断食する時が来た理由

二酸化炭素回収・利用・貯留 (CCUS) テクノロジーは新しいものではなく、かなり中傷され、無視されてきました。 しかし、シーメンス・エナジー社のダニエル・ホフマン氏は、状況は変わりつつあると語る。 彼はその理由を説明し、また、CCUS が気候変動目標を達成し、将来性のある発電所を実現するために不可欠な「後悔しない」技術であると主張しています。

ティーサイドはかつて世界初の蒸気動力の公共鉄道の本拠地であり、1800 年代初頭には鉄鋼、化学品の製造が行われていた英国の工業の中心地でした。

産業の誕生から 200 年が経過し、イングランド北東部のこの地域は間もなくグリーン産業革命の最前線となるでしょう。

ここは、二酸化炭素を回収する現代の発電所の灯台ともいえる、新たな画期的プロジェクトの場所となります。

Net Zero Teesside Power (NZT Power) は、炭素回収、利用、および炭素回収と統合された H クラス ガス タービンを備えた 860MW コンバインド サイクル発電所で構成される、この種初の商業規模のガス火力発電所です。ストレージ (CCUS)。

この発電所は、ティーサイドとハンバーにまたがる産業、電力、水素事業の集合体であるイーストコーストクラスター内に位置し、CCUSによる事業の脱炭素化も目指している。

このプロジェクトは2023年3月に英国政府によって許可され、最終的な投資決定は2024年に行われる予定です。

この記事は、シーメンス エナジーの専門家が脱炭素化エネルギー システムにどのように移行できるかについての洞察を共有する「将来のエネルギーの展望」シリーズの一部です。

CCUS は、大規模な点発生源の CO2 を回収できる一連の技術を指します。 簡単に言うと、これは 3 段階のプロセスです。発電または産業活動によって二酸化炭素が生成されます。 現場で使用されない場合は、パイプネットワークまたは陸地を通って輸送されます。 そして最終的には地下深くに保管されます。

そうでないものは新しいものです。

一部の施設では 1970 年代および 1980 年代から CCUS を運用しており、現在、この技術により世界中で年間 4,500 万トンの CO2 が回収されています。

それにもかかわらず、国際エネルギー機関が指摘しているように、CCUS の導入はネットゼロシナリオで必要とされるものよりはるかに遅れています。 進行中のすべてのプロジェクトを考慮しても、さまざまな開発段階にあるプロジェクトは約 300 あります。 これにより、NZTパワーの関連性がさらに高まります。 この発電所は迅速な起動を可能にするように設計されており、130万世帯に電力を供給するのに十分な電力を生成します。

発生する全排出量の 95 パーセント (年間約 200 万トンの CO2) が回収され、乾燥され、圧縮されます。

ノーザン・エンデュランス・パートナーシップが提供する共通インフラは、NZTや東海岸クラスター内の他の脱炭素化プロジェクトから回収したCO2を輸送し、北海の沖合145kmに地層貯蔵施設を確保する。

このプロジェクトは、2035年までに電力システムを完全に脱炭素化し、地域に雇用と年間最大4億5,000万ポンド（5億5,700万ドル）の総利益を提供するという英国政府の取り組みを支援することになる。 2027年頃までに完成する予定だ。

再生可能エネルギーが急速かつ大規模に導入されているのに、なぜ CCUS が必要なのかという疑問は当然です。

答えは簡単です。 現在、世界のエネルギー消費の約 80% は化石燃料と配電可能な電力に依存しています。 需要が 50% 近く増加すると予測されていることを考えると、すべてのガスをすぐに再生可能エネルギーに切り替えるのは現実的ではありません。 CCUS の他に、従来の発電を脱炭素化するもう 1 つの方法は、再生可能な水素と他のグリーン燃料 (つまり、電子アンモニアと電子メタノール) を使用することです。

しかし、しばらくは電力部門にとって手頃な価格のものはないと予想されており、商用電源のほとんどはまず他の部門に吸収される可能性が高い。

さらに、CCUS を備えたガス火力などの供給可能な低炭素エネルギーは、断続的な再生可能エネルギーの増加をサポートできます。

これは、エネルギーミックスに柔軟性とバックアップ発電を提供します。これは、風が吹いていない、太陽が輝いていない期間に非常に重要です。

これを考慮すると、世界が新たなレベルのエネルギー効率を達成し、再生可能エネルギーと蓄電システムに完全に移行するまで、CCUS が脱炭素化の方程式の重要な部分であることは明らかです。

