HIGIS 3/ﾌﾟﾚｾﾞﾝﾃｰｼｮﾝ資料/J_GrayA.ppt

(1)

0 株式会社

日立製作所

執行役常務／電力システム社社長

2010年11月16日

田中

幸二

地球環境保全に向けた

エネルギーベストミックスへの取り組み

(2)

1 水力・風力・太陽光・スマートグリッドなど

陽子線がん

治療装置

他

受変電システム・ドライブシステム・スマートグリッド・PETサービスなど

原子力

沸騰水型原子力プラント(ABWR・ESBWR)

他

予防保全・

燃料サイクルなど

原子力プラント主要機器

風力発電

システム

太陽光発電

システム

水力発電

システム

AQCS：Air Quality Control System

IGCC：Integrated Gasification Combined Cycle ABWR：Advanced Boiling Water Reactor PET：Positron Emission Tomography ESBWR：Economic and Simplified Boiling Water Reactor

火力

石炭火力プラント

ガスタービン

石炭ガス化複合発電(IGCC)

石炭火力プラント

主要機器

2009年度

連結売上高

8,821億円

19%

57%

24%

中央制御操作盤

原子炉機器

原子炉圧力容器

蒸気タービン・発電機

ボイラー・ＡＱＣＳ

１. 日立電力システム製品

(3)

2 世界のＣＯ

２ 排出量見通し

出典：「World Energy Outlook 2009」より作成

２８０ ２０１０

２０１５

２０２０

２０２５

２０３０年

(億㌧)

２６４億㌧

2030年CO

2 排出予測

４０２億㌧

450 _ppm

シナ

リオ

２００７

２８８億㌧

延

長

線

シ

ナ

リオ

３００

３２０

３４０

３６０

３８０

４００

CCS：Carbon Dioxide Capture and Storage

ＣＯ

２ 削減対策の中核として発電関連部門への期待

低炭素社会構築へ加速

（原子力・ＣＣＳ・新エネルギーの拡大）

再生可能

エネルギー

CO

₂

回収・

貯留(CCS)

バイオ燃料

発電効率

向上

原子力

４１％

２１％

１１％

６％

エネルギー供給

(発電)部門

６６億㌧

(-４８％)

エネルギー需要

部門

７２億㌧

(-５２％)

排出抑制の内訳

２. 低炭素社会実現へ向けた世界的な潮流

(4)

3 地域別埋蔵量分布

0

50

100

150

200 石油

天然ガス

石炭

資源確認埋蔵量

(１兆3331億ﾊﾞｰﾚﾙ)

(187兆㎥）

（8260億トン）

46年

63年

119年

0%

25%

50%

75%

100%

石油天然ガス

石炭

北米

中南米

欧州･ﾕｰﾗｼｱ

中東

アフリカ

アジア太平洋

出典：「BP統計2010」

可採年数（年）

出典：「BP統計2010」

石炭：豊富な埋蔵量、小さな地域的偏在性

⇒

世界の基幹電源

天然ガス：相対的に少ないＣＯ

_２

排出量

⇒

石炭に次ぐ主要電源

３．エネルギー資源別動向

０％２０％４０％６０％８０％１００％

石炭

石油

原子力

水力

42％

6％

21％

14％

16％

2％

資料:IEA World Energy Outlook 2009”より

電力の電源構成

(２００7年、W/W)

天然

ガス

再生可能

エネルギー

(5)

4 敦賀３

大間

浪江・小高

福島第Ⅰ-７

東通１（東京電力）

敦賀４

福島第Ⅰ-８

上関１

上関２

東通２（東北電力）

島根３

建設中

川内３

４-１. 原子力発電

国内新増設計画

２０２０年度

２０１０

２０１５

浜岡６

東通２（東京電力）

ＢＷＲ

１１基

ＰＷＲ

３基

※内、ＡＢＷＲ１０基

出典：経済産業省資源エネルギー庁「2010年度電力供給計画の概要」

国内原子力建設計画（１４基）

(6)

5 ４-２.

