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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-12-23
(45)【発行日】2023-01-06
(54)【発明の名称】自立型且つ地域分散型の電力製造供給システム
(51)【国際特許分類】
H02J 3/38 20060101AFI20221226BHJP
【ＦＩ】
H02J3/38 120
【請求項の数】
2
(21)【出願番号】P 2022504895
(86)(22)【出願日】2020-03-05
(86)【国際出願番号】 JP2020009501
(87)【国際公開番号】W WO2021176666
(87)【国際公開日】2021-09-10
【審査請求日】2022-03-30
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】513042115
【氏名又は名称】株式会社エコ・サポート
(74)【代理人】
【識別番号】100088155
【弁理士】
【氏名又は名称】長谷川 芳樹
(74)【代理人】
【識別番号】100113435
【弁理士】
【氏名又は名称】黒木 義樹
(74)【代理人】
【識別番号】100156395
【弁理士】
【氏名又は名称】荒井 寿王
(72)【発明者】
【氏名】山本 泰三
(72)【発明者】
【氏名】安ヵ川 常孝
(72)【発明者】
【氏名】深田 晃二
(72)【発明者】
【氏名】阪口 直史
【審査官】高野 誠治
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１１－２０５７２８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００７－３１５２１３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１５－５１４１７９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０００－３３３３７３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０００－２８２０６９（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０２Ｊ ３／００ － ５／００
Ｆ０１Ｋ ２３／００ －２７／０２
Ｃ１０Ｇ １／００ －９９／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数のプランテーションのそれぞれに配置され、当該プランテーションで製造された気体燃料及び液体燃料を利用して発電する複数のガスタービンコンバインドサイクル発電システムと、複数の前記プランテーションのそれぞれにおける前記ガスタービンコンバインドサイクル発電システムに接続され電力消費地へ電力を送る第１送電線、及び、複数の前記第１送電線を互いに接続する第２送電線を有する送電網と、を備え、
前記プランテーションは、アブラヤシを栽培するパーム農園であり、
前記気体燃料及び前記液体燃料のそれぞれは、前記プランテーションで収穫される果実を原料として製造された燃料であり、
複数の前記ガスタービンコンバインドサイクル発電システムのそれぞれは、
前記気体燃料を利用して稼働する第１ガスタービンと、
前記液体燃料を利用して稼働する第２ガスタービンと、
前記第１ガスタービン及び前記第２ガスタービンから排気される排ガスの熱を回収する排熱回収ボイラーと、
前記排熱回収ボイラーによって回収された熱を利用して稼働する蒸気タービンと、を有し、
前記ガスタービンコンバインドサイクル発電システムは、当該ガスタービンコンバインドサイクル発電システムが配置された前記プランテーションへ電力を送り、
複数の前記ガスタービンコンバインドサイクル発電システムは、前記送電網を介して、複数の前記プランテーションのそれぞれに電力を送り、
複数の前記プランテーションのそれぞれにおける前記ガスタービンコンバインドサイクル発電システムは、前記送電網を介して地域の電力供給網へ電力を送り、
前記送電網は、地域の前記電力供給網に組込み移管が可能に構成されており、
前記排熱回収ボイラーは、前記排ガス中の水蒸気の潜熱を回収することにより前記排ガスの温度を大気温度まで下げると共に、前記水蒸気の潜熱の回収により発生した水を回収し、
複数の前記プランテーションのそれぞれは、搾油工場、及び前記搾油工場からの廃水を貯留する廃水池を含み、
前記気体燃料は、前記廃水池での嫌気性反応により製造される、自立型且つ地域分散型の電力製造供給システム。
【請求項2】
前記排熱回収ボイラーは、前記排ガス中のＮＯｘを除去する脱硝触媒と、
前記排ガス中のＮＯｘ濃度を測定するセンサーと、を有する、請求項１に記載の自立型且つ地域分散型の電力製造供給システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、自立型且つ地域分散型の電力製造供給システムに関する。
【背景技術】
【0002】
プランテーションにおける生産活動は、コーヒー、紅茶、砂糖、タバコ、香辛料及び綿花などの付加価値の高い農業生産物をヨーロッパなどに輸出して収益を上げるために産業革命前から拡がった。
【0003】
熱帯の多雨林地帯で湿潤地域では、常緑の広葉樹林の生育が良い。このため、マレーシアやインドネシアでは、２０世紀初頭から大規模な天然ゴム林のプランテーションが発達し、付加価値の高い天然ゴムを製品原料として欧米などに輸出する産業が発達した。
【0004】
その後、さらに農園内での輸送など大規模で近代産業として生産性、収益性が高いアブラヤシによる植物性油、食用油・エネルギーであるパーム油の生産がプランテーションの主生産物となり、品種改良、栽培面積の拡大に伴い、生産量が増大してきた。
【0005】
特に、インドネシアは、土地が広く人口が多いことから、パーム油の増産が続き、その生産量が年間４０００万トン以上になった。これは、品種改良による収量の増加、果実（ＦＦＢ）が手の届く高さで収穫できる作業性の改善、及び栽培面積の拡大によって実現された。経済性の高さからパーム油は植物性油の世界市場の１／３を超えるようになった。
【0006】
インドネシア政府は、長期的な視点で、食料用としてのパーム油市場に限界があることから温暖化対策の推進のため、二つの方針を示している。アブラヤシの樹木から２０年間安定して生産可能な果実（ＦＦＢ：Ｆｒｅｓｈ Ｆｒｕｉｔｓ Ｂｕｎｃｈ）を原料資源として、ＣＯ２排出ゼロ評価の安定型の再生可能エネルギーを作り、世界に輸出して収益確保と地球温暖化対策に貢献する。現在、パーム油は、果実（ＦＦＢ）から２０％強生産でき、残りはごく一部しか利用されていない。
【0007】
果実（ＦＦＢ）は、毎日収穫されトラックでパーム工場（ＭＩＬＬ）に集められる。パーム油を生産するには、大量の蒸気を注入する。パーム工場で植物油を生産するためには、相当量の電力とクリーンな水が必要である。果実（ＦＦＢ）から生産できる固形物を燃料として高温の蒸気をつくってパーム油粗油（ＣＰＯ：Ｃｒｕｄｅ Ｐａｌｍ Ｏｉｌ）を抽出（搾油）する。これを食料用として精製するとパーム油ができる。大量の固形物や油分を含んだ廃水（ＰＯＭＥ：Ｐａｌｍ Ｏｉｌ Ｍｉｌｌ Ｅｆｆｌｕｅｎｔ）として浄化処理して公共用水域に放出する。一方、廃水から発生するバイオガスは、ＣＨ４（メタンガス）を６０％程度、ＣＯ２を４０％程度含んでいる。
【0008】
