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本文1732字，阅读约需4分钟 摘 要：日本国立研究开发法人新能源产业技术综合开发机构（NEDO）和大崎COOLGEN株式会社为大幅削减燃煤火力发电的二氧化碳排放量，持续开展“煤气化燃料电池联合发电实证项目”，目标是通过将被视为终极高效燃煤火力发电技术的煤气化燃料电池联合循环发电（IGFC）与CO2分离回收技术相结合，实现创新型低碳燃煤火力发电。 关键字：煤气化燃料电池联合循环发电（IGFC）、CO2分离回收技术、创新型低碳燃煤火力发电、MW级燃料电池设备、SOFC 日本新能源产业技术综合开发机构（NEDO）和大崎COOLGEN株式会社共同合作的“大崎COOLGEN项目”已进入了第3阶段，目标是确立一种创新型低碳燃煤火力发电技术。 具体而言，已从4月18日开始，利用CO2分离回收型吹氧煤气化联合循环发电（CO2分离回收型吹氧IGCC）设备，开展安装有MW（兆瓦）级燃料电池设备（SOFC）的CO2分离回收型煤气化燃料电池联合循环发电（IGFC）的实证试验。 在本实证试验中，将在作为项目第2阶段成果的CO2分离回收型吹氧IGCC实证设备中结合使用SOFC燃料电池，从煤气化的气体中分离回收CO2后，将得到的高浓度氢气供给至燃料电池，掌握燃料电池的发电特性以及燃料电池内部的温度分布。此外，还将针对CO2分离回收型IGFC系统的实现开展试验，例如研究并联运行燃料电池模块时的可操作性以及高压运行时的状态等。 本次实证试验的目标是将获得的成果应用于500MW级的商用设备，能在CO2回收率为90%的条件下获得47%左右的输电端效率（高位发热量标准）。今后，双方将确立可同时实现高效的燃煤火力发电和CO2分离回收的技术，为抑制CO2排放（全球变暖对策）作出贡献。 本实证项目分为三个阶段，分别如下：
按照以上顺序，在日本中国电力株式会社的大崎发电厂内建设实证试验设备，验证系统的基本性能，以及设备的可操作性、可靠性和经济性。 在于2017年3月开始的第1阶段的实证试验中，实现了170MW级实证设备上40.8%的输电端效率（高位发热量标准），达到世界最高水平。换算为实用化后的商用发电设备（1500℃级IGCC）的话，预计输电端效率将达到约46%（高位发热量基准）。 于2019年12月开始的第2阶段的实证试验仍在进行中，但已实现了CO2分离回收设备的CO2回收率达到90%以上，回收CO2纯度达到99%以上的目标。 第3阶段已完成燃料电池（SOFC）设备，并已从4月18日开始实证试验。在第3阶段中，利用CO2分离回收型吹氧IGCC实证设备从煤气化后的气体中分离回收CO2后，将纯化的氢气通入SOFC燃料电池并运行，从而掌握燃料电池相对于所获得的高浓度氢气的发电特性以及燃料电池内部的温度分布，并验证并联运行两个燃料电池模块时的可操作性。此外，还设想与燃气轮机系统联动，以研究提高燃料电池运转压力时的状态等，从而为今后在应用于500MW级商用设备时，实现CO2回收率为90%时，输电端效率达到预期的47%左右（高位发热量标准）。
图1：第3阶段的煤气化燃料电池联合循环发电（IGFC）实证试验中使用的燃料电池设备 据称，“结合MW级SOFC的CO2分离回收型IGFC”的本实证试验在全球尚属首次（截至2022年4月大崎COOLGEN株式会社的调查结果）。
图2：煤气化燃料电池复合发电（IGFC）实证项目概要 （1）目标： 掌握燃料电池利用煤气化气体作为燃料时的发电特性和可操作性，在应用于500MW级商用设备时，在CO2回收率为90%的条件下，使输电端效率达到预期的47%左右（高位发热量标准）。 （2）项目实施周期： 2022年4月18日至2023年2月28日 （3）项目实施地点： 中国电力株式会社大崎发电厂内（广岛县丰田郡大崎上岛町中野6208番1） （4）实证试验项目： 参照下表
通过实施本实证试验，结合与本项目分别推进开发的CO2利用储存技术，有望实现几乎不排放CO2的燃煤火力发电。通过确立本技术，旨在为抑制CO2排放量（应对全球变暖）作出贡献。 翻译：史海燕 审校：贾陆叶 李 涵 统稿：李淑珊  ●煤炭碳中和之路的探索 | 三重复合发电、氨混烧、CCS、CO2再利用 ●川崎重工、大林组：利用氢热电联供系统，开展面向氢能发电地区实施的技术开发和调查 ●日本的全球变暖对策：以煤炭利用为基础的“能源转换技术”的开发动向 ●Erex：开始实证型“氢专烧发电厂”的连续运行，探讨大型化 ●IHI开始探讨在印度火力发电厂开展氨混烧，未来考虑进行专烧 |
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