JP2016530235A5

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Publication number: JP2016530235A5
Application number: JP2016524797A
Authority: JP
Filing date: 2014-07-08
Publication date: 2019-06-13
Anticipated expiration: 2034-07-08

Description

これは、生成物の範囲（メタノールまたはメタノール変換生成物の調製）の拡大によって、電力プラント運転での電力プラントの長い年間利用時間を達成する可能性、および実行可能な運転を（再度）達成する可能性を生じさせる。これは、送電系統安定性を促進するために、スタンバイ運転のための実行不可能な電力プラントを支援する、すなわち、電力プラントオペレータへの特別な報酬によって実行不可能な電力プラント設備の運転を支援する「容量メカニズム」を必要とすることなく実行できる。

プラント全体（電力プラント、水素電気分解、二酸化炭素分離、及びリアクタのプラント複合体）の構成要素は、送電系統における電力需要に対して反比例的に運転させることができ、すなわち、特に、電力プラント自体は可能な限り低い負荷で運転される間の送電系統における電力需要が小さいときに、電気分解、二酸化炭素分離及び／またはリアクタ（メタノール調整及びメタノール変化生成物への変換）に対して高負荷を与えることができ、また、水素電気分解、二酸化炭分離及び反応器は、一般的に最大負荷で運転されて、送電系統からの正負荷要求がある場合のみ絞られるように、すなわち、電流／電力消費（需要側管理、ＤＳＭ）の観点では減少するように、分離方式で制御されることができる。