ＣＨ４は、地球温暖化係数がＣＯ２の２０倍以上と大きいことから、インドネシア政府やマレーシア政府などは、これを捕囚及び火力発電用燃料として利用することを基本政策として国際約束している。このために、廃水の最終工程で池にゴム製の膜を設置してバイオガスを回収する取組みが進めている。標準的なパーム農園では、パーム農園内で１ＭＷ程度のガスエンジンによる発電設備を設置し、パーム農園内の電力として自家使用する、または、電力会社に電力を販売する開発取組みが近年進み始めているが、課題も多い。ガス成分中のＣＯ２が多いとガスエンジンでは安定した稼働が不安定になること、及び、ガスエンジンの稼働のために、常時点検管理が必要なことから、現場でのエンジニアリングが必要であり、実用化、安定操業に至っていない。
【0009】
ガスタービン（以下、「ＧＴ」という）は、日本のような先進国では、工場などでの５ＭＷ以上の大規模な自家発電用として広く採用されている。ガスタービンは、高温の排気ガスにより、熱及び蒸気として利用するコージェネレーション用として普及してきた。日本でもコージェネレーションは、運転及び維持管理などを考慮して、パーム農園で利用するような１ＭＷ級の小規模な発電に適用された例は少ない。同様に、情報が少ないインドネシアでもガスタービンによる発電を深く検討する機会がなかった。欧州のメーカーから汎用のガスエンジンを導入して実用化を目指しているが、安定していない状況で打開策を求めている。
【0010】
従来、ガスタービンコンバインドサイクル発電システム（以下、「ＧＴＣＣ」という）を備えた発電システムが知られている。ＧＴＣＣとしては、例えば特許文献１に記載された装置が知られている。特許文献１に記載された装置では、ガスタービン及び蒸気タービン（以下、「ＳＴ」という）を組み合わせて発電している。
【0011】
ガスタービンは水車や風車と同様の回転体で、従来から広く使用されてきた安定した力を取り出すシステムである。これに排熱を含めＺｅｒｏ Ｗａｓｔｅの考え方で、高効率で理想的な持続可能（Ｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅ）な先進型Ｓ－ＧＴＣＣ（以下、「Ｓ－ＧＴＣＣ」という）システムを普及させるために、実証から実用設備に展開していく。この取組を通じてインドネシアの膨大な農業資源をＣＯ２排出ゼロ評価の安定型の再生エネルギーの開発利用など、ＳＤＧｓ（Ｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｔ Ｇｏａｌｓ）の目標実現に向けて明確な道筋が見えてくる。
【0012】
パーム農園の計画と建設には少なくとも最低５年程度必要である。土地が広く人口が多いインドネシアではパーム農園の栽培適地は豊富にある。パーム農園を計画し建設する場合、電力と水の確保が必須である。パーム農園では苗木を植えてから３年経たないと果実（ＦＦＢ）は収穫できない。アブラヤシからは２０年間果実（ＦＦＢ）を収穫出来るので、２００ｋｍ２のモデル農園を想定すると、毎年１０ｋｍ２ずつ苗木を植えていく。このことから、計画からパーム工場（ＭＩＬＬ）が稼働するまでに、パーム農園の事業者は電力会社の送電網から送電線により電力供給を受ける。初期段階にはパーム農場周辺には電力需要が少なく、長期的な電力インフラの計画・整備が重要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0013】
【文献】特開２００７－３１５２１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0014】
パーム農園の搾油工場（パーム工場：ＭＩＬＬという）はパーム農園の核になる施設であり、年間安定して連続運転するために電力とクリーンな水が必須である。パーム農園の計画では２０年間にわたり、アブラヤシの樹木を苗から育てて植林していく。植林してから３年程度して果実（ＦＦＢ）が収穫できるようになり、２０年間収穫すると収量が落ちるので、樹林を伐採して新たに品質改良した苗に植え替えて育てていく。したがってパーム工場では電力とクリーンな水を確保できる場所が計画・建設の必須条件になる。ただし、パーム農園計画・建設時には電力会社はパーム農園に電力供給するが、この時点では周辺地域を含め電力需要が少ない。
【0015】
インドネシアは人口が多く農業を含む産業が発達しているジャワ島を除き、パーム農園がすでに７００カ所稼動してパーム油を生産している。パーム工場（ＭＩＬＬ）に隣接して廃水池があり、複数の池の廃水（ＰＯＭＥ）の最終の池はゴム製の膜を張って酸素が不足する嫌気状態でバイオガスを発生させる。この量が年中安定して１ＭＷ程度以上発生するので、これを回収利用する技術システムは確立し、数十台以上がすでに設置導入されている。バイオガスを捕囚して、国内に７００カ所ある自立型で地域分散型の発電所が稼働すると、これに適合した電力の送配電網が整備でき、同国の経済成長に大きく寄与できる。
【0016】
インドネシア政府は２０１０年代初めからバイオガスを捕囚してガスエンジンによる発電に取り組んできたが、まだ実用化に至っていない。詳細は後述するが、排熱を回収して蒸気タービン（ＳＴ）とを組み合わせて発電するガスタービンによる発電システムが最適である。
【0017】
ここで、自立型且つ地域分散型の電力製造供給システムでは、ＧＴＣＣに必要な燃料を容易に得ると共に電力を安定して電力消費地へ供給することが望まれる。本開示は、自立型且つ地域分散型の電力製造供給システムにおいて、ＧＴＣＣに必要な燃料を容易に得ると共に電力を安定して電力消費地へ供給することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0018】
本開示の一形態に係る自立型且つ地域分散型の電力製造供給システムは、複数のプランテーションのそれぞれに配置され、当該プランテーションで製造された気体燃料及び液体燃料を利用して発電する複数のガスタービンコンバインドサイクル発電システムと、複数のプランテーションのそれぞれにおけるガスタービンコンバインドサイクル発電システムから電力消費地へ電力を送る第１送電線、及び、複数の第１送電線を互いに接続する第２送電線を有する送電網と、を備え、プランテーションは、アブラヤシを栽培するパーム農園であり、気体燃料及び液体燃料のそれぞれは、プランテーションで収穫される果実を原料として製造された燃料であり、複数のガスタービンコンバインドサイクル発電システムのそれぞれは、気体燃料を利用して稼働する第１ガスタービンと、液体燃料を利用して稼働する第２ガスタービンと、第１ガスタービン及び第２ガスタービンから排気される排ガスの熱を回収する排熱回収ボイラーと、排熱回収ボイラーによって回収された熱を利用して稼働する蒸気タービンと、を有し、ガスタービンコンバインドサイクル発電システムは、当該ガスタービンコンバインドサイクル発電システムが配置されたプランテーションへ電力を送り、複数のガスタービンコンバインドサイクル発電システムは、送電網を介して、複数のプランテーションのそれぞれに電力を送る。
【0019】
この自立型且つ地域分散型の電力製造供給システムは、Ｓ－ＧＴＣＣとしてのガスタービンコンバインドサイクル発電システムを複数備えている。ガスタービンコンバインドサイクル発電システムは、プランテーションに配置され、当該プランテーションで製造された気体燃料及び液体燃料を利用して発電する。これにより、ガスタービンコンバインドサイクル発電システムに必要な燃料を容易に得ることができる。また、この自立型且つ地域分散型の電力製造供給システムは、複数のプランテーションのそれぞれにおけるガスタービンコンバインドサイクル発電システムから電力を送る第１送電線、及び、複数の第１送電線を互いに接続する第２送電線を有する送電網を備えている。これにより、例えば一部のプランテーションにおけるガスタービンコンバインドサイクル発電システムから電力消費地へ電力を送ることが困難又は不能となった場合でも、他のプランテーションにおけるガスタービンコンバインドサイクル発電システムから電力消費地へ電力を送ることができる。つまり、電力供給のバックアップを実現することができる。したがって、この自立型且つ地域分散型の電力製造供給システムによれば、電力を安定して電力消費地へ供給することができる。