原子力開発の継続推進

2000

年代

2,000

1,000

2010

出力規模

1960

1970

1980

1990

2020

2030

BWR-3

BWR-2

BWR-4

BWR-5

ABWR

次世代

BWR

ESBWR

立地性

拡大

■米国設計認証更新申請(11月)

■“世界標準ABWR”開発

増出力(150万kW級)・超工期短縮

■米国設計認証取得(2011年9月)

申請中原子炉で最速

■次世代BWR(180万kW級)

国家プロジェクトにて開発

■ABWRシリーズ化

(ABWR-600・ABWR-900)

■小型炉の開発

小型BWR(30万kW級)

小型高速炉(Na冷却・30万kW級)

出

力

向

上

ＳＣ構造

格納容器

航空機落下

対策ドーム

次世代ＢＷＲ

■免震建屋

■静的＆動的安全系

ベストミックス

世界標準ABWR

ABWR

-900

ABWR

-600

小型炉

(MW)

SC：Steel Plate Reinforced Concrete

市場ニーズに対応した原子力開発を継続推進

ESBWR

エンジニアリング

推進

次世代炉開発

(7)

6 近年の建設実績・建設状況

[主要プラント]

◎

Electrabel-1,2（建設中）BTG

米州

アジア

欧州、南ア

★

◎

Waｌsum-10（建設中）BTG

★

◎

Walter Scott, Jr-4

（2007年運開）BTG

Keephills-3（建設中）BTG

◎

YongHung-3,4

（2008年運開）TG

◎

電発/磯子新2号

（2009年運開）TG

Medupi-1～6

（建設中）B

Kusile-1～6

（建設中）B

＜超々臨界圧（USC）の建設実績(建設中含む) ＞

■国内８基・海外２５基（計３３基）

B：ボイラ

TG：蒸気タービン・発電機

★

：EPC案件

◎

：USC案件

Duke Energy

（建設中）B

Elm Road-1,2

（建設中）BTG

◎

BoAⅡ-1,2

（建設中）B

◎

Boxberg-1

（建設中）B

USC：Ultra Super Critical（超々臨界圧：温度593℃以上・圧力24.1MPa以上）

◎

Dangjin-9,10

（建設中）B

(8)

7 大気排出物

排出抑制技術開発

CO

2

NO

X

SO

_X

２０００

２００５

２０１０

２０１５

２０２０

ＣＯ

２ 回収

発電効率向上

排ガスクリーン化

高効率蒸気タービン（高効率化、高信頼性化）

７００℃級

Ａ-ＵＳＣ

大型実証機

ＣＯ

２ 回収技術（実証試験）

低NO

X

燃焼、高性能ＡＱＣＳ（高性能化）

商用ﾌﾟﾗﾝﾄ

７５０℃級

石炭ガス化パイロット試験

A-USC：Advanced Ultra Super Critical

ＡＱＣＳ一貫

研究設備

石炭燃焼

試験設備

(世界最大級)

５-２. 火力発電の環境対応技術開発

(9)

8 IGCC+CCS

A-USC・IGCC+CCS技術の開発加速

～2006：

約6,000hrの試験運転でプラント性能確認

～2009：ＣＯ

_２

分離回収試験

（発電用石炭ガス化ガスからは世界初）

EAGLEプロジェクトで技術開発

（2002年～）

大崎クールジェンプロジェクト

（NEDO FS：2010～2011年）

■

事業主体：大崎クールジェン株式会社

■

実施内容：酸素吹IGCC及びCO

２

分離回収技術の

スケールアップ検証他

ガス化炉

1,100t/日

ガス精製

湿式化学吸収

複合発電

170MW

欧州（日立パワーヨーロッパ参画）

日本（日立製作所

バブコック日立参画）

500MW級ボイラー概念設計

2008～：国プロにて

材料・要素技術開発

タービンローター材

1960年

1980年

2000年

2020年

40

30

50 発電端効率ＬHV (％)

（現在の世界平均効率は約35％）

商用機最先端

（蒸気温度600℃/620℃)

700℃

A-USC開発目標

50％以上

EAGLE：Coal Energy Application for Gas Liquid & Electricity

(NEDOおよび電源開発㈱による多目的石炭ｶﾞｽ製造技術開発プロジェクト)

～2013：

材料開発・実缶試験

～2020年:

商用機への展開

事業地点

NEDO：新エネルギー・産業技術総合開発機構

項目

目標

結果

CO

₂

回収率

90%

＞90%

CO

₂

純度

99%

＞99%

ＣＯ

_２

分離回収装置

EAGLEパイロットプラント

A-USC

５-３.

