バイオマスへの切り替え - 簡単に

再生可能エネルギーはヨーロッパ全域で爆発的に増加しています。2019年30月、英国はエネルギー需要の21%を洋上風力発電で賄う意向を表明しました。一方、オランダとドイツの沖合では、初の補助金なしの洋上風力発電所の入札が発表されています。これらはパリ協定COPXNUMXの脱炭素化目標達成に向けた有望な一歩となる一方で、風力や太陽光といったエネルギー源は本質的に不安定であるため、これらの国々では依然として需要に応じて増減できる電力供給、つまり負荷平準化が不可欠です。

こうした主力電源の必要性は、従来、石炭によって満たされてきました。必要に応じて出力を増強するのは容易であり、発電所は何世代にもわたってそうしてきました。しかし、この化石燃料は炭素含有量が最も高いため、各国政府は石炭からの脱却に熱心に取り組んでいます。

問題は、新しいインフラを設置する過程で必ずCO2が排出されるということであり、風力タービンや太陽光パネルも例外ではありません。一方、世界中には膨大な数の石炭火力発電所が稼働しており、成熟度が高く、技術的にも進歩し、電力網も整備され、地域インフラの欠陥も長らく解消されています。しかし、これらをどうすればよいのでしょうか？

共焼成：素晴らしいスタート

発電所が石炭以外の燃料源を多様化するには様々な方法がありますが、近年ではバイオマス燃料、つまり主に木材産業から排出される廃棄物から作られた小さなペレットを燃焼させる方法が採用されています。英国のドラックス発電所のように、石炭とバイオマスをそれぞれ別のボイラーで燃焼させる発電所もあれば、2種類の燃料を混合して燃焼させる混焼（co-firing）と呼ばれる発電所もあります。

もう一つの例は、シンガポールのジュロン島にある、トゥアス・パワーの子会社であるTPユーティリティーズが運営するターミナルです。640年から2012年にかけて設置された2013台のスクリュー式Siwertell ST 13 Mアンローダーが、トゥアスのテンブス・マルチユーティリティーズ・コンプレックス（TMUC）向けの石炭とバイオマスを交互に処理しています。バケットエレベーターとXNUMX基の完全密閉型ベルトコンベアシステムと組み合わせることで、アンローダーからXNUMX基の石炭貯蔵サイロとバイオマス貯蔵庫へ燃料を運び、XNUMX基の循環流動床（CFD）ボイラーに燃料を供給しています。

無駄を最小限に抑える

石炭と同様に、バイオマスにも独自の取り扱い上の要件があります。バイオマスをペレット状に圧縮する理由は、均一で最適なサイズにするだけでなく、従来の丸太の50%の水分を10%にまで低減することで燃焼効率を向上させるためです。また、木材は炭化水素よりもエネルギー密度が低いため、同じ量のエネルギーを得るためには、体積比で20%程度というかなり多くのバイオマスを燃焼させる必要があることも考慮する必要があります。

これら2つの課題は発電所のみならず、ひいては処理チェーンの他のあらゆる段階にも問題を引き起こします。ヨーロッパでは、バイオマスの大部分は海外から輸入されており、その約半分は米国から、そしてその他はロシア、バルト海地域、アフリカから輸入されています。バイオマスはトラックや貨車に積み込み、船に積み込み、船から降ろし、場合によっては再びトラックや貨車に積み込む必要があります。これは、発電所自体における膨大な数の処理変更は言うまでもありません。しかし、この処理チェーンのあらゆる段階で、バイオマスが劣化し、燃料としての有用性が低下するリスクが伴います。

そのため、材料処理の各段階を可能な限り最適に運用し、燃料の流出や損傷による損失、さらには粉塵や微粉の発生につながる劣化による損失を削減することが不可欠です。微粉は均一に燃焼しないため、工場で貨物から除去する必要があり、損失が発生し、最終的には貴重な木材資源が無駄になってしまいます。

バイオマスの劣化は様々な原因で発生します。港湾やターミナルでは、この繊細な燃料の取り扱いに最適化されていない、処理能力の低い機械によって劣化が進行する可能性があります。

低速・高容量搬送を実現するSiwertell社の垂直スクリュー式アンローダーは、様々なバイオマスターミナルにおいて、材料ハンドリングの問題を軽減する選択肢として選ばれています。Siwertell社のアンローダーのスクリューコンベアシステムにより、ペレットへのダメージはほぼ完全に排除されます。

安全性を最大限に高める

当然のことながら、発電所向け貨物には高い潜在エネルギーが含まれています。特にバイオマスの場合、貨物のホットスポット（高温部）は避けなければなりません。幸いなことに、Siwertellアンローダーはこうした問題を容易に解決できます。バイオ燃料を取り扱うすべてのアンローダーには、Siwertell硫黄安全システム（4S）に基づく安全システムが搭載されています。このシステムは、最も危険なバルク貨物の一つである硫黄の封じ込めハンドリングのために特別に開発されました。4Sは火災が発生するとすぐに消火し、貨物の最も破壊的な可能性である爆発を封じ込めます。ガスを容易に排出することで、生命を脅かす可能性のある破壊を防ぎます。

簡単に移行を処理

石炭火力発電所がバイオマスペレットなどのバイオ燃料に切り替えるにつれ、運用効率を維持することが重要になります。マテリアルハンドリングシステムは、燃料の種類に関わらず、重要な燃料供給を維持できなければなりません。同じSiwertellアンローダーで、あらゆる種類の石炭の輸送を処理できるだけでなく、バ​​イオマスペレットも、変更を加えることなく瞬時に処理できます。切り替えはどちらの貨物にも悪影響を与えることなく行われるため、石炭とバイオマスの両方を、ボイラーに積載する前に大部分を分離する必要なく発電所に運ぶことができます。これは、Draxなどの主要な混焼発電所では非常に貴重です。Draxでは、790年から25,000台のSiwertell ST50,000-D型アンローダーが、近くのImmingham Renewable Fuels Terminal（IRFT）で、2014 dwtからXNUMX dwtのばら積み貨物船の荷下ろしを行っています。

私たちのシフトが始まります

こうした発電所はすべて、最終的にはバイオマス燃料に切り替えることになるかもしれません。Siwertell社のもう一つの顧客であるØrsted社（旧Denmark Oil and Gas社（Dong Energy））は、業界をリードするAvedøre熱電併給発電所（CHP）での石炭使用を廃止し、2023年までに他の発電所でも石炭をバイオマス燃料に完全に置き換える計画です。790年からAvedøre港で稼働しているSiwertell社の荷降ろし機（この場合はST 2013-D型）は、2016年に発電所全体と同様にバイオマス燃料への切り替えをスムーズに完了し、現在はバイオマスのみを荷降ろししています。

バイオマスが石炭の持続可能な代替物となるかどうかは依然として疑問が残るものの、Draxのような発電所が世界初のネガティブエミッション発電所を目指してCO2を回収・貯留していることから、今後の見通しは明るい。さらに、Siwertellのアンローダーは、複数の異なる貨物の荷降ろしにおいて優れたハンドリング能力と柔軟性を何度も実証しているため、オペレーターはマテリアルハンドリング機器にリスクを負う必要がありません。