化学系エンジニアの独り言

時の話題や記事の備忘録

溶融炭酸塩形燃料電池

2007-03-28 | 環境
燃料電池といえば一般的には自動車向けや小出力(1kW)の家庭用、あるいはもっと出力の小さいパソコンや携帯電話用が話題になります。これらはいずれも固体高分子形(PEFC)と呼ばれるものです。燃料電池は多くの場合、使用されている電解質により分類されます。この電解質というのは物質は通すけれども電気(電子)を通さない性質を持つ、燃料電池にとって心臓部に当る部品です。

固体高分子形燃料電池とは文字通り、電解質が合成高分子で出来たフィルムを使っています。この固体高分子の中をプロトン(水素イオン)がアノード側からカソード側に移動します。現在世界で最も台数が多いのがこのタイプで、家庭用1kWクラスのものは5,000台が使われているそうです。もちろん使われているといっても実験的に使用されているもの、つまり実用ではないものも多く含まれています。

ところで台数でみると固体高分子形が最も多いのですが、発電量で見ると溶融炭酸塩形(MCFCと略す)が最も大きくなります。これは名前のとおり電解質がリチウム、ナトリウムやカリウム炭酸塩から成っています。

この溶融炭酸塩形は300kW規模のものが最も多く導入されていますが、大規模なものでは3,000kWとか5,000kWというものもあります。FuelCellエナジー社(米国)は自社の溶融炭酸塩形燃料電池の設置状況を公表していますが、2006年までの累計で日本・韓国に限ってみただけで8,000kWに達しています。日本と韓国、しかもある一社のものだけで家庭用規模8,000台に相当するのですから、全世界では発電量から見れば溶融炭酸塩形が最も多いのが理解できます。

溶融炭酸塩形は固体酸化物形(SOFCと略す)と並んで高温型燃料電池とも言われます。溶融炭酸塩形の運転温度は650から700℃、SOFCは800℃以上になります。PEFCが100℃程度の運転温度ですから、かなり高温といえます。

高温型燃料電池の利点は、電池温度が高いので電池反応速度が大きくなる、高価な金属触媒を必要としない、COによる触媒被毒の心配がないことなどです。燃料電池のコストダウンで一番の障壁は白金触媒といわれますから、白金触媒を使用しないことは大きな利点です。さらにCOも燃料とすることが出来ます。化石燃料の改質で水素を作る場合、COを極力減らすためにさまざまな装置が必要ですが、MCFCではそれが必要ありません。

但し不利な点もあります。高温条件で使用されるので高価な材料が必要となる、電解質となる炭酸塩を作り出すために空気のほかにCO2をカソード側に常に供給する機構が必要になるなどです。高価な材料といっても運転温度はSOFCより低いので、これから材料開発をしなければならないということはありません。

溶融炭酸塩形の導入先は排水処理施設、ホテルや病院などです。排水処理施設では消化ガスを燃料にすることが出来るため、ホテルや病院ではコジェネレーション機器の一つとして導入されています。更なるコストダウンや性能向上が必要ですが、現状で最も商業利用に近い燃料電池と考えられます。

オイルサンド開発のコスト

2007-03-19 | 石油
アルバータのオイルサンド開発のブレークイーブンコストは$28/bb(Ca)だといいます。これはピーク生産時のコストとして表されます。足元の状況では開発に向けられた投資利回りは16%で、既存の資源開発に投資した場合に比べて少々リターンが悪いそうです。

但し、in situ法と呼ばれる地面を掘り返さない効率の良いビチューメン回収法では投資利回りは22%とのことですから、既存の資源開発と同レベルなのでしょう。オイルサンド開発はそれほど歴史の古いものではありませんから、今後さらに資源開発や生産技術の進歩により効率向上が見込めます。今オイルサンド開発に投資しているのは今後の投資利回りの向上を期待しているということでしょう。

ところが開発のコストが上昇傾向にあり、総投資額は今後とも増加せざるを得ない状況にあるといいます。ピーク時のコストは2005年に55%も上昇し、2006年にも32%上昇しているといいます。

開発コストの主なものは土地代(正確には土地と採掘権をあわせたものでしょう)と労働力です。原油価格の高騰によりオイルサンド開発プロジェクトが次々と計画され、これにより土地代はうなぎのぼり、英語的に言えばrocketing highです。

また平均的なプロジェクトではピーク生産を達成するまでに5,000人の労働力がいるそうです。オイルサンド以外の既存の油田やガス田の開発も原油高騰と需要増加により盛んになっているわけで、アルバータの労働力は逼迫し、その結果として賃金の高騰を招いています。

今後2015年までのオイルサンド開発に投資される額は125 billion$(Ca)と見られていますが、これは一昨年の推計額よりも42%の増加だそうです。

2000年には10ドルを下回っていた原油価格がその後30ドル台になって、オイルサンドの開発は一気に進みました。しかしさらに原油価格が高騰してしまったことで、開発コストの上昇にいたり、これが逆にオイルサンド開発を抑制する方向に働くかもしれない、というわけです。