【0020】
パーム農園でのガスタービンでの発電を最適化するためにＳ－ＧＴＣＣによる発電システムの実証から普及に取り組む。パーム農園では発電用の燃料はバイオガス(気体燃料)に加えて、液体燃料としてパーム油粗油（ＣＰＯ）が大量に生産・供給できる。電力は安定供給が必須要件である。ガスタービン用の燃料は気体燃料と液体燃料と二つの燃料が利用出来る。このことからパーム農園で最適な発電システムとして気体燃料と液体燃料の１つまたは２つの燃料を利用して発電する。
【0021】
本開示の一形態に係る自立型且つ地域分散型の電力製造供給システムでは、排熱回収ボイラーは、排ガス中のＮＯｘを除去する脱硝触媒と、排ガス中のＮＯｘ濃度を測定するセンサーと、を有し、排熱回収ボイラーは、排ガス中の水蒸気の潜熱を回収することにより排ガスの温度を大気温度まで下げると共に、水蒸気の潜熱の回収により発生した水を回収してもよい。この構成によれば、排ガスの温度を大気温度まで下げることによって、排ガスの熱を十分に回収することができる。また、排ガス中の水蒸気を水として回収し、当該水を有効に利用することができる。
【0022】
ＧＴＣＣはガスタービン（ＧＴ）と排熱回収ボイラーで蒸気を作り蒸気タービンで発電する。この場合、Ｚｅｒｏ Ｗａｓｔｅの考え方に基づいて、大気中の排熱エネルギーを徹底的に回収利用することが望ましい。同時に回収したクリーンな水を有効利用する。このために燃料の燃焼に伴う排気ガス中に生成されるＮＯｘ(窒素酸化物)を脱硝触媒を利用して徹底的に除去する。
【0023】
本開示の一形態に係る自立型且つ地域分散型の電力製造供給システムでは、複数のプランテーションのそれぞれにおけるガスタービンコンバインドサイクル発電システムは、送電網を介して地域の電力供給網へ電力を送り、送電網は、地域の電力供給網に組込み移管が可能に構成されていてもよい。この構成によれば、上述したように、電力供給のバックアップ及び電力の安定供給を実現すると共に、地域の電力供給網への電力の転換を図ることができる。
【0024】
本開示の一形態に係る自立型且つ地域分散型の電力製造供給システムは、アブラヤシのプランテーションである複数のパーム農園のそれぞれからの果実により製造されるＣＯ２排出ゼロ評価の気体燃料及び液体燃料の少なくとも一方を用いて発電する複数のガスタービンコンバインドサイクル発電システムと、複数のガスタービンコンバインドサイクル発電システムにより発電した電力のそれぞれを地域の電力供給網へ送る送電網と、を備え、送電網は、地域の電力供給網に組込み移管が可能に構成されている。
【0025】
パーム農園からのＣＯ２排出ゼロ評価の安定型再生エネルギーである気体燃料及び液体燃料の１つまたは２つを燃料として発電し、自立型で地域分散型の発電システムを構築し、長期的・広域的な電力製造・供給・利用が可能になる。電力は貯められない、需要に応じて柔軟に適切に対応する必要がある。このために、電力の相互融通及びバックアップ用として複数のパーム農園間に自家用電線を整備する。このことで、必要な時に必要なだけ、必要な場所で経済的に安定して電力を製造・送配電・利用への展開が可能になる。このシステムは、電力会社の送電線とも統合利用できる電力製造・送配電システムである。なお、Ｓ－ＧＴＣＣにより電力消費地への大規模な電力の供給安定性などの観点から電力会社等と連携して送配電することも十分に可能である。
【発明の効果】
【0026】
本開示によれば、ＧＴＣＣを備えた自立型且つ地域分散型の発電システムにおいて、ＧＴＣＣに必要な燃料を容易に得ると共に電力を安定して電力消費地へ供給することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0027】
【発明を実施するための形態】
【0028】
以下、添付図面を参照して、本開示に係る実施形態について詳細に説明する。以下の説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。
【0029】
図１は、ＧＴＣＣ（ガスタービンコンバインドサイクル発電システム）１を示す概略構成図である。図１に示されるように、ＧＴＣＣ１は、発電装置２と、発電装置３と、排熱回収ボイラー４と、発電装置５と、を有している。
【0030】
発電装置２は、燃焼器２１と、ＧＴ（第１ガスタービン）２２と、空気圧縮機２３と、発電機２４と、を有している。燃焼器２１は、気体燃料を燃料として高温の燃焼ガスを生成し、生成した燃焼ガスをＧＴ２２へ供給する。気体燃料は、後述するパーム農園で収穫された果実を原料として製造されたＣＯ２排出ゼロ評価（ＣＯ２を排出しないと評価されたＣＯ２フリー）の燃料である。ＧＴ２２は、当該燃焼ガスの作用によって回転して動力を取り出す。つまり、ＧＴ２２は、気体燃料を利用して稼働する。空気圧縮機２３及び発電機２４は、ＧＴ２２に連結されている。空気圧縮機２３は、ＧＴ２２の回転にしたがって回転し、空気を圧縮して燃焼器２１へ供給する。発電機２４は、ＧＴ２２の回転にしたがって回転し、発電する。
【0031】
発電装置３は、燃焼器３１と、ＧＴ（第２ガスタービン）３２と、空気圧縮機３３と、発電機３４と、を有している。燃焼器３１は、液体燃料を燃料として高温の燃焼ガスを生成し、生成した燃焼ガスをＧＴ３２へ供給する。液体燃料は、後述するパーム農園で収穫された果実を原料として製造されたＣＯ２排出ゼロ評価の燃料である。ＧＴ３２は、当該燃焼ガスの作用によって回転して動力を取り出す。つまり、ＧＴ３２は、液体燃料を利用して稼働する。空気圧縮機３３及び発電機３４は、ＧＴ３２に連結されている。空気圧縮機３３は、ＧＴ３２の回転にしたがって回転し、空気を圧縮して燃焼器３１へ供給する。発電機３４は、ＧＴ３２の回転にしたがって回転し、発電する。
【0032】
排熱回収ボイラー４は、密閉構造を有する。排熱回収ボイラー４は、熱交換器４１と、脱硝触媒４２と、センサー４３と、センサー４４と、凝縮水回収部４５と、を有している。排熱回収ボイラー４は、排ガス中の水蒸気の潜熱を回収することにより排ガスの温度を大気温度まで下げると共に、水蒸気の潜熱の回収により発生した水を回収する。
【0033】
熱交換器４１は、筐体４６内に配置されている。熱交換器４１は、ＧＴ２２及びＧＴ３２から排気される排ガスの熱を回収する。熱交換器４１は、水（ここでは、クリーンな水）又は水蒸気を熱媒体として熱交換を行う。熱交換器４１で得られた高圧蒸気は、後述するＳＴ５１へ供給される。ＧＴ２２及びＧＴ３２からの排ガスは、排熱回収ボイラー４を通過して熱交換された後、大気へ排気される。熱交換器４１は、排ガス中の水蒸気の潜熱を回収することにより、筐体４６の出口における排ガスの温度を調整する。熱交換器４１は、排ガスの温度を十分に熱交換することで外気温にまで下げることができる。これが図２のＳ－ＧＴＣＣ（Ｏ１）である。図２のＳ－ＧＴＣＣ（Ｏ２）は排ガス温度を５０℃程度まで排熱を回収することで排ガスを大気中に拡散させるための大型の天然ガス・ＬＮＧを燃料とする場合に適用する。
【0034】
脱硝触媒４２は、筐体４６内に配置されている。脱硝触媒４２は、発電装置２及び発電装置３からの排ガス中のＮＯｘを除去する。脱硝触媒４２は、選択接触還元法（ＳＣＲ法）の乾式脱硝触媒である。脱硝触媒４２は、ハニカム構造を有している。脱硝触媒４２は、例えば、ＴｉＯ２担持の五酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）又はＴｉＯ２担持の酸化銅（ＣｕＯ）により形成されている。脱硝触媒４２では、脱硝反応に十分な表面積が確保されている。
【0035】
