冷熱発電

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冷熱発電(れいねつはつでん)は、常温よりも低い温度を利用した発電方法であり、冷熱による温度差のエネルギーを回転力として取り出し、発電機を回すものである。一般には、長距離輸送中は体積を縮小させるために-162以下に冷やして液体にされている液化天然ガス(LNG)が利用され、消費地近くでガスに戻す過程で海水等で暖めて生まれる膨張力でタービンなどを回して発電するものである。

冷熱発電は比較的小さな発電出力であるが、LNGは燃焼など本来の用途に使われる前に液体から気体に戻しておく必要があり、冷熱は発電に用いられなくても冷えた海水の形で無駄に捨てられるだけであるため、燃料が消費されずエネルギーの有効利用が行える。例えばLNGを燃料とする火力発電所では1%程度、発電出力が向上する[1]

主な方式[編集]

冷熱発電には下記の3通りの方式がある。

直接膨張方式
海水などでLNGを昇温・気化させて生じる高圧の天然ガスで直接タービンを回す方式である。LNGはタービンで膨張した後はガスとして他の用途に利用される解放系(クローズサイクル) の発電方式である[1]。日本国内では6基が稼動しており、計72,000kWの定格出力がある。LNG1トンあたりの平均出力は39kW/hである[2][要出典]
中間媒体ランキンサイクル方式
LNGの冷熱で二次媒体と呼ばれる中間の熱媒体フロンブタンプロパンなど)を冷やし、この二次媒体を海水などで昇温・気化させて生じる高圧の天然ガスでタービンを回す方式である。二次媒体は循環系(クローズサイクル)となる発電方式であり、ランキンサイクル (rankine cycle) の冷却・液化にLNGの冷熱を使う方式である[1]。日本国内では4基が稼動しており、計9,300kWの定格出力がある。LNG1トンあたりの平均出力は29kW/hである[要出典]
ランキン・直膨組み合わせ方式の例
ランキン・直膨組み合わせ方式
ランキンサイクル方式で気化した天然ガスで膨張タービン発電機を動かす方式である[1]。日本国内では5基が稼動しており、計36,400kWの定格出力がある。LNG1トンあたりの平均出力は53kW/hと、3方式のうちで最も高い[要出典]

日本で稼働中の主な冷熱発電設備[編集]

日本国内では主に1980年代に、ガス会社や電力会社によってLNGの受入基地などに設けられ、2001年現在15基が稼動している。

  • 日本海エル・エヌ・ジー
  • 東京ガス
    • 根岸工場 - 31,030MWh(2006年度年間)
  • 東邦ガス
    • 知多LNG共同基地 - ランキン方式 1,000kw 1982年稼動開始
  • 大阪ガス
    • 泉北製造所(第2) - ランキン方式 1,450kw 1979年稼動開始
    • 泉北製造所(第2) - ランキン+直膨方式 6,000kw 1982年稼動開始
    • 姫路製造所 - ランキン方式 2,800kw 1987年稼動開始
    • 泉北製造所(第1) - 直膨方式 2,400kw 1989年稼動開始
  • 北九州エル・エヌ・ジー
    • ランキン+直膨方式 9,588kw 1982年稼動開始

脚注[編集]

  1. ^ a b c d 社団法人電気学会編、『発電・変電 改訂版』、オーム社、2000年6月30日第2版第1刷、ISBN 4886862233
  2. ^ ガスエネルギー新聞2001年11月28日号 [リンク切れ]

関連項目[編集]