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最も成熟した炭素回収技術は、アミンベースの吸収です。 炭素排出量の最大 95% を回収することができ、ヨーロッパと米国では経済的に導入可能であると考えられています。

これは、発電所での燃料の燃焼によって生成されるガスの混合物である排ガスが吸収塔に供給されることによって機能します。

ここでは、アミンベースの溶媒が CO2 を除去します。 次に、CO2 を豊富に含む溶媒を摂氏 120 度の再生器に供給して、プロセスを逆にします。 これにより、純粋な CO2 と再生溶媒が生成されます。 前者は使用または保管のために輸送され、後者は吸収塔に戻されます。

この技術を複合サイクル発電所に導入するには、いくつかの技術的な考慮事項があります。 たとえば、構成は同じままですが、蒸気タービンを部分的に変更する必要があります。 改修工事やブラウンフィールドの現場は、多くの場合、新しい蒸気タービンを取り付けてアップグレードおよび改修する必要があります。 回収および分離プロセスでは蒸気が使用されるため、オペレーターは蒸気がどこから来るのかも考慮する必要があります。

さらに、このプロセスでは熱が生成され、プラント内で使用したり、ヒートポンプを介して隣接するインフラの暖房に使用したりできます。

最後に、制御システムが必要です。これは、電力システムと CCUS を統合して連携するものになる可能性があります。

ストレージ側では、場所が決定要因になります。 すべての石油およびガス輸出国は、廃油田井を利用する可能性を持っています。 米国では石油回収強化のための炭素利用が長年行われており、同国の石油生産量の約5％を占めている。

1990年代後半以来、スレイプナー・ガス田の炭素回収・貯留プロジェクトで成功しているように、塩水帯水層に貯留する可能性もある。

この場所では、年間約 100 万トンの CO2 が回収され、ウトシラ砂岩に貯留されています。ウトシラ砂岩は、塩水で満たされた広範で多孔質の砂岩からなる塩水帯水層です。

将来的には、より高度な CCUS テクノロジーが利用可能になる可能性があります。 エンジニアは、捕捉のための新しい化学反応やアプローチを頻繁に考え出します。 これらには、回収プラントの効率を改善するためのガス再循環の強化や、洗浄媒体と排ガスの交換を改善するための強化された反応器が含まれる場合があります。

CCUS プロジェクトを提供する場合、明らかなことが 1 つあります。 これらのソリューションを展開するには、さまざまな企業の専門知識と協力が必要です。

実際、イーストコーストクラスターを含め、業界のほとんどはすでにパートナーシップアプローチを採用しています。

NZTパワーとノーザン・エンデュランス・パートナーシップの運営会社であるBPは、シーメンス・エナジー、二酸化炭素回収プロバイダーのアーカー・ソリューションズ/アーカー・カーボン・キャプチャー、プロジェクト設計・建設会社の斗山バブコックと協力して、競争力のある総合的なフロントエンド・エンジニアリングのうちの1つを提供しています。デザインパッケージは今後数か月以内に完成する予定です。 選定されたコンソーシアムがプロジェクトの構築に取り組みます。

シーメンス エナジーは二酸化炭素回収技術を提供していません。 ただし、発電所を建設し、回収プラントの建設者と提携して、2 つの技術を統合することはできます。 また、一部のキャプチャ モデルや輸送と隔離に必要な圧縮テクノロジーも提供します。

パートナーシップのアプローチは、問題解決の際にも役立ちます。これは、テクノロジーが現実世界で展開される際に避けられないプロセスの一部です。

現在、CCUS を経済的に導入する方法が、テクノロジーの有効性よりも大きな問題となっています。

各国政府は暫定的にこのプロセスに力を注ぎ始めている。

英国は先導的なアプローチをとっている。 ノーザン・エンデュランス・パートナーシップは輸送と貯蔵のインフラを構築しているため、規模の大小にかかわらず、CO2 を回収するすべてのプロジェクトがこのフェーズへの投資を担当し、それらのプロジェクトの経済性を向上させるわけではありません。

さらに、発電所 CCUS 向けの特注の派遣可能電力契約は、「利用可能額の支払い」を提供することで、低炭素で天候に依存しない派遣可能発電容量の利用を奨励するように設計されています。

これにより、収益の確実性が得られ、プロジェクトの加速にも役立ちます。

明らかな利点を見て、他の地域もクラスターアプローチに注目しています。

ドイツでは、気候変動目標により CCUS が再び議題に上っており、政府は CO2 の貯蔵と利用のための炭素管理戦略を策定しています。 規模の経済を達成するための産業クラスターアプローチにも注目している。