センサー４３は、脱硝触媒４２の上流側に設けられている。センサー４４は、脱硝触媒４２の下流側に設けられている。センサー４３及びセンサー４４は、排ガス中のＮＯｘ濃度を連続測定する。センサー４３及びセンサー４４のそれぞれとしては、例えば、赤外線分析計を用いてもよいし、バッチ式の分析計を用いてもよい。センサー４３及びセンサー４４のそれぞれとしては、例えば、広く普及している汎用のガス測定器を用いてもよい。
【0036】
凝縮水回収部４５は、筐体４６内において熱交換器４１による潜熱の回収により発生した凝縮水を、回収して溜める。凝縮水回収部４５としては、特に限定されず、種々の公知の構成を用いることができる。
【0037】
発電装置５は、ＳＴ（蒸気タービン）５１と、発電機５２と、を有している。ＳＴ５１は、熱交換器４１から供給される高圧蒸気の作用によって回転して動力を取り出す。つまり、ＳＴ５１は、排熱回収ボイラー４によって回収された熱を利用して稼働する。発電機５２は、ＳＴ５１に連結されている。発電機５２は、ＳＴ５１の回転にしたがって回転し、発電する。
【0038】
図２は、比較例のＳ－ＧＴＣＣ（図示Ｏ２）の排熱量を１００とした場合における、Ｓ－ＧＴＣＣ１（図示Ｏ１）、従来のＧＴＣＣ、火力発電機のシステム及び原子力発電機のシステムのそれぞれの相対的な排熱量を示す図である。図２に示されるように、ＧＴＣＣとしては３種類がある。Ｓ－ＧＴＣＣ１の排熱量は、約２０％程度である。従来のＧＴＣＣの排熱量は、約２００％程度である。石炭や石油を燃料とする蒸気タービン（ＳＴ）による火力発電機のシステムの排熱量は、約４００％程度である。原子力発電機のシステムの排熱量は、約５５０％程度である。このように、複数の発電方式のうち、Ｓ－ＧＴＣＣ１のエネルギー効率がもっともよい。
【0039】
図３は、自立型且つ地域分散型の電力製造供給システム（以下、「電力供給システム」という）１０を示す概略図である。電力供給システム１０は、複数のパーム農園（プランテーション）１１で利用されている。パーム農園１１は、アブラヤシを栽培する農園である。電力供給システム１０は、複数のパーム農園１１のそれぞれに配置された複数のＧＴＣＣ１と、送電網１２と、を備えている。それぞれのＧＴＣＣ１は、当該ＧＴＣＣ１が配置されたパーム農園１１で製造された気体燃料及び液体燃料を利用して発電する。なお、１つのパーム農園１１には、複数のＧＴＣＣ１が配置されていてもよい。
【0040】
送電網１２は、複数の第１送電線１３と、１つの第２送電線１４と、を有している。第１送電線１３は、複数のパーム農園１１のそれぞれにおけるＧＴＣＣ１から電力消費地へ電力を送る。第２送電線１４は、複数の第１送電線１３を互いに接続する。第２送電線１４には、複数の絶縁碍子１４ａが設けられている。「電力消費地」とは、電力を必要とする都市部等のことをいう。
【0041】
送電網１２は、電力会社の送配電網（地域の電力供給網）６１に接続されている。複数のパーム農園１１のそれぞれにおけるＳ－ＧＴＣＣ１は、送電網１２を介して電力会社の送配電網６１へ電力を送る。電力会社の送配電網６１は、主幹線６２と、幹線６３と、変圧器６４と、を有している。主幹線６２には、複数の絶縁碍子６２ａが設けられている。幹線６３には、複数の絶縁碍子６３ａが設けられている。変圧器６４は、主幹線６２と幹線６３との間に設けられている。
【0042】
送電網１２は、電力会社の送配電網６１に接続されている。第２送電線１４は、それぞれのパーム農園に電力会社から引き込まれている第１送電線１３によって、幹線６３及び幹線６５に接続されている。幹線６５には、複数の絶縁碍子６５ａが設けられている。
【0043】
送電網１２は、電力会社の送配電網６１に組込み移管が可能に構成されている。第１送電線１３は、例えば、６ｋＶ架空配線６０ｍｍ２である。第２送電線１４は、例えば、６ｋＶ架空配線８０ｍｍ２である。主幹線６２は、例えば、２２ｋＶ架空配線８０ｍｍ２である。幹線６３は、例えば、６ｋＶ架空配線８０ｍｍ２である。変圧器６４は、例えば、２２ｋＶ／６ｋＶ三相変圧器である。送電網１２は、幹線６３と同一の仕様であるから、電力会社の送配電網６１に移管が可能である。
【0044】
ＧＴＣＣ１は、当該ＧＴＣＣ１が配置されたパーム農園１１へ電力会社の送電線（送配電網６１）を介して電力を送ることができる。また、複数のＧＴＣＣ１は、送電網１２を介して、複数のパーム農園１１のそれぞれに電力を送る。換言すると、１つのＧＴＣＣ１は、当該１つのＧＴＣＣ１が配置されたパーム農園１１だけではなく、他のパーム農園１１にも電力を送る。
【0045】
図４は、パーム農園１１を示す概略図である。図４に示されるように、パーム農園１１には、廃水池８が存在する。搾油工場（ＭＩＬＬ）からは複数の廃水が出ることもあり、図４は単純化しているが実際は複数の廃水池がある。図５は、複数の廃水池の最終廃水池８を示す断面図である。図５に示されるように、廃水池８は、地面に形成された池である。廃水池８には、搾油装置からの生成物が貯留される。廃水池８の縁には、廃水池８の全周に亘って延在する壁８１が設けられている。壁８１の上部には屋根８２が設けられている。壁８１には、気体燃料供給装置７が連結されている。廃水池８、壁８１及び屋根８２は、貯留装置８０を構成する。廃水池８、壁８１及び屋根８２は、空間Ｚを形成する。
【0046】
廃水池８では、生成物が自然分解すると共に酸素がない嫌気性の状態で気体燃料が発生する。気体燃料は、メタン（ＣＨ４）及びＣＯ２等を含むバイオガスである。空間Ｚは、気体燃料により充填される。気体燃料は、気体燃料供給装置７の除去装置７１によりＨ２Ｓ等が除去された後、圧送機７２によりＧＴの燃焼器２１へ供給される。廃水池８からの排水（自然分解された後の生成物）は、浄化されて廃水基準に適合した状態であることを確認して、公共水域に放流される。
【0047】
本実施形態で示す図３の電力供給システム１０は、ＧＴＣＣ１を備えている。ＧＴＣＣ１は、パーム農園１１に配置され、当該パーム農園１１で製造された気体燃料及び液体燃料を利用して発電する。これにより、ＧＴＣＣ１に必要な燃料を容易に得ることができる。また、電力供給システム１０は、複数のパーム農園１１のそれぞれにおけるＧＴＣＣ１から電力を送る第１送電線１３、及び、複数の第１送電線１３を互いに接続する第２送電線１４を有する送電網１２を備えている。これにより、例えば一部のパーム農園１１におけるＧＴＣＣ１から電力消費地へ電力を送ることが困難又は不能となった場合でも、他のパーム農園１１におけるＧＴＣＣ１から電力消費地へ電力を送ることができる。つまり、電力供給のバックアップを実現することができる。したがって、電力供給システム１０によれば、パーム農園１１間の電力の相互融通及びバックアップに加え、電力を安定して電力消費地へ供給することができる。
【0048】
また、電力供給システム１０では、排熱回収ボイラー４は、排ガス中のＮＯｘを除去する脱硝触媒４２と、排ガス中のＮＯｘ濃度を測定するセンサー４３，４４と、を有している。排熱回収ボイラー４は、排ガス中の水蒸気の潜熱を回収することにより排ガスの温度を大気温度まで下げると共に、水蒸気の潜熱の回収により発生した水を回収している。この構成によれば、排ガスの温度を大気温度まで下げることによって、排ガスの熱を十分に回収することができる。また、排ガス中の水蒸気を大量のクリーンな水として回収し、当該水を有効に利用することができる。
【0049】
また、電力供給システム１０では、複数のパーム農園１１のそれぞれにおけるＧＴＣＣ１は、送電網１２を介して電力会社の送配電網６１（幹線６３及び幹線６５へ電力を送る。送電網１２は、電力会社の送配電網６１に組込み移管が可能に構成されている。この構成によれば、上述したように電力供給のバックアップ及び電力の安定供給を実現すると共に、電力会社の送配電網６１への電力の転換を図ることができる。
