IGCCとは何か？仕組み・メリット・開発状況を解説
原子力を知りたい
IGCCについて教えて下さい。
原子力マニア
IGCCとは、石炭をガス化して発電するシステムで、通常の火力発電よりも効率が良いです。
原子力を知りたい
石炭の利用効率が上がるのですか？
原子力マニア
はい、微粉炭火力では効率は約42％ですが、IGCCでは約50％と予想されています。
IGCCとは。
「IGCC（統合石炭ガス化複合発電）」とは、微細な石炭を高温高圧のガス化炉でガス化し、発生した一酸化炭素や水素などの可燃性ガスを燃料としてガスタービンを駆動して発電します。さらに、その際の排熱を利用して蒸気を発生させ、蒸気タービンを駆動して発電を行います。
従来の石炭火力発電の熱効率が約42％なのに対し、IGCCは約50％と高い発電効率を誇ります。このシステムは、石炭の有効活用によるエネルギー安全保障の確保と、効率向上による地球温暖化防止対策の両立を目指しています。
1990年代半ばには、福島県いわき市の勿来発電所で、1日200トンの石炭をガス化する2万5千kW規模の実証プラントが成功裏に稼働しました。現在は、商用機（約600MW）の約半分にあたる1日1700トンの石炭をガス化する250MW級のIGCC実証機が開発されています（建設開始予定：2007年）。
IGCCの概要と仕組み
IGCC（石炭ガス化複合発電）とは、石炭をガス化してガスタービン発電機を駆動するクリーンな発電方式です。この仕組みでは、高圧状態で石炭を酸素と反応させ、一酸化炭素と水素を含む合成ガスを生成します。この合成ガスは、洗浄と精製を経て、従来の天然ガスと同様にガスタービン発電機に供給されます。この発電機は電気と熱を発生させ、電力が供給されます。
IGCCの特徴とメリット
IGCCの特徴とメリット
IGCCは、従来の石炭火力発電所と異なる特徴を有しています。その特徴として、石炭をガス化して燃焼させることで有害物質であるSOxやNOxを低減できる点が挙げられます。また、従来の石炭火力発電と比べて発電効率が高く、燃料の有効利用にも貢献できます。さらに、IGCCでは石炭ガス化プロセスにより副産物が発生するため、化学工業原料として活用できます。これにより、総合的なエネルギー効率の向上と資源の有効利用に役立ちます。
日本のIGCC開発の取り組み
日本のIGCC開発の取り組み
日本でも、石炭の効率的な利用とCO2排出削減を目的として、IGCC技術の開発が進められています。2011年に運転を開始した「苫小牧IGCC実証プラント」では、石炭をガス化して発電し、発生したCO2を回収・貯蔵する実証が行われました。この取り組みは、石炭火力発電の低炭素化技術として評価されています。
また、2020年に運転開始した「常陸那珂IGCC発電所」では、石炭をガス化して発電するだけでなく、ガス化ガスから水素を分離・精製して燃料とする「水素混焼発電」を行っています。この取り組みは、石炭火力のさらなる低炭素化と水素エネルギーの利用拡大に貢献しています。
これらの実証プロジェクトを通じて、日本はIGCC技術の開発と実用化に向けて積極的に取り組んでいます。石炭火力発電の低炭素化とCO2排出削減に寄与すると期待されています。
IGCCの課題と展望
-IGCCの課題と展望-
IGCCは有望な発電技術ですが、いくつかの課題もあります。主な課題は、石炭調達時の価格変動の影響です。石炭価格は市場の動向によって大きく変動するため、IGCCの経済性が左右されます。また、CO2回収・貯留（CCS）技術の成熟度も課題です。CCSはIGCCで発生するCO2を回収して地中に貯留する技術ですが、実用化にはコストの削減と技術的な課題の解決が必要です。
一方で、IGCCには明るい展望もあります。技術の進歩による経済性の向上が期待されており、CCS技術の低コスト化も進んでいます。さらに、再生可能エネルギーとの併用も注目されており、IGCCと太陽光や風力発電を組み合わせることで、安定した低炭素な電力供給が可能になります。今後、IGCCの課題を克服し、そのメリットを最大限に引き出すことが求められています。
エネルギーセキュリティと地球温暖化防止対策としてのIGCC
エネルギーセキュリティと地球温暖化防止対策としてのIGCC
IGCC（Integrated Gasification Combined Cycle）は、エネルギー安全保障と地球温暖化防止への貢献が期待されています。IGCCでは、石炭や天然ガスなどの化石燃料を低質炭素の水素ガスに転換し、その水素ガスを燃焼させて発電を行います。この過程で発生する二酸化炭素を回収・貯留（CCS）することで、大幅な二酸化炭素排出削減が可能になります。
また、IGCCは多様な燃料源に対応しており、石炭や天然ガスだけでなく、バイオマスや石炭ガス化残渣などの廃棄物も利用できます。これにより、化石燃料依存度を低減し、エネルギーミックスの多様化に貢献します。さらに、IGCCはエネルギー効率が高く、既存の石炭火力発電所よりも高い発電効率を実現できます。これらの特徴により、IGCCはエネルギーセキュリティの強化と地球温暖化防止に有効な技術として注目されています。