増えてしまったり、特性のよい物質を合成できなかったりする課題がつきまとい、実用的な技術の開発は難航。

安定で他の物質と反応しにくい特性をもつため。

建材などに使われるメラミン樹脂の合成などでCO2を原料にする方法は実用化されていたでつが、さらに革新的な触媒や特殊な電極などを駆使して他の物質との反応を活性化させ、有用物質を作る見込みのある新技術が出始めたでつ

セラミックスを焼き固めるときに加える特殊な樹脂の原料にする方法や、自動車や家電などに広く使われるポリカーボネート樹脂を合成する方法など、産業界でも応用を目指す動きが出てるでつ

 

化石燃料を使い現代社会は発展してきたが、際限なく使えるわけではないでつ

触媒を利用する化学反応は「化石資源を持続的に使う技術の開発は、科学者の使命といえる」と説くでつ

燃料や化学原料を賢く作る技術の開発を急がなければいけないでつ

IPSは…

米国での開発スピードが速いでつなぁ~

持ち運べると…

便利だけど…

そこまで浄水しないとってとこあるでつなぁ~

自然に飲めるのがいいでつなぁ~

時代は…

原子力発電も小型化されてきてるでつなぁ~

小型のが廃棄しやすいかなぁ~

ダウンサイジングの波は原子力にもきてるでつなぁ~

凍土壁の効果は…

凍土壁が完成したけど…

どりほどの効果あるのかなぁ~

まだまだやらないといけないこと多いけど、安部さんわかってるのかなぁ~

ごみ焼却プラント設備改良による 低空気比燃焼実現と CO2排出量削減⑩

基幹的設備改良工事にて,既存のごみ焼却プラントに EGR を適用した低空気比燃焼技術を 導入した結果,蒸発量変動±約4%以下,CO ピーク発生を十分に抑制した上で,BF 出口 O2濃 度を 6.1vol%dry(ボイラ出口 O2 濃度推定 3.6vol%dry,空気比約 1.2)で安定的に運転すること が可能。

施設の安定運転だけでなく,NOx 発生量抑制効果によるアンモニア水使用量 削減,発電量増加及び消費電力量削減による売電電力量増加などお客様の運営維持管理コス ト面にもメリットがある技術であり,現在工事中の2炉目の設備改良も終えることで,更なる効果が 期待。

本技術を,新規建設のごみ焼却プラントは勿論のこと,本事例のように,既存のごみ 焼却プラントにも積極導入していくことで,低炭素社会実現に貢献していく所存。

ごみ焼却プラント設備改良による 低空気比燃焼実現と CO2排出量削減⑨

本工事による CO2排出量削減効果を表3に示すでつ。

評価条件は,西部総合処理センター の通常運転条件である2炉運転時とし,工事未実施炉と工事実施済の3号炉の2炉運転での評 価とした結果,工事前よりも 41.7%の CO2 排出量削減効果を確認。

削減効果として最も大き いのは,SAH・SGH 消費蒸気量削減による発電量増加によるものであり,消費電力については, 低空気比燃焼に伴う押込送風機の容量ダウンとインバータ化による削減効果が大きい結果。

本結果から,低空気比燃焼による CO2削減効果が大きいことを確認した。2炉ともに低空気比 燃焼運転とすることで更なる削減効果が期待。

ごみ焼却プラント設備改良による 低空気比燃焼実現と CO2排出量削減⑧

インバータ化等による消費電力削減効果を図4に示すでつ。

押込送風機は,従来の回転数を一定 としたダンパ開度制御からダンパ開度を一定(全開)とした回転数制御,誘引通風機は,ダンパ開 度及び回転数併用制御から回転数制御のみに変更したことで,押込送風機は 70%,誘引通風 機は 37%の消費電力削減効果を確認した。押込送風機については,二次送風機の新設に伴 い,二次空気量分の負荷が削減された点も削減に寄与したものと考えられるでつ

ごみ焼却プラント設備改良による 低空気比燃焼実現と CO2排出量削減⑦

SAH・SGH 使用蒸気量削減効果を図3に示すでつ。

工事前と比較して,SAH は 46%,SGH は 62% の使用蒸気量削減効果を確認。

低空気比燃焼による燃焼空気量及び排ガス量削減効果の 他,SAH については,二次送風機の新設に伴い,従来の二次空気予熱分の削減,SGH につい ては,排ガス量削減の他,BF 入口ガス温度の高温運用による再加熱温度までの温度差減少も削 減に寄与したものと考えられるでつ。