【0050】
また、電力供給システム１０は、アブラヤシのプランテーションである複数のパーム農園１１のそれぞれからの果実により製造されるＣＯ２排出ゼロ評価の気体燃料及び液体燃料の少なくとも一方を用いて発電する複数のＧＴＣＣ１と、複数のＧＴＣＣ１により発電した電力のそれぞれを地域の電力供給網へ送る送電網１２と、を備えている。送電網１２は、地域の電力供給網に組込み移管が可能に構成されている。
【0051】
パーム農園１１からのＣＯ２排出ゼロ評価の安定型再生エネルギーである気体燃料及び液体燃料の１つまたは２つを燃料として発電し、自立型で地域分散型の発電システムを構築し、長期的・広域的な電力製造・供給・利用が可能になる。電力は貯められない、需要に応じて柔軟に適切に対応する必要がある。このために、電力の相互融通及びバックアップ用として複数のパーム農園１１間に自家用電線を整備する。このことで、必要な時に必要なだけ、必要な場所で経済的に安定して電力を製造・送配電・利用への展開が可能になる。このシステムは、電力会社の送電線とも統合利用できる電力製造・送配電システムである。なお、ＧＴＣＣ１により電力消費地への大規模な電力の供給安定性などの観点から電力会社等と連携して送配電することも十分に可能である。
【0052】
パーム農園１１ではＣＯ２排出ゼロ評価の安定型再生エネルギーを大量に生産できる。パーム農園１１内でできる気体燃料に加え液体燃料もＧＴ用として発電利用すると、最も付加価値の高い電力を確保できる。即ち自立型で地域分散型の発電所にできる。また、パーム農園１１は広大な敷地を利用し、パーム油以外にＣＯ２排出ゼロ評価の再生エネルギー（固形燃料及び液体燃料）を製造し輸出するために必要な電力を製造供給できる。さらに工場内の周辺のインフラ整備と相まって工業団地として発展可能である。なお、同時に燃焼排ガス中の水蒸気の熱回収と同時に、クリーンな大量の水を創出し、利用もできる。
【0053】
パーム農園１１が地域分散型の発電所としてネットワークを構築していくと新規のパーム農園計画において、必要な電力供給が容易に実現できる。また、クリーンな水供給の制約が緩和されるので、ＳＤＧｓ（Ｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｔ Ｇｏａｌｓ）に配慮した新たなパーム農場の加速的な普及が期待できる。
【0054】
インドネシアでのパーム油の生産量は、アブラヤシの品種改良及び栽培面積の拡大、作業性の改善により近年急成長してきた。パーム油の生産量は、世界の植物油市場で１／３以上を占める。パーム油の生産量の中でインドネシアの生産量は５０％以上を占めている。
【0055】
アブラヤシによるパーム油の生産性は、食料油で世界第２位の大豆油に比べ約１０倍近く、１ヘクタール当たり年間３トンを超えている。言い換えると、作付面積は１／１０で同量の食用油を生産できる。アブラヤシは、樹木であり、一度植えると２０年以上安定して果実（ＦＦＢ）を生産できる。ＦＦＢから食糧用の植物油を２０％強収穫出来、残りの８０％弱は一部が利用されている状況である。
【0056】
今後も農業生産技術の向上が見込まれることから、植物性油は国際的に大豆、ココナッツをはじめ代替可能な植物が生産を伸ばすことが見込まれる。国際的にも植物性油としての供給量が需要量を上回る状況になっている。インドネシアでは経済成長に伴い、石油の輸入国になって久しい。このため、石油輸入を節約することを含め２０１９年９月からパーム油からバイオディーゼル油としての転用を図る政策が導入された。
【0057】
今後、世界で最も重要なエネルギー環境問題は地球温暖化による気候変動への対応である。このことはＳＤＧｓ実現のための中心課題である。このために、熱帯の湿潤な気候の下で、広大な土地と人的資源（労働力）があるインドネシアなどの常緑広葉樹林によるアブラヤシのパーム農園からできる果実（ＦＦＢ）は、年間を通して安定して大量に生産できる資源であり、ＣＯ２排出ゼロ評価の安定型の再生可能エネルギー、燃料としてとして世界中から生産及び普及が強く期待されている。しかし、農業生産物であることから、燃料への転換という発想はまだ、部分的なレベルにとどまっている。
【0058】
インドネシア政府は「地球温暖化による気候変動への対応を最重要視して２０４５年にはＧＤＰを世界で５位以内にする」という長期政策及び戦略を２０１９年１０月、大統領の就任時に発表した。ＦＦＢからＣＯ２排出ゼロ評価の安定型の再生エネルギー、燃料にすることで外貨を獲得し経済発展を進めるとともに国内外で温暖化による気候変動への対応を推進して世界に貢献が図れる。
【0059】
パーム農園でＦＦＢから燃料を作り、国際市場に流通させるには燃料規格を作り、これに適合した品質の燃料を安定して作り、ＳＤＧｓのコンセプトに沿って長期にわたり安定して持続可能な状態で国内のパーム農園外での発電用及び海外の需要地に輸送する必要がある。このために上流（燃料製造段階）から下流（燃料を輸入して利用する段階）に至るまで開発利用するために総合的に捉え最適解を求める。例えば、インフラとして重要な港湾への固形燃料、液体燃料の輸送、港湾から海外への船舶の輸送用燃料をＣＯ２排出ゼロ評価の再生エネルギーの使用や船舶の帰り便の有効な貨物輸送などを検討し具体化していけばよい。
【0060】
これに加え、燃料を作るために必要な電力をパーム農園内でつくり出すこと、自立型且つ地域分散型の発電システムを作り普及させることが大きな強みである。本開示はこれを実現するための政府の政策に沿って、長期的、広域的に国全体で活用できるシステム開発と製造した電力や燃料を利用する取組みである。
【0061】
パーム農園では、ＦＦＢから蒸気を利用してパーム油粗油（ＣＰＯ）を抽出したあとの油混じりの廃水（ＰＯＭＥ）から、農園内の複数の廃水池の最終の池で、嫌気性状態でバイオガスを製造及び捕囚する装置（図５参照）が技術確立して普及できる状況である。バイオガス中には６０％程度のＣＨ４及び４０％程度のＣＯ２を含んでいる。ＣＨ４は地球温暖化係数がＣＯ２の２０倍以上高いため、インドネシア政府及びマレーシア政府は、これを捕囚して利用することで温暖化を防止することを国際約束している。
【0062】
インドネシア政府及びマレーシア政府は、ＣＨ４を捕囚し、最も付加価値の高い発電用燃料として利用する政策を進めている。バイオガスを捕囚することで標準的なパーム油の収穫量を３トン／ｈａ、面積２００ｋｍ２として６０万トン／年とすると、インドネシア国内では７００ヶ所のパーム農園がある。標準的なパーム農園では１ＭＷ（１０００ｋＷ）程度の発電を可能にするバイオガスを捕囚できる。このための設備投資は相当に巨額を必要とするが、華僑系財閥資本の大手事業者を中心に設置が進みつつあり、安定して発電できるシステムが確立すると一気に設置が進む。なお、本技術システムは、高温で湿度の多いアフリカやブラジルなどの地域でもアブラヤシのプランテーションが拡大し、適用していくことが見込まれる。
【0063】
発電用燃料として使用する場合、腐食性のあるＨ２Ｓをスクラバーで反応させて吸着除去、精製したバイオガスを発電用に供給する。これらの前処理装置、エンジニアリングの取組みはパーム農園で相当期間の取組み実績があり、確立している。発電装置はガスエンジンとガスタービンによる２つの方式が考えられる。
【0064】
日本でも工場等で利用されるコージェネレーション（熱と電気と両方を利用する）のガスタービンは、ジェット飛行機のエンジンを転用した５ＭＷ級が一般的であり、１ＭＷ級での利用は一般的ではない。ヨーロッパでも同様に１ＭＷ級での利用はガスエンジンが一般的である。
【0065】
インドネシア政府は、関係組織と協力してバイオガスによる１ＭＷ規模のガスエンジンによる発電装置の開発及び実証普及に向けてヨーロッパのガスエンジンを導入して取り組んできた。パーム農園での利用には以下のような二つの大きな課題があり、いまだに開発実証段階にある。