ノルウェーは重工業もターゲットにしており、大陸全体から大量の CO2 を貯蔵できるオープンアクセスインフラの開発を目指している。

もちろん、まだ不確実性と克服すべき課題はあります。 特にヨーロッパでは、炭素を国境を越えて輸送する必要がある可能性があり、問題が発生する可能性があります。

さらに、ドイツなどの一部の国は歴史的に国内の炭素貯留に反対している。

「将来性のある発電所への二酸化炭素回収を迅速化する時期が来た理由」のコピーをダウンロードしてください'

ただし、確かなことが 1 つあります。 業界が成長するには安定性が必要です。 リードタイムが長く、数億ドルの費用がかかるプロジェクトは、法律や境界条件の変化に対応できません。

突然何かが変わったという理由だけで、多くのプロジェクトがすでに失敗しています。 安定性は業界が切望しているものですが、残念ながらまだ現実にはなっていません。 変化はここ数十年よりも早く起こっています。

おそらく、より迅速な脱炭素化という彼らが目指している方向性を考えると、これはある意味では良いことなのかもしれません。 それでも、この環境では、先行者は緊張する可能性があります。

しかし、船が安定する準備ができている兆候はあります。

時折、大幅な変動が見られるものの、欧州の排出量取引制度価格の予測は上昇傾向にあります。 CCUS テクノロジーへの投資を正当化するために必要な位置にすでに存在している、と主張する人もいるかもしれません。

脱炭素化を求める国民的および政治的圧力は、EUに入る一部の製品の炭素に価格を設定し、排出量取引に基づく無料枠の段階的廃止に合わせて導入される炭素国境調整メカニズムなどの政策により、さらに強まる可能性が高い。スキーム。

現在、産業排出量の 94% は無料枠でカバーされているため、炭素価格のシグナルが弱まり、CCUS などのテクノロジーに投資するインセンティブが低下しています。

さらに、CCUS プロジェクトに対して政府の資金提供が可能になりつつあります。米国では、発電所や産業プラントから回収された CO2 に対する税額控除額がほぼ 2 倍になっています。 英国では、200億ポンド（248億ドル）の国家資金が割り当てられています。

これらの政策と取り組みは、プロジェクトのリスクを軽減し、大幅なコスト削減に役立ちます。

さらに、業界は実現されたプロジェクトから学び続けることができ、次にパイプラインに入るプロジェクトのリスクと全体的なコストを削減できます。

今後、数年以内に大小両方の CCUS プロジェクトがオンライン化される可能性があります。

業界がそれらを評価する時間があれば、より多くの投資とより多くのプロジェクトが行われ、コストは低下します。導入の増加により、推定 25% の削減が可能になります。

これらのプロジェクトを実現することが極めて重要です。 3月末、国連の気候変動に関する政府間パネルはこれまでで最も強力な警告を発した。 今すぐ行動を起こさなければ、温暖化を（産業革命以前の水準を上回る）1.5度に抑えるという世界的な目標を達成するには手遅れになるでしょう。

メッセージは明確です。 私たちが進めている現在のプロジェクトの軌道では十分ではありません。 業界は今日、大規模な CCUS を現実にするために動かなければなりません。 パリの気候変動目標、そして実際、私たちの未来はそれにかかっています。

• 二酸化炭素回収・利用・貯留 (CCUS) は、化石燃料発電所からの CO2 排出量の最大 90 ～ 95% を回収でき、ヨーロッパと米国で経済的に導入可能です。世界のエネルギー消費量の 80% を占めており、再生可能エネルギーがすぐに代替できるわけではありません。• CCUS は、今日大規模に採用できる電力と産業向けの脱炭素化テクノロジーの 1 つです。• CCUS は、世界が再生可能エネルギーと貯蔵システム。 • 英国の Net Zero Teesside Power プロジェクトは、二酸化炭素を回収する世界初の商業規模のガス火力発電所に向けて順調に進んでいます。 排出されたCO2は北海の沖合145kmの地下深くに貯蔵される。

著者について

Daniel Hofmann は、Siemens Energy の研究開発、ポートフォリオおよび製品ライン管理のディレクターです。 彼は、従来の発電スペクトル全体にわたるプラントの統合をカバーしています。 業界での 28 年間、彼は発電、石油とガス、脱炭素化のほとんどの分野に取り組んできました。 彼はエアランゲン・ニュルンベルク大学で教鞭をとっています。