本改善により,工事未実施炉と工事実施済3号炉での2炉運転 時の比較で,発電量は工事前よりも約7%増加。

ごみ焼却プラント設備改良による 低空気比燃焼実現と CO2排出量削減⑥

表2に工事前後の脱硝前 NOx 及び脱硝用薬剤(アンモニア水)使用量の比較を示すでつ。

低空気 比燃焼による NOx 発生量抑制効果により,触媒脱硝前の BF 出口 NOx 濃度は工事前より約 31%,煙突 NOx 濃度約 32%の低減を確認。

また,アンモニア水使用量は制御下限値まで低 減し,工事前よりも約 35%低減。

電子工作は…

Raspberry Piというのがあって、こりでVBAみたいなことができるでつなぁ~

ごみ焼却プラント設備改良による 低空気比燃焼実現と CO2排出量削減⑤

従来燃焼と低空気比燃焼運転のトレンド比較を図2に示すでつ。

EGR ガスによる炉内混合攪拌効 果と自動燃焼制御の高度化により,BF 出口 O2 濃度 6.1vol%dry(ボイラ出口 O2 濃度推定 3.6vol%dry,空気比約 1.2)とした低空気比燃焼においても,未燃ガス(CO)濃度ピーク発生を十 分に抑制するとともに,発電量を一定に保つために重要な蒸発量変動を±約4%以下とした安定 的な運転が可能。

 

ごみ焼却プラント設備改良による 低空気比燃焼実現と CO2排出量削減④

西部総合処理センターの基幹的設備改良工事概要を表1に示すでつ。

本工事では,熱回 収率の向上を目的に,低空気比燃焼技術導入の手法として,排ガス再循環(EGR)送風機,EGR ダクト等を新たに設置。

低空気比燃焼による燃焼空気量及び排ガス量削減に伴い,熱回収 率向上とともに,燃焼空気や排ガスの再加熱に使用される蒸気式空気予熱器(SAH)及び排ガス 再加熱器(SGH)蒸気量の削減により,タービン発電使用蒸気量が増加し発電量が増加。

また,プラント機器消費電力の削減対策では,プラント機器の中でも大容量の押込送風機等通風 設備のインバータ化,ボイラ給水ポンプ等の高効率モータ化,低空気比燃焼に伴う負荷低減を 考慮した一部機器の容量ダウン等を実施。

機器の長寿命化対策では,経年劣化した給 じん装置,火格子更新による焼却能力の維持の他,ボイラ水管の金属溶射・肉盛等により,ボイラ の耐久性を向上。

尚,平成 28 年度に3号炉を対象とした改良工事を終え,運用を開始しており,現在は2号炉を 工事中。

ICTイノベーション2018

情報との融合でつなぁ~

ガス化のは…

固体または液体物質を気体にする操作をさすが、通常は石炭、コークスのような固体、あるいは石油、ナフサのような液体と、水蒸気、空気、酸素のようなガス化剤とを反応させて、燃料ガスや工業用の原料ガスなど気体状製品を得るプロセスのことをいう。
 古くは19世紀から、石炭やコークスを原料としたガス化法により燃料ガスを得ていた。石炭ガス、水性ガス、増熱水性ガス、発生炉ガスなどがこれにあたる。1960年代になって、より安価で処理しやすい原油、ナフサなどの液体を原料として用いるガス化法が主流となり、石炭系のガス化法は一時ほとんど姿を消した。また、1970年代後半からは液化天然ガス(LNG)の導入が盛んとなり、都市ガス用の原料としては、石油系原料からのものを上回るようになった。このように、ガス化プロセスは、その時代の原料事情に大きく影響されるが、国情によっても状況はかなり異なる。たとえば、アメリカにおいては天然ガスが豊富であるため、ガス化法による家庭用燃料ガスの製造は行われていない。
 ガス化プロセスは、原料(固体、液体)、操作(連続式、サイクリック式)、熱供給(内熱式、外熱式)などに応じて多種類あるが、基本的な反応は類似しており、(1)炭化水素原料の熱分解による熱分解ガスと残存炭素の生成反応、(2)酸素による部分酸化、(3)水蒸気との反応(水蒸気改質ともいう)、(4)気相での水性ガスシフト反応が主要な反応であり、一部のプロセスでは、(5)水素との反応を含むことがある()。
 現在操業しているプロセスの例を若干記す。重質油や石炭を原料として千数百℃の高温で(2)の反応を行うと、一酸化炭素と水素が得られ、合成用ガスとして用いられる。(3)の反応を利用すると、単位原料当りのガス収率が大きいので有利であるが、これは吸熱反応であるので、なんらかの手段で熱を供給しなければならない。石炭のガス化では(2)の反応を併発させることが一般的であり、ナフサのガス化では、反応管を外部から加熱する連続式ナフサ改質法が主流となっている。これからの技術としては、地球環境問題に注目した技術開発が求められている。熱効率を飛躍的に向上させることによって二酸化炭素(炭酸ガス)の抑制を目ざす石炭ガス化複合発電、あるいはカーボンニュートラルなプロセスであるバイオマスのガス化などに期待が寄せられている