【0066】
一つ目は、バイオガスには４０％程度のＣＯ２を含んでいる。ＣＯ２が多いとガスエンジンでは安定した稼働が難しい。また、ガスの性状が変動することもあり、燃焼が不安定になる。二つ目は、ガスエンジンは自動車用などで大きな実績がある。ガスエンジンを稼働させるためには、常時点検管理が必要なことから、パーム農園という現場環境では点検調整などのためのエンジニアリングが必要である。運転管理を外部のエンジニアリング会社に委託するとコストが高まり安定操業に至っていない。
【0067】
ガスタービンの羽根は回転体であり、基本原理は産業革命前から動力用として使用されてきた水車や風車と同じである。従って、熱応力や腐食性物質などの影響がない状態では、長期間安定して稼働できる。
【0068】
常用のＧＴは、５ＭＷ以上が一般的であるが、地震や火災などの場合に稼働させる非常用発電装置として２００ｋＷ（０．２ＭＷ）以上５ＭＷ規模の設備が広く普及しており、信頼性も高い。原理的に長期間の使用に耐えるものである。最近、日本では１ＭＷ級のＧＴが開発及び販売された。原理から考えても長期間の使用に耐えることを実証及び確認する手順をふむことで解決できる。
【0069】
非常用発電機は、通常は液体燃料を使用する。したがって、パーム農園１１では気体燃料だけでなく、パーム農園１１で製造される液体燃料も使用できる。今後はパーム農園１１内での電力需要は主として燃料製造用に発生するが、その規模や利用可能な時期は周辺の様々な状況に合わせて柔軟に対応できることが重要である。また、電気は貯められないから供給の安定性を確保することが重要である。必要な電力のためのこれらの燃料をパーム農園１１ですべて賄うとともに、広大な土地があり、周辺のインフラ整備と相まって雇用の創出が可能で地域活性化、経済発展の原動力となる工業団地として必要な電力をパーム農園１１内で製造する燃料で増強できる機能がある。即ち、国や共和国の地方政府の長期的な政策、マスタープランに沿って地方政府は地域開発計画を立て事業化推進が可能になる。
【0070】
パーム農園１１では農園内でできるバイオガス及びパーム油粗油（ＣＰＯ）を燃料として最も付加価値の高い電力に変換利用することが最も有効である。ＧＴの発電効率を２５％程度に確保することは原理的にも可能である。そして発電後の排ガスの温度が７００℃以上の高温であり、排熱回収ボイラー４で専用の蒸気ボイラーと遜色なく十分な熱回収が可能である。排熱回収ボイラー４は、燃焼器を持たないので安定した運転を実現出来る。電力は貯蔵できないから、安定して稼働させるために２基以上のＧＴの排ガスを集合させて利用することを基本とする。パーム農園１１で捕囚及び回収するバイオガス中に可燃ガスであるＣＨ４が６０％程度で発熱量が小さいので、起動時に炎が吹き飛び着火の安定性が低い可能性がある。この場合、パーム農園１１で供給可能な液体燃料（ＣＰＯ：パーム油粗油）で着火させて、燃焼器が安定状態になってから気体燃料に切り替えることで、安定稼働への対応は解決できる。
【0071】
パーム農園１１でできる気体燃料及び液体燃料をもとに、ＧＴで発電するとともに、排熱回収ボイラー４については、先に登録した評価試験装置及び評価試験システム（特許第６４４６１６０号）の特許システムの考え方を適用する。Ｚｅｒｏ Ｗａｓｔｅの考え方で２つの究極の電力とクリーンな水を有効利用するシステムが実現できる。この点に関し、持続可能（ＳｕｓｔａｉｎａｂｌｅのＳ）をとってＳ－ＧＴＣＣとして機能表現することがインドネシア政府を含む関係者の間で定着している。排熱回収ボイラー４の中に脱硝触媒４２を組み込んで大気汚染物質の排出をゼロにし、燃焼排ガス中の水蒸気の潜熱を外気温にまで熱交換し回収できる。回収したクリーンな水を有効利用出来る。回収される水は、例えばこれをボイラー等に利用可能であり燃料の２倍程度と大量に生成できる。このため、新規にパーム農園にＧＴＣＣ１を導入する場合、システムは共通で、省エネ性、性能の安定性と運転及び点検管理の容易化、経済性の確保など改善及び改良が進むものになる。
【0072】
パーム農園１１では、燃焼排ガス中の水蒸気の潜熱を回収することにより、排ガス温度を外気温にまでさげることができる。熱回収可能量は、気体燃料の場合１０％、液体燃料の場合６％である。したがって、Ｓ－ＧＴＣＣでの発電効率の向上は,蒸気タービンの発電電効率を３０％程度として発電効率の効率向上に換算すると、気体燃料で３％程度、液体燃料で２％程度になる。排熱回収ボイラー４で回収した水は、凝縮してできるクリーンな水である。これをパーム農園１１内のプロセス蒸気として有効に利用出来る。また、パーム農園１１外にクリーンな水を供給することも可能であり、地域のインフラ整備にも貢献できる。排熱回収ボイラー４で回収した水は、凝縮してできるクリーンな水である。化学式ＣＨ４ ＋ ２Ｏ２ ＝ＣＯ２ ＋２Ｈ２Ｏからすると、ＣＨ４とＨ２Ｏとの気体の体積比が１：２であって、重量比が１６：２×１８＝１：２．２５である。即ち、燃料として使用するバイオガス中のメタンガスの重量に対して２倍強の重量の大量のクリーンな水が製造できる。パーム農園１１でのＳ－ＧＴＣＣの実証ができると、インドネシア政府は、７００カ所の全てのパーム農園１１に普及させる方針を示している。地球温暖化対策としてＣＯ２排出ゼロ評価の安定型の再生エネルギーによりＣＯ２排出量を最大限に抑制できる。同時にパーム農園１１を核とした工業団地づくりまでを視野に入れた総合計画、マスタープランを作ることが可能になる。
【0073】
パーム農園１１は、広大な面積の中での利用であり、住民がいないので大気汚染の懸念はない。Ｓ－ＧＴＣＣでは、排ガス中に汚染物質がない。アンモニアの少量の漏れや、白煙の発生対策などに配慮する必要はない。排気ガスからの熱回収は常温まで全量熱交換が可能であり煙突も不要である。実際に搾油工場（ＭＩＬＬ）では、ボイラー等の燃焼により煙突から黒い煙があがっている。このシステムをＬＮＧを燃料として大規模な発電用に利用するときに、パーム農園１１での実績が大きな力を発揮できる。大気汚染がないので、住民の不安もなく地域社会に歓迎される。地域分散型の火力発電所の計画は、実質的に環境影響評価手続きなしに地域社会の合意を得ることができる。これは、日本は勿論、世界的にも大きな付加価値を生み出すことになる。
【0074】
パーム農園１１では、農園内でできるバイオガス及びパーム油粗油（ＣＰＯ）を燃料として付加価値が高い電力に変換することが最も望ましい。そして、発電電力が豊富にあると、パーム農園１１内で有効な液体燃料、固形燃料の製造やその他の製造用に活用できる。同時に、土地が広く豊富な労働力を教育と訓練により育てることでパーム農園事業者が工業団地としての機能及びポテンシャルを持っている。さらに、パーム農園１１外への電力供給が可能になり、極めて効率的な電力のネットワーク構築を実現出来る。これを実現するために、次のパーム農園間の電力の相互融通及びバックアップシステムを通じて地域の電力インフラの整備にも大きな付加価値を生み出すことができる。広大なパーム農園１１を複数のクラスターと捉えて、自家用電線で繋ぐことにより、電力の相互融通及びバックアップ電源の確保が可能になる。また、パーム農園１１は、人口が希薄な地域で計画されることから、Ｓ－ＧＴＣＣを導入採用することでパーム農園１１で電力及びクリーンな水の使用が容易になる。同時に周辺の電力需要量が小さいことから電力会社は送配電網の整備の収支を圧迫することにもなって進めにくい。パーム農園１１で自立型且つ地域分散型の発電所の建設が進むと、合理的な電力ネットワークの構築に繋がる。クラスターとしての自家用送電線は、６ｋＶ用で対応できるが、送配電線については、２２ｋＶ仕様と同一である。電柱や鉄塔で使用する絶縁碍子は一般に６ｋＶ仕様を採用することで初期設備コストを抑制する。図３は、自家用電線を発展的に電力会社の電力ネットワークに展開していくモデルを示す。クラスター計画及び設置段階では、電力会社の幹線は整備されていないか、利用できないものとして専用電線を設置する。パーム農園１１内の自家使用ないしはクラスターへの送電などの電力送電容量が大きくなると変圧器を介して電圧を２２ｋＶにする。このときに、自家用線を電力会社に移管するとともに、絶縁碍子を２２ｋＶ仕様に交換する。パーム農園１１は、ＣＯ２排出ゼロ評価の安定型の再生エネルギーを利用する自立型且つ地域分散型の発電所である。必要な時に必要な場所で合理的、経済的に主幹線へと接続し、地域の電力ネットワークを整備することで、地域発展の原動力になる。従来、電力会社の送配電網は、より高電圧の主幹線として６６ｋＶ、基幹幹線として１５０ｋＶ以上で計画していたが、これらの必要性は極めて小さくなる。