CCS大規模プラント

2007-03-16 | エネルギー
ウェストバージニアにあるアメリカ電力会社のマウンテニアプラントは石炭火力発電所ですが、ここから排出されるCO2を分離回収し地中に貯留する、いわゆるCCS技術の大型プロジェクトが2008年に計画されています。これまで行なわれているCCS実証実験の12倍規模で行なわれるそうで、商業スケールといっても良いのでしょう。

このプロジェクトでは冷凍アンモニアにCO2ガスを吸収させて排ガスより分離する方式がとられ、分離されたCO2ガスは70気圧に圧縮され、地下9,000フィートの深さに注入されます。

考えてみればCO2分離技術は以前から多くの化学プラントで活用されています。例えば、水素を製造する水蒸気改質プラントでは、CO2を熱炭酸カリやMEAにより吸収、分離して回収しますが、このCO2は液化炭酸ガスとなりコーラなどの炭酸飲料の原料になっています。

一方、CO2を地中に注入することも原油回収方法の一環として利用されています。いわゆるEORという方法で、生産量の減少した油井戸にCO2を注入して地中内部の圧力を上げて原油をより多く汲み上げる方法です。

CCSはこれらの技術をつなぎ合わせるわけですから、現在の技術で出来ないことはないのですが、要はCO2処理という利益を生まないもののためにコストをかけなければならないということですから、出来るだけ低コストにする必要があります。低コストということはCO2処理に要するエネルギーを極力小さくすることとほぼ同義です。

この辺の状況はかつての公害対策(大気汚染防止や水質汚濁防止)と同じです。

現在一般的に行なわれている方法では発電出力の約三分の一をCO2処理のために浪費してしまうそうです。先のマウンテニアプロジェクトではこのエネルギーコストを15%に抑えることが目標となっています。

CCSに関しては直接的な技術課題、コスト課題のほかに別の懸念も指摘されています。それは、もし地中や海底に貯留したCO2が大地震の発生により地表に漏出した場合、一体誰が責任を取るのかという問題です。直接事業を行なっている事業体か、国か、あるいは誰も責任を取らなくてよいのかなどです。誰も責任を取らないということはないでしょうが、それに関連してCCSを行なっている事業体は保険に入れるのだろうかといったことも提起されています。

いずれも単純に解決できる課題ではありませんが、埋蔵量の豊富な石炭を利用する場合は避けて通ることができない問題です。

証券会社と信託銀行

2007-03-06 | 社会
某証券会社と取引があり、そこで買った株は某UF○信託銀行とやらが管理しているらしい。中間業績報告やら配当などの通知は某UF○信託銀行から郵送される。

ところが某UF○信託銀行の小生の住所データに誤りがあり、郵送物はマンションの下の部屋のポストに入ってくる。下の部屋の人は親切にも小生のポストに郵送物を入れてくれるので、郵送物が届かないことはないのだが、いつまでも下の階の人に迷惑をかけるのも申し訳ないので住所変更届けをすることにした。

郵送物の封筒の表面には、住所変更の場合は速やかに某UF○信託銀行証券代後部まで届けるように書いてある。住所変更用紙を書いて某UF○信託銀行に持参する。

窓口のねーちゃんは日付が昨日なので、今日に訂正してください。そして訂正印を押して、という。しかし印鑑は実印なので持ち歩いているわけがない。もってないというと、昨日の日付でいいかどうか確認しますので待ってねという。

だったら、訂正印をうんぬん言う前に昨日の日付でいいかどうか先に確認せい、思う。

するとおねーちゃんは、お客様の場合は当行で住所変更はできません。お取引のある証券会社を通じて住所変更の届出を出せという。

だったらなぜ、封筒の表に住所変更は証券代行部まで早めにとかいてあるの、ときくと

できるお客様もいますが、お客様の場合はできません、とおねーちゃんはさっきと同じことを繰り替えずばかり。

このころになると何だが腹が立ってきた。ところで、日付が昨日でいいかどうかはどうなちゃったの、なんで証券会社を通じで住所変更してくれと、封筒には書いてないの、俺は何百人に一人のレアケースかい

とおねーちゃんに問いただすも、お客様の場合は証券会社を通じての変更となります、を繰り返すばかり。よくよく考えてみれば、このおねーちゃんからはお手数をおかけしますがとか、申し訳ありませんがとか、の言葉がまったくなく、ひたすらお客様の場合はを繰り返すばかりなのである。それでこっちも腹が立ってきた。

つぶれかけた某UF○信託を相手にしてもしょうがない、こんなねーちゃんしか窓口に置けないんだからなーとあきらめる。

某証券会社に電話して、小生の届出住所などをいろいろ確認してもらった。結局、小生が某証券に届けている住所に間違いはなく、某証券会社から某UF○信託銀行に小生の住所データを通知した祭に、某証券側で間違えたか、受け取った某UF○信託銀行がデータ入力の祭に間違ったかのどちらかであることが判明した。

某証券の小生の住所データは間違っていないので、小生から住所変更届を出すこともできない。

一番いいのは株券の管理を某UF○信託銀行から別の銀行に変えてもらって、新たに小生の住所データを登録してもらえると良いのですが。某証券さん、某UF○信託銀行との取引はもうやめにしましょうや。