三菱日立パワーシステムズ株式会社（MHPS）の【「CO₂フリー燃料の水素発電技術」、「環境技術にすぐれた次世代火力発電」、「地球環境に貢献するデジタル発電プラントソリューション」の3つをテーマに、低炭素社会の実現に貢献する】をご紹介

《 第3回＜次世代＞火力発電EXPO 》（スマートエネルギーWeek 2019内）

三菱日立パワーシステムズ株式会社（MHPS）は、2014年2月1日に三菱重工業株式会社と株式会社日立製作所が両社の火力発電システム事業を統合し誕生した会社です。
火力発電プラントの主要機器の開発、設計、製作、建設、試運転からサービスまで、すべての工程を自社技術で行うことが可能であり、世界をリードする発電技術で、低炭素社会の実現に貢献します。 火力発電システム分野・環境技術分野におけるグローバルリーディングカンパニーとして、常にお客様の期待に応え、持続可能な社会の未来に貢献するために、これからも進化していきます。三菱日立パワーシステム株式会社（MHPS）は「火力発電・環境技術で地球の未来を明るくする。」という企業ビジョンのもと、世界最高レベルの技術力を基盤に、安心して長くつきあえる製品とサービスを提供しています。

エネルギー、温暖化対策に関連する各種政策が策定される中で、二酸化炭素排出量の削減、発電効率など環境性能を向上させた三菱日立パワーシステムズ株式会社が取り組む次世代火力発電技術をご紹介します。　　　

■　水素（GT、SOFC）ゾーン　　　『CO₂フリー燃料の水素発電技術』
■　高効率・高性能 GT、Steam Powerゾーン　　　『環境技術にすぐれた次世代火力発電』
■　MHPS-TOMONI^®『地球環境へ貢献する デジタル発電プラントソリューション』

概要
エネルギー、温暖化対策に関連する各種政策が策定される中で、二酸化炭素排出量の削減、発電効率など環境性能を向上させた三菱日立パワーシステムズ株式会社が取り組む次世代火力発電技術をご紹介します。

【未来は現実に】
■　水素燃焼技術の確立
■　改造範囲の最小化
■　撥電が需要を牽引
水素ガスタービンの開発を推進することで火力発電事業者の水素利活用に向けた需要を喚起します。水素ガスタービン１基の水素使用量はFCV30万台に相当します。

◇　従来の天然ガス火力発電所に比べてCO₂排出量を10%低減
◇　NEDO助成事業により開発した燃料器などで安定的な燃料およびNO_x低減を実現
三菱日立パワーシステムズ（MHPS)は、発電用大型ガスタービンの開発において30%の水素混焼試験に成功しました。水素燃焼できることを確認したもので、水素30%混焼により従来の天然ガス火力発電所」と比べて発電時のCO₂排出量を10％低減することが可能になります。MHPSは、今後も水素ガスタービンの開発を推進することで、火力発電事業者の水素利活用に向けた需要を喚起していきます。また、三菱重工グループは、カーボンフリーな水素供給のために欠かせないCCS(Carbon dioxide Capture and Storage : CO₂回収貯留）技術を有しており、これらの製品、技術と密接に連系しながら、水素の供給・輸送・貯蔵に関する国際的な水素サプライチェーン構築を牽引し、水素社会の実現に貢献していきます。

MHPSのソリューション技術は水素社会の実現を牽引します。
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高効率な業務・産業用の燃料電池(SOFC)を実用化しました。お客様の工場・ビルからのCO₂排出量を削減し、低炭素社会の実現に貢献します。
【天然ガス、バイオガス、水素など様々な燃料のマルチユースが可能な発電システム。】
【製品ラインアップ】
■　MEGAMIE 250kW級
■　MEGAMIE 1000kW級

◆　燃料を燃焼せず、燃料電池で直接電気に変換する高効率な発電設備
◆　マイクロガスタービンでも発電し、燃料を有効活用
◆　マイクロガスタービンの排気ガスから、蒸気/温水を回収