【0075】
パーム農園１１でできる果実（ＦＦＢ）からパーム油を抽出する際の廃液からできるバイオガスを捕囚して製造する気体燃料及びパーム油原料（パーム油粗油：ＣＰＯ）からできる液体燃料はいずれもＣＯ２排出ゼロ評価の安定型再生エネルギーである。この燃料により持続可能なＳ－ＧＴＣＣシステムを備えた自立型で地域分散型発電システムを複数のパーム農園１１に自家用電線でネットワーク化することで、相互融通及びバックアップ電力として安定した電力供給が可能になる。また、パーム農園１１内で大量に生産できるＦＦＢからＣＯ２排出ゼロ評価の安定型の再生可能エネルギーとしての燃料生産用等に必要な自家用電力を利用計画に基づき柔軟に安定して増強し確保できる。さらに自家用線を電力会社の幹線と連携することで、付加価値の高い電力の製造、利用及び地域への供給が可能となり、地域のインフラ整備、工業団地などの地域開発、産業と雇用の創出、並びに、人々の教育及び訓練による能力向上など、政府や地方政府の総合的な政策の実現の支援が経済的に計画的に実現できる。将来的にはパーム農園の事業者自らが自家用電線を建設所有し運用することから政府や地方政府等とともに電力事業者になることも可能性が高い。また、排熱回収ボイラー４で水蒸気の熱回収、大量の回収水の有効利用を図ることができる。なお、気体燃料はパーム農園１１での製造プロセスからできる廃水（ＰＯＭＥ）から発生するバイオガスを捕囚して精製したものを有効利用するなど、地球温暖化対策として長期的な目標を早期に確立及び実現出来る技術システムである。自立型且つ地域分散型の電力供給システム１０が整備充実すると、周辺の広大な地域でのパーム農園１１の建設計画に必要な電力とクリーンな水の供給及び確保が容易になる。これらを活用して新規に計画するパーム農園１１は、温暖化対策とＳＤＧｓに対応したものとして一層の地域開発、経済発展の加速につながることになる。
【0076】
図４は、パーム農園１１のモデルを示す概略図である。図４に示されるように、パーム農園１１は、例えば一年中温暖で降雨量の多い熱帯雨林地帯で生育するアブラヤシ等の植物を栽培する。パーム農園１１の面積は、例えば約２００ｋｍ２である。パーム農園１１の中には、搾油工場（ＭＩＬＬ）及びこれに隣接する複数の廃水池８が存在する。パーム農園１１では、アブラヤシの果実（ＦＦＢ：Ｆｒｅｓｈ Ｆｒｕｉｔｓ Ｂｕｎｃｈ：ＦＦＢ）が毎日収穫されて搾油工場へ運ばれる。搾油工場を稼働させるために電力とクリーンな水が必要である。果実（ＦＦＢ）に蒸気を注入して油分を抽出する。抽出に使用した蒸気は凝縮して油混じりの有機物を含んだ廃水（ＰＯＭＥ）として、廃水池８に排出される。廃水池８では、有機物が沈殿または自然分解する。最終の廃水池８では、嫌気状態でＰＯＭＥの油分を分解してバイオガスを発生させ６０％程度、ＣＯ２が４０％程度含まれているが、組成は変動する。このガス中の有害物質であるＨ２Ｓをスクラバーで吸着除去して精製して発電機に送り込む。
【0077】
パーム農園１１では、政府の方針に従って、バイオガスを捕囚し発電用燃料に利用する段階である。インドネシア政府は、２０１０年頃からガスエンジンによる１ＭＷ規模の発電に取り組んでいるが、まだエンジニアリング会社が工夫しながら運転しており発電設備としての性能が安定しない。また、バイオガスの捕囚装置の改造費が大きいことなどから、部分的な普及に留まっている。
【0078】
バイオガスを利用してＧＴの常用発電機としては普及しておらず、パーム農園１１でも使用された実績がない。しかし、ＧＴは産業革命以前から動力をとりだすために風車や水車と同様に羽根（ブレード）を回転させるシステムであり、原理的に性能が安定している。人があまり手をかけずに長期間安定して稼働できる特徴がある。また、ガスエンジンと異なり、高速で回転させることによりコンパクトで大きな出力を取り出すことができる。このことから、非常用発電機として火災や地震などのときにスイッチを入れれば稼働できる機能が評価されて０．２ＭＷから５ＭＷ、さらに大容量のＧＴまで広く普及している。また、燃料としては液体燃料が基本であるが、バイオマス燃料でも原理的に問題がない。ガスタービンは燃焼用空気量を理論空気量の４倍程度入れて燃焼温度を下げて、タービン羽根の耐熱性を維持する構造・方式である。このことから、電力は貯められないので、電力の出力を確保するため及び安定供給のためにパーム農園１１内で自給できる気体燃料用と液体燃料用と複数台設置が基本構成になる。勿論、パーム農園１１内等での電力需要の増大に伴い、それぞれを複数台設置することもできる。
【0079】
さらにパーム農園１１の果実（ＦＦＢ）から製造できる液体燃料と気体燃料の組み合わせにより最も付加価値の高い大量の電力供給が可能になる。したがって、パーム農園１１はＣＯ２排出ゼロ評価の安定型再生エネルギーによる地域分散型発電所として地域の工業団地として国のマスタープランや地方政府の開発計画に大きく寄与することができる。可及的速やかに発電システムの実証を進めることが望まれる。実証装置で基本性能が確認されると、同型機を複数のパーム農園１１で採用・実証して実用化を加速することが可能になる。小規模（０．２ＭＷ，２００ｋＷ）から中規模（５ＭＷ級）であっても安定した規格品として市場で購入・調達してできる市販されている設備を採用・設置できる。したがって実証段階での開発スピードが速く、実用設備に規模を拡大したシステムとして短期間に普及が見込まれる。市場ニーズが大きくなると、ＧＴは確立した技術であり、複数のＧＴメーカーの参入により品質と価格面のメリットがある市場を形成できる。今後、高速大容量の通信技術、ＡＩ、ＩｏＴの利用技術が急速に進展するので、ＡＩやＩｏＴを活用したドローンなどによる監視測定やデータ蓄積・活用などを現在７００カ所、今後はさらに増大させて、パーム農園１１での長期的、総合的な管理、改善を図ることに繋ぐことができる。同時に今後高速大容量化が進むＡＩ、ＩｏＴの活用、有効利用により、品質の安定した液体燃料、固形燃料を年間を通じて安定して供給できることが、発電用燃料として重要であり、これを支える基盤技術になる。
【0080】
パーム農園１１内では付加価値の高い電力をより効率的に理想的な形で製造利用できることが望まれる。気体燃料及び液体燃料の複数台設置を基本とするＧＴ出口の排ガス温度が７００℃以上であり、これの排熱をすべて回収して蒸気を作り蒸気タービンにより発電し、最も付加価値の高い電力を取り出す。全ての排熱を回収するために、排ガス中の大気汚染物質を除去する。バイオガス中のＨ２Ｓはガスの精製装置にあるスクラバーで除去する。ＧＴ出口では燃焼に伴いＮＯｘが発生するので、これに当量以上のＮＨ３を注入してＮＯｘを除去する。この脱硝反応は還元触媒を介して行う。熱交換器で液体と気体の熱交換をする。排ガスは常温まで熱交換する設計とする。排気ガス中には大気汚染物質がないので、パーム農園１１内の小規模システムであり、煙突は不要である。