クリーンコールテクノロジーの開発加速

(10)

9 ２００５

２０１０

２０１５

２０２０

２０２５(年）

■化学吸収法

システム評価試験

(2009年～）

バブコック日立

安芸津研究所

(2010年～）

ドイツ・オランダ他

1,000MW級商用機試設計

■酸素燃焼法

4MWthバーナー

燃焼試験

(2008年～）

バブコック日立

呉研究所

(～1995年）

電力共研

■カナダ/サスクパワー社

■フィンランド/フォータム社

■ドイツ/バッテンフォール社

排ガス

回収

CO

22 吸収塔再生塔アミンタンク酸素酸素

空気分離

装置

空気分離

装置

CO2再循環ラインボイラボイラ脱硝装置脱硝装置脱硫装置脱硫装置

回収CO

2

回収

CO

22

500MW級商用機試設計

パイロット試験

実証試験

商用機への展開

□低炭素エネルギー

包括協力契約

（2010年～2012年）

□CCS実証プロジェクト150MW級

蒸気タービン発電機受注

（2010年）

□酸素燃焼バーナー試験受託

（2009年～2010年）

□酸素燃焼共研契約

（2008年～2010年）

CCS：CarbonDioxide Capture and Storage

５-４. クリーンコールテクノロジーの開発加速

(11)

10 ６-１. 風力・太陽光発電導入の課題

■普及に伴う系統上

の課題

■系統安定性(周波数・電圧の変動)

■配電逆潮流

など

課題へのソリューション

(

系統安定化）技術が鍵

時間

出力

再生可能エネルギーの出力変動が系統安定性に与える影響

■

再生可能エネルギー

出力が時間・天候・季節で変化

出力変動

系統不安定の要因

(12)

11 ６-２. 課題解決のために

■系統全体における最適制御（スマートグリッド）

■電力貯蔵技術との組み合わせによる変動抑制

■個別システムにおける変動抑制

■風力発電

■太陽光発電

■可変速揚水発電

(水力）

■鉛蓄電池・Ｌｉ-イオン電池

■大規模電源・新エネルギーのベストミックス

■電力の需要側と供給側を含めた協調制御

課題へのソリューション

(

系統安定化）技術が鍵

自体での変動抑制

(13)

12 (風力＋蓄電池)による安定系統連系

６-３.

風力発電

ウインドパワー・いばらき(株) (2010運開)

くろしお風力発電(株)

(2010運開)

蓄電池

蓄電池室

地形に沿って吹き上げる風を効率的に活用

風力発電機変圧器安定電力コンバーター出力変動系統変動抑制

変動に応じて

充放電制御

蓄電池

2MW級ダウンウインド型風車受注拡大

蓄電池併設による風力出力変動吸収技術を実証

蓄電池の充放電で風力出力変動を吸収

12

(14)

13 ６-４.

太陽光発電

東京電力(株)殿１３ＭＷ扇島太陽光発電所(仮称）

(2011運開予定)

国内最大級の電力事業用メガソーラーシステム

高調波を

目標以下

に抑制

ＰＣＳのコンテナ実装例

PCSに特有な高調波ノイズ発生

を抑制し、高品質な電力を維持

3

5

7

9

11

13 高調波次数

高

調

波

含

有

率

(％)

0

5 ：新制御

：従来

1

2

3

4 システム・インテグレーターとして系統に優しいシステムを構築

ﾗｲﾝﾅｯﾌﾟ：100/400/500kW

(15)

14 ６-５. 太陽光発電における系統安定化技術

太陽電池

パワー

コンディショナー

系統連系制御

変圧器

安定電力

出力変動

系統

変動抑制

変動に応じて

充放電制御

蓄電池

電圧変動抑制制御

発電電力変動による

電圧変動を抑制

ＦＲＴ制御

電力系統擾乱時の

脱落防止

蓄電池による変動制御

充放電による

出力変動緩和

雲による

太陽光変化

FRT：Fault Ride

Through

FRT：Fault Ride

Through

蓄積した制御技術を駆使し送配電網と協調の取れた機能を実現

系統事故による電圧変動、周波数変動に対しても

運転継続し、系統の安定性を確保する機能

(16)

15 ６-６.

スマートグリッドの推進

次世代電力網の最終形

次世代型

スマートグリッド

電力系統の

安定化

住宅用太陽光

電気自動車

低炭素社会に向けた

ベストミックス

■大規模電源と新エネルギーの

ベストミックス

■電力系統安定化・最適構成

(系統安定化機器・可変速揚水・

蓄電池等)

■電気自動車他の新たな電力需要

との協調制御

電力と情報インフラ技術融合による

低炭素社会の実現

実証実験での技術蓄積・標準化

CEMS：Community Energy Management System BEMS：BuildingEnergy Management System HEMS：HomeEnergy Management System

ＥＶ連携

ＢＥＭＳ/ＨＥＭＳ

ＣＥＭＳ

メガソーラー

風力発電

蓄電池

電力・情報技術の融合によるエネルギーインフラ全体最適化への貢献

原子力・

火力・水力

現在

スマートグリッド

需給の全体最適

(17)

16 ７. 低炭素社会実現のためのベストミックス構成

原子力、火力、水力、新エネルギーの総合技術力を活かして