燃料電池は燃料が持つ化学エネルギーを燃焼せずにセルスタックで直接電気エネルギーに変換できるため、発電効率が高く、二酸化炭素の排出量を低減することが可能です。

発電効率が高いため。従来の発電設備と比較して、発電に必要な燃料消費量を低減できます。発電量（kWh)あたりの燃料代を節約できるため、燃料単価が上昇してもランニングメリットが生じやすい利点があります。

他のコジェネーション設備と比較し、電熱比が高く（電気の比率が高く）、熱の利用より電気の利用が多いビルや工場に最適なアプリケーションです。また、運用により電熱比の調整も可能です。

MHPSのソリューション技術は水素社会の実現を牽引します。
MEGAMIE・燃料電池・高効率・高電熱比
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三菱日立パワーシステムズが出展する次世代火力EXPOでは、CO₂フリー燃料の水素発電技術、環境技術に優れた次世代火力発電技術、地球環境へ貢献するデジタル発電プラントソリューションであるMHPS-TOMONI®の展示を行います。

MHPS-TOMONI^®はMHPSのデジタルソリューションです。TOMONIは日本語の「共に」を意味しており、MHPSのデジタルソリューションはお客様と共に作り上げるサービスです。人と人をつなぐ、人と企業をつなぐ、企業と社会をつなぐすべての人に有益なソリューションを「TOMONI」つくりあげてゆく、そんな想いを込めたサービスです。

三菱日立パワーシステムズ（MHPS）は、ICT（情報通信技術）の活用により火力発電設備の運転を最適化する革新的なデジタルソリューションサービス「MHPS-TOMONI（トモニ）」の提供を開始しました。設備提供メーカーである当社と、設備運用者である顧客の緊密な連携を重視し、高度な計装機器を備えた最新鋭のデジタル発電設備が持つ利点を最大限に活かすことにより、運転および保守（O&M）コストの最適化と環境性能の向上につなげます。

三菱日立パワーシステムズ（MHPS）が提供するMHPS-TOMONIは、発電設備の運用に携わる顧客それぞれが持つ課題を解決するために当社が開発した総合的なデジタルソリューションのアプリケーション群で構成されています。電力業界向けに特別に開発されたもので、当社が数十年にわたり培ってきた火力発電に関する革新的技術や専門知識、O&Mノウハウのほか、顧客とのパートナーシップに基づくビッグデータ解析やAI（人工知能）技術などのICTが活用されています。ICTを活用して発電設備の効率および信頼性を高めるためには運用者である顧客との連携と当社の熟練技術者の洞察力の組み合わせが不可欠であるとの認識に立ち、“顧客と一緒に働く”ソリューションの提供に重点を置いています。

お客様の多様な環境、課題やニーズに合わせ、お客様と共に価値創造を実現する発電向けデジタルソリューションです。

MHPS Digital Solutions TOMONI MHPS　TOMONI^®
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【世界を希望で満たす、思いは一つ】
MHPSの製品のひとつであるガスタービン・コンバインサイクル発電プラント（GTCC)は、世界最高レベルの効率で、温室効果ガスの排出を抑えながら安定した電力を供給しています。また、石炭ガス化複合発電プラント（IGCC)、汽力発電プラント、地熱発電プラント、総合排煙処理システムやデジタルソリューションMHPS-TOMONI^®などを活用した各種提案を通じクリーンな電力供給に貢献しています。私たちMHPSは、自社技術を通じて、世界の電力需要に応えるとともに地球環境改善に取り組んでいきます。

汽力発電プラントとは、汽力発電プラントは、高い温度と高い圧力の蒸気を発生させるボイラーと、その蒸気のエネルギーを回転させる力に変換する蒸気タービン、そして、その回転力を電気に変える発電機から構成されます。これらの設備を含めて、高効率かつクリーンな発電プラントとして、適切に設計・納入します。

超々臨界圧発電プラントの適用により、高効率な設備を納入します
三菱日立パワーシステムズ（MHPS）は、高い発電効率を実現することにより、二酸化炭素の排出量を抑制する超臨界圧および超々臨界圧石炭火力発電分野で豊富な実績を有し、市場の高い信頼を獲得しています。この優れた技術を活用して、火力発電設備の需要増加が期待される広範な国・地域で、電力の安定供給と環境負荷の低減に貢献していきます。