【0081】
排熱回収ボイラーでの反応が適切に行われていることを計測監視する。必須項目は、ＧＴ入口でＨ２Ｓを測定、ＧＴ出口でのＮＯｘ濃度と排ガス量、回収水中の成分、ＰＨ、及び、排ガス量と温度（それぞれの装置の入口と出口で測定）がある。
【0082】
発電した電力の特徴と活用について述べる。パーム農園１１の主要構成部分は上述したように２００ｋｍ２もの広大な面積の中に事務所と搾油工場と搾油工場からでる廃水（ＰＯＭＥ）中の有機物を沈殿または自然分解させる複数の廃水池などからなる。従って、工場等で必要な電力を確保できると、パーム農園１１内で新たな液体燃料、固形燃料製造工場などを作り、関連事業を拡大することも容易である。一般にＧＴは気体燃料、液体燃料の複数台で発電電力供給することに特徴があり、需要量に応じて柔軟に出力調整が可能である。また、メンテナンスや故障等の非常事態に対しても最低限の電力を自給できる。さらに自家用電線で複数のパーム農園を繋ぐことで電力の総合融通、バックアップが容易になり、自家用電線は将来的には電力事業の送配電線として重要なインフラになる。
【0083】
外部との電力の需給の連携も大きなメリットがある。パーム農園で発電する電力はＣＯ２排出ゼロ評価の安定型の再生可能エネルギーであり、地球温暖化対策としても極めて望ましい。そして、周辺部には電力会社による電力供給ネットワークを整備し、同時に道路等のインフラ整備を進めることで、国及び地方政府の地域開発は長期的な視点で総合的に計画を推進できる。パーム農園はインドネシアでは全国に約７００カ所あり、政府はＳ－ＧＴＣＣを実用化すると全国に拡大するとの方針を示している。ＣＯ２排出ゼロ評価の安定型再生エネルギーによる自立型で地域分散型の発電所が７００カ所設置できる。そして、最も付加価値の高い電力を必要なときに必要なだけ経済的に安定して供給することが可能になる。
【0084】
電力を外部のネットワークに接続することの優位性について述べる。ＧＴＣＣで発電する電力は一般に周辺の電力需要が小さいので、６ｋＶで送電できる仕様が基本である。パーム農園１１の周辺に２２ｋＶの送電網がある場合はそのまま送出し、変圧器を介して電力会社が送電網に接続する。「高圧送電線」とは、公称電圧（ＪＥＣ規格）が６ｋＶの電線路で使用される電線のことをいう。公称電圧が低い電線路に使用される電線のコストは、公称電圧が高い電線路に使用される電線のコストよりも低い。ただし、公称電圧（ＪＥＣ規格）が２２ｋＶの場合、公称電圧６ｋＶの場合と送電線の仕様は同一である。例えば式Ｗ＝３１／２×ＥＩｃｏｓθにより求めることができる。ただし、Ｗは電力（ｋＷ）、Ｅは電圧（Ｖ）、Ｉは電流（ｋＡ）である。電圧Ｅが２２ｋＶである場合、例えば電流Ｉが１ｋＡであると仮定すると、電力Ｗは３４ＭＷ程度となる。電力会社は、将来的に地域の電力需要量が増大する場合、２２ｋＶは６ｋＶの送電線と同一仕様であるので、新規に送電網を計画・建設する場合、碍子２２ｋＶ用に交換して対応することになる。パーム農園１１でできる液体燃料により電力３０ＭＷもの電力供給に対応できるポテンシャルがある。実際には電線は重要なインフラであり、６０ｍｍ２ではなく８０ｍｍ２を使用することで、さらに大電力に対応できる選択肢もある。
【0085】
地域の電力ネットワークが整備されると、次のメリットが生ずる。パーム農園１１内のＧＴＣＣ１に故障等のトラブルが発生した場合、隣接するパーム農園１１から相互融通及びバックアップ用電力の託送をうけることが可能になり、地域の電力供給の安定供給性、信頼性はさらに大きなものになる。新規にパーム農園１１の設置を計画する場合、６ｋＶの送電線を延長することで、必要な電力供給を受けることが可能である。勿論パーム農園が稼働すると、パーム農園１１相互の電力ネットワークに組み込まれることになる。
【0086】
本開示の一形態に係る電力供給システム１０は、パーム農園１１で生成された生成物を貯留する貯留装置８０から気体燃料を回収し、気体燃料をＧＴＣＣ１へ供給する気体燃料供給装置７を備えている。この構成によれば、気体燃料供給装置７により貯留装置８０から気体燃料を回収し、当該気体燃料を発電装置２に供給して発電しパーム農園１１内で電力使用することができる。
【0087】
また、本開示の一形態に係る電力供給システム１０は、パーム農園１１で搾油・生産したパーム油粗油（ＣＰＯ）をもとにガスタービン用燃料として精製し供給する装置を備えている。この構成によれば、液体燃料供給装置により貯油装置を経て液体燃料をガスタービンに供給して発電し、パーム農園１１内で電力使用することができる。この場合、電力は貯められないから、ＧＴＣＣ１は発電電力量を需要電力量に見合った形で出力調整できる特徴を有効に機能させることが重要である。
【0088】
燃料として使用するバイオガス中のメタンガスの重量に対して２倍強の重量の大量のクリーンな水を製造できる。回収水は実証段階ではＮ分、Ｓ分などの微量物質の測定をするとともに、ＰＨが７以上のアルカリ性であることを管理することで、搾油工場で使用するボイラー用水として大量に供給可能である。パーム農場で液体燃料を製造する場合、必要な給水量は果実（ＦＦＢ）の２９％、パーム油は２４％に相当するとの報告書がある。したがって、液体燃料からの最大給水可能量は５０％以上と大きいので、パーム農場内で必要な給水量をすべて賄うことが可能である。新規にパーム農園１１の設置を計画する場合、搾油工程で必要とするクリーンな水の利用を計画に織り込むことで立地の自由度が広がる。また、給水用の初期設備投資額を抑制できる。新規のパーム農園１１の計画では生産量が標準状態に拡大するまでに長期間を要する。アブラヤシは苗を育ててから３年目くらいで果実（ＦＦＢ）ができる。その後２０年間は果実を取り続けた後、伐採して新たに苗を植えて持続可能な循環をしているシステムである。したがって、パーム農園１１の初期段階では、生産量が小さいことを考慮して必要な電力も水のユーティリティ計画に有効に反映できる。このクリーンな回収水をパーム農園１１外の地域に供給することも可能である。ただし、水道法への適用などの事業の運営・管理面での配慮が必要になる。
【0089】
地球温暖化対策を考慮すると、世界では長期的にはＣＯ２排出原単位が少ない大規模な火力発電所による電力供給がどうしても必要になり、相当量を化石燃料に頼る必要がある。石油は１９８０年代以降、価格が高いこともあり発電電力用としては不向きであることが明確になった。石炭火力は天然ガスに比べてＣＯ２の排出量が多く、地球温暖化の観点から好ましくないと位置づけられている。このために世界中で広く大量に埋蔵されている天然ガス、これを液化して輸送するＬＮＧが経済性、供給安定性、環境保全性の面から最も優れている。これをＳ－ＧＴＣＣとする技術システムは、確立した技術で対応できるが、実証できていないこともあり、世界中でまだ普及していない。これを実証するために評価実証装置及び評価実証システムとして特許が登録できた。これをパーム農園１１で実証し、広く普及させることで実証の役割を果たすことができる。大規模な火力発電に適用するために、環境影響評価制度などで実証の実績があることは大きな推進力になる。原理的にはスケール・ニュートラル即ち発電規模と関係がないので、本発明の成果として初めて実現、世界に貢献できるものになる。
【符号の説明】
【0090】
１…ＧＴＣＣ（ガスタービンコンバインドサイクル発電システム）、４…排熱回収ボイラー、１０…電力供給システム（自立型且つ地域分散型の電力供給システム）、１１…パーム農園（プランテーション）、１２…送電網、１３…第１送電線、１４…第２送電線、２２…ＧＴ（第１ガスタービン）、３２…ＧＴ（第２ガスタービン）、４２…脱硝触媒、４３，４４センサー、５１…蒸気タービン。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】