 

酸化剤・・・相手から電子を奪って相手を酸化する物質⇒自身は還元される⇒自身の酸化数は小さくなり、相手の酸化数は大きくなる。 
還元剤・・・相手に電子を与えて相手を還元する物質⇒自身は酸化する⇒自身の酸化数は大きくなり、相手の酸化数は小さくなる。 

酸化剤となりやすいものは電子を受け取りやすいものである。つまり・・・ 
(1)酸化数の大きな原子を含むもの (下の酸化剤の①~⑥) 
(2)陰イオンになりやすい単体 (下の酸化剤の⑦~⑨) 
(3)その他 (下の酸化剤の⑩、⑪) 
還元剤となりやすいものは電子を失いやすいものである。つまり・・・ 
(1)陽イオンとなりやすい単体 (下の還元剤の①、②) 
(2)金属イオンでさらに大きな酸化数のイオンになりやすいもの (下の還元剤の③、④) 
(3)その他 (下の還元剤の⑤~⑩) 

代表的な酸化剤

※下線部の酸化数が変化する。 
①過マンガン酸カリウム(酸性溶液) KMnO2   MnO4^- →Mn^2+ 
  過マンガン酸カリウム(中性・塩基性溶液)   MnO4^- →MnO2 
②二酸化マンガン MnO2(酸性溶液)   MnO2→Mn^2+ 
③ニクロム酸カリウム(酸性溶液) K2Cr2O7  Cr2O7^2- →2Cr^3+ 
④濃硝酸  HNO3 HNO3 →NO2 
⑤希硝酸  HNO3 HNO3 →N
⑥熱濃硫酸 H2SO4 H2SO4 →SO2 
⑦ハロゲン(Cl) Cl2 Cl2 →2Cl^- 
⑧酸素 O2 O2 →2H2O 
⑨過酸化水素 H2O2 H2O2 → 2H2O 
⑩オゾン O3 O3 → H2O + O2 
⑪二酸化硫黄 SO2 SO2 → S 

代表的な還元剤

※下線部の酸化数が変化する。 
①金属単体(Na) Na   Na →Na^+ 
②水素  H2   H2 →2H^+ 
③塩化スズ SnCl2   Sn^2+ →Sn^4+ 
④硫化鉄 FeSO4   Fe^2+ →Fe^3+ 
⑤硫化水素 H2S   H2S →S 
⑥ヨウ化カリウム KI   2I^- →I
⑦シュウ酸 H2C2O4または(COOH)2   H2C2O4 →2CO2 
⑧チオ硫酸ナトリウム Na2S2O3   2S2O3^2- →S4O6^2- 
⑨二酸化硫黄 SO2   SO2 → SO4^2- 
⑩過酸化水素 H2O2   H2O2 → O

※H2O2・・・酸化剤として働くことが多いが、相手が過マンガン酸カリウムやニクロム酸カリウムのような強力な酸化剤の場合は還元剤として働く。 
SO2・・・還元剤として働くことが多いが、相手が硫化水素のような強い還元剤の場合は酸化剤として働く。 
ヨウ素の場合、I2(単体)の時は酸化剤として働くがI^-(イオン)の時は還元剤となる。 

石炭火力が…

コストが安価ではあるでつが、温暖化ガスの影響で建築がストップがかかったでつなぁ~

温暖化対策考えると…

水素への切り替えが急がれるでつなぁ~

廃棄物ガス化改質発電プロセス②

RDFとかもこの技術で活かされそうな感じだし、ガス化はやっぱり廃棄物でつなぁ~