通常（大気圧＝1気圧）の環境では水は100℃で沸騰しますが、圧力を高めれば沸騰する温度が100℃以上になります。さらに圧力を高めてゆくと、22.12MPa（大気圧の約220倍）かつ374℃に至ると、水は沸騰せずに水蒸気に連続して変化するようになります。これを臨界点と呼び、それよりも高い状態を超臨界圧と呼びます。さらに、この蒸気を593℃以上にした状態を、超々臨界圧と呼びます。

三菱日立パワーシステムズ（MHPS）は、高い発電効率を実現することにより、二酸化炭素の排出量を抑制する超臨界圧および超々臨界圧石炭火力発電分野で豊富な実績を有し、市場の高い信頼を獲得しています。この優れた技術を活用して、火力発電設備の需要増加が期待される広範な国・地域で、電力の安定供給と環境負荷の低減に貢献していきます。

企業が自社工場内の電力をまかなうために設置する発電プラントを、一般的に自家発電プラントと呼びます。この自家発電プラントは、

■　工場から出る余剰エネルギーをボイラーの熱源とする
■　蒸気タービンから抽出した蒸気を工場に送る
■　ことにより、限られたエネルギーを有効活用することが可能です。
■　大容量発電プラントに比べると、比較的小容量の発電設備とはなりますが、設置される工場と合わせて、エネルギーの流れを最適化することにより、電力の安定供給と環境負荷の低減に貢献することができます。

MHPSは、主要設備を設計・製作することが可能ですので、お客様の窓口を一本化し、建設工事におけるお客様の調整作業を軽減することが可能です。また、必要とされる発電量・蒸気供給量に合わせて蒸気タービン及び発電機の条件を設定し、この蒸気タービンに合わせたボイラーの条件を最適化することも可能です。さらに、発電所は、ボイラー・蒸気タービン・発電機といった主要設備の他に、様々な機器から構成されます。当社は、お客様のご要望に合わせて、主要設備だけでなく、それらを囲む機器についても供給することが可能です。

【世界を希望で満たす、思いは一つ】
MHPSの製品のひとつであるガスタービン・コンバインサイクル発電プラント（GTCC)は、世界最高レベルの効率で、温室効果ガスの排出を抑えながら安定した電力を供給しています。また、石炭ガス化複合発電プラント（IGCC)、汽力発電プラント、地熱発電プラント、総合排煙処理システムやデジタルソリューションMHPS-TOMONI^®などを活用した各種提案を通じクリーンな電力供給に貢献しています。私たちMHPSは、自社技術を通じて、世界の電力需要に応えるとともに地球環境改善に取り組んでいきます。

ガスタービン・コンバインドサイクル発電プラント（GTCC）は、化石燃料を使用した最もクリーンかつ高効率な発電設備です。三菱日立パワーシステムズ（MHPS）の最新鋭J形ガスタービンを適用したプラントの発電効率は従来型石炭焚き火力発電方式より20％向上し、世界最高水準の64％以上を達成しています。また、CO2排出量もおよそ50％削減することができます。

ガスタービンのみ単独で運転される発電方式（シンプルサイクル、またはオープンサイクルと称す）では、ガスタービンからの高温排ガス（600℃程度）は大気に放出されます。コンバインドサイクル発電は、この高温排ガスを熱回収し、プラントの総合熱効率の向上をはかったもので事業用コンバインドサイクル発電プラントでは、ガスタービン排ガスを排熱回収ボイラーに導き、その熱回収によって蒸気を発生させ、蒸気タービンを駆動するサイクル（排熱回収サイクル）が多く採用されます。

【世界最高高効率への挑戦】
ガスタービン・コンバインドサイクル発電プラント（GTCC)
の核となるガスタービンには、最先端技術の粋が結集されています。三菱日立パワーシステムズは、長年にわたりガスタービンの開発に取り組み、最新の空力設計技術、冷却設計技術、材料技術などを融合して高効率・高信頼を実現する数々の製品を生み出してきました。最新鋭のJ形ガスタービンでは、タービン入り口温度1,600℃級で世界最大・最高効率を達成するなど、常に世界をリードしています。

GTCC発電プラントは、化石燃料を使用したもっともクリーンかつ高効率な発電設備です。MHPSの最新鋭J形ガスタービンを使用したプラントの発電効率は、従来型石炭焚き火力発電方式より20%向上し、世界最高水準の64%以上を達成します。また、CO₂排出量もおよそ50%削減することができます。発電設備や機器を単に供給するだけでなく、保守・点検も含めた広範なサービスを提供しています。

MHPSの製品のひとつであるガスタービン・コンバインドサイクル発電プラント(GTCC)は、世界最高のレベルの効率で、温室効果ガスの排出を抑えながら安定した電力を供給しています。また、石炭ガス化複合発電プラント(IGCC）、汽力発電プラント、地熱発電プラント、総合排煙処理システムやデジタルソリューションMHPS-TOMONI^®などを活用した各種提案を通じクリーンな電力供給に貢献しています。MHPSは、自社技術を通じて、世界の電力需要に応えるとともに地球環境改善に取り組んでいきます。

ガスタービン・コンバインドサイクル発電プラント（GTCC）の核となるガスタービンには、最先端技術の粋が結集されています。MHPSは、長年にわたりガスタービンの開発に取り組み、最新の空力設計技術、冷却設計技術、材料技術などを融合して高効率・高信頼性を実現する数々の製品を生み出してきました。最新鋭のJ形ガスタービンでは、タービン入口温度1,600℃級で世界最大・最高効率を達成するなど、常に世界をリードしています。

世界最大、世界最高効率の発電機器の開発、業界をリードする発電効率64%、コンバインドサイクル発電出力57.5万kw(60Hz)、高信頼性99.5%を確保する。

MHPSのJ-Series 最先端技術を適用した最新鋭・大容量発電用ガスタービン
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当社は、次世代形高効率コンバインドサイクル発電設備の研究開発を進めています。そして、その成果を長期間にわたって検証するために、現在のT地点に隣接して、新しい実証設備を建設します。一軸形コンバインドサイクルで構成される新しいT地点は2020年7月に完成の予定です。

【世界を希望で満たす、思いは一つ】
MHPSの製品のひとつであるガスタービン・コンバインサイクル発電プラント（GTCC)は、世界最高レベルの効率で、温室効果ガスの排出を抑えながら安定した電力を供給しています。また、石炭ガス化複合発電プラント（IGCC)、汽力発電プラント、地熱発電プラント、総合排煙処理システムやデジタルソリューションMHPS-TOMONI^®などを活用した各種提案を通じクリーンな電力供給に貢献しています。私たちMHPSは、自社技術を通じて、世界の電力需要に応えるとともに地球環境改善に取り組んでいきます。

MHPSの次世代発電システムである石炭ガス化複合(IGCC)発電所は、石炭をガス化し、コンバインドサイクル発電(GTCC)と組み合わせることにより、発電効率と環境性能の飛躍的な向上を実現させました。複合発電設備では、精製ガスを燃料としてガスタービンで発電を行い、さらにその燃料排ガスの熱を排熱回収ボイラ(HRSG)で回収し、蒸気を発生させ、蒸気タービンでも発電します。

IGCCはシステムの高効率化により、従来型石炭火力発電と比較して10%-15%プラント効率が高く、それに伴いCO₂排出量も10%-15%低減されます。また温排水量を約3割低減できます。従来型石炭火力発電の場合、灰はフライアッシュとして排出されるのに対し、IGCCではガラス状のスラグとして排出されます。同じ重量で比べると、スラグの容積はフライアッシュの半分以下で、ガラス状のためセメントの原材料や路盤材等として有効利用することができます。
従来型石炭火力発電では、スラッキングやファウリング防止のため、灰融点の低い石炭は適用が困難でしたが、IGCCではガス化炉で灰分を溶融して排出しますので、灰融点の低い炭種に適しており、これまで発電には使用困難な石炭も使用可能となります。

MHPSのIGCC石炭ガス化複合発電所
MEGAMIE・燃料電池・高効率・高電熱比
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