Claims

炭素燃焼バーナおよび／またはガスタービンを備える大型の蒸気発生装置（１）を有し、少なくとも１つの接続された発電機（７０）を有する少なくとも１つの蒸気が供給されるターボ発電機（５８）を備える接続された水／蒸気回路（５４）を有し、二酸化炭素を含むオフガス流（５３）が、前記炭素燃焼バーナを備える前記大型の蒸気発生装置（１）で生成される、電力プラント（５１）であって、
前記電力プラント（５１）が、二酸化炭素に富んだガス流を生成するための少なくとも１つのユニットを備え、
前記電力プラント（５１）が、前記少なくとも１つの発電機（７０）を備える発電構成要素によって、制御電力を供給する公共の送電系統（７１）に接続され、前記電力プラント（５１）の発電構成要素による電力の前記公共の送電系統（７１）への放出が、送電系統側の電力制御に従う、電力プラント（５１）において、
前記電力プラント（５１）が、水素（Ｈ_２）を調製するための少なくとも１つの電解プラント（６１）、および前記二酸化炭素に富んだガス流の少なくとも二酸化炭素成分および前記電解プラント（６１）で生成された水素からメタノールおよび／またはメタノール変換生成物を調製するための少なくとも１つの合成プラント（６０）を備え、前記電力プラント（５１）の運転中に前記電力プラント側で生成された電力が、前記二酸化炭素に富んだガス流を生成するための少なくとも１つのユニット、前記水素（Ｈ_２）を調製するための少なくとも１つの電解プラント（６１）、および前記メタノールおよび／またはメタノール変換生成物を調製するための少なくとも１つの合成プラント（６０）からなるこのグループのユニットおよびプラントの１つの、１つより多くの、または全ての運転のために、必要とされるときに、全体的にまたは部分的に利用可能であるように、前記二酸化炭素に富んだガス流を生成するための少なくとも１つのユニット、および水素（Ｈ_２）を調製するための前記少なくとも１つの電解プラント（６１）、および前記二酸化炭素に富んだガス流の少なくとも二酸化炭素成分および前記電解プラント（６１）で生成された水素からメタノールおよび／またはメタノール変換生成物を調製するための前記少なくとも１つの合成プラント（６０）が、電流を伝導するライン、および媒体を伝導するラインによる伝導に関して、物理的かつ電気的に互いに接続され、
前記水素（Ｈ_２）を調製するための前記少なくとも１つの電解プラント（６１）、または前記水素（Ｈ_２）を調製するための複数の電解プラント（６１）、および、前記二酸化炭素に富んだガス流を生成するための少なくとも１つのユニット、もしくは二酸化炭素に富んだガス流を生成するための複数のユニット、および、前記二酸化炭素に富んだガス流の少なくとも一部分からメタノールおよび／またはメタノール変換生成物を調製するための少なくとも１つの合成プラント（６０）、もしくは前記二酸化炭素に富んだガス流の少なくとも一部分からメタノールおよび／またはメタノール変換生成物を調製するための複数の合成プラント（６０）が、それぞれの電流／電力消費、および、それぞれの生成または変換出力に関して、個々に作動され、制御され得るように構成され、且つ、前記電力プラント（５１）での送電系統側電力制御需要に応じて、前記電解プラント（６１）、前記ユニットおよび前記合成プラント（６０）のそれぞれの電流／電力消費および生成または変換出力を、直ちに急上昇または急降下させることができるように制御可能であるように、前記電解プラント（６１）、前記ユニットおよび前記合成プラント（６０）の電流／電力消費能力、および、前記電解プラント（６１）、前記ユニットおよび前記合成プラント（６０）の生成または変換能力に関して、電力プラント側で設計され、調整され、
前記電力プラント（５１）は、送電系統側電力制御需要のケースにおいて、３〜３０％／分の範囲の負荷変更勾配での負荷変更のための出力に関して変更される電力需要に調整させることができることを特徴とする、電力プラント。
前記水素（Ｈ_２）を調製するための少なくとも１つの電解プラント（６１）、もしくは水素（Ｈ_２）を調製するための複数の電解プラント（６１）、および前記二酸化炭素に富んだガス流を生成するための少なくとも１つのユニット、もしくは前記二酸化炭素に富んだガス流を生成するための複数のユニット、および前記二酸化炭素に富んだガス流の少なくとも一部分からメタノールおよび／またはメタノール変換生成物を調製するための少なくとも１つの合成プラント（６０）、もしくは前記二酸化炭素に富んだガス流の少なくとも一部分からメタノールおよび／またはメタノール変換生成物を調製するための複数の合成プラント（６０）が、前記電解プラント（６１）、前記ユニット、および前記合成プラント（６０）を、３０分以下の期間にわたって、特定のプラント（６０，６１）またはユニットに対する標準設計値または標準運転値の１００〜３００％の電流／電力消費に従わせることができるように、前記電解プラント（６１）、前記ユニット、および前記合成プラント（６０）のそれぞれの電流／電力消費および／または前記電解プラント（６１）、前記ユニット、および前記合成プラント（６０）の生成または変換出力に関して、設計されていることを特徴とする、請求項１に記載の電力プラント。
前記ユニット、および前記合成プラント（６０）のそれぞれの電流／電力消費および／または前記電解プラント（６１）、前記ユニット、および前記合成プラント（６０）の生成または変換出力に関して、特定のプラント（６０，６１）またはユニットに対する標準設計値または標準運転値の１５０〜２００％の電流／電力消費に従わせることができるように、設計されていることを特徴とする、請求項２に記載の電力プラント。
前記メタノールおよび／またはメタノール変換生成物を調製するための少なくとも１つの合成プラント（６０）、またはメタノールおよび／またはメタノール変換生成物を調製するための複数の合成プラント（６０）は、前記合成プラント（６０）が、前記電力プラント（５１）の全負荷で生成し二酸化炭素を含むオフガス流（５３）に存在する二酸化炭素の、重量で１０〜５０％をメタノールおよび／またはメタノール変換生成物に変換するように使用することができるような能力に関して、全体的に設計されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の電力プラント。
前記電力プラント（５１）の全負荷で生成し二酸化炭素を含むオフガス流（５３）に存在する二酸化炭素の、重量で３０〜４０％をメタノールおよび／またはメタノール変換生成物に変換するように使用することができるような能力に関して、全体的に設計されていることを特徴とする、請求項４に記載の電力プラント。
前記電力プラント（５１）の全負荷で生成し二酸化炭素を含むオフガス流（５３）に存在する二酸化炭素の、重量で３５％をメタノールおよび／またはメタノール変換生成物に変換するように使用することができるような能力に関して、全体的に設計されていることを特徴とする、請求項４又は５に記載の電力プラント。
前記メタノールおよび／またはメタノール変換生成物を調製するための少なくとも１つの合成プラント（６０）、またはメタノールおよび／またはメタノール変換生成物を調製するための複数の合成プラント（６０）が、前記電力プラント（５１）の全負荷および／または最大出力で前記電力プラント（５１）によって生成することができる電力の最大で全量までの電力をメタノールおよび／またはメタノール変換生成物を調製するために利用することができるような能力に関して、それぞれのケースで考えられる前記合成プラント（６０）の電流／電力消費能力および生成または変換出力に関して、全体的に設計されていることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の電力プラント。
前記二酸化炭素に富んだガス流を生成するための少なくとも１つのユニット、または二酸化炭素に富んだガス流を生成するための複数のユニットが、少なくとも１つの二酸化炭素分離プラント、および／または専用の二酸化炭素分離プラントを有する前記大型の蒸気発生装置（１）のオキシ燃料プロセスによって運転される１つ以上のバーナまたはバーナ装置を備えるか、または該１つ以上のバーナまたはバーナ装置からなっていることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の電力プラント。
前記二酸化炭素分離プラントが燃焼後回収（ＰＣＣ）プラント（５）であることを特徴とする、請求項８に記載の電力プラント。
前記水素（Ｈ_２）を調製するための少なくとも１つの電解プラント（６１）、もしくは水素（Ｈ_２）を調製するための複数の電解プラント（６１）、および前記二酸化炭素に富んだガス流を生成するための少なくとも１つのユニット、もしくは前記二酸化炭素に富んだガス流を生成するための複数のユニット、および前記二酸化炭素に富んだガス流の少なくとも一部分からメタノールおよび／またはメタノール変換生成物を調製するための少なくとも１つの合成プラント（６０）、もしくは前記二酸化炭素に富んだガス流の少なくとも一部分からメタノールおよび／またはメタノール変換生成物を調製するための複数の合成プラント（６０）が、前記電解プラント（６１）、前記ユニット、および前記合成プラント（６０）の運転中に、前記送電系統（７１）に給電することなしに前記電力プラント（５１）のために必要な前記電力プラント（５１）の最小限の負荷によって前記電力プラント（５１）を運転できるように、前記電解プラント（６１）、前記ユニット、および前記合成プラント（６０）の電流／電力消費および生成または変換出力に関して、全体的に設計されていることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載の電力プラント。
前記水素（Ｈ_２）を調製するための少なくとも１つの電解プラント（６１）、もしくは水素（Ｈ_２）を調製するための複数の電解プラント（６１）、および前記二酸化炭素に富んだガス流を生成するための少なくとも１つのユニット、もしくは前記二酸化炭素に富んだガス流を生成するための複数のユニット、および前記二酸化炭素に富んだガス流の少なくとも一部分からメタノールおよび／またはメタノール変換生成物を調製するための少なくとも１つの合成プラント（６０）、もしくは前記二酸化炭素に富んだガス流の少なくとも一部分からメタノールおよび／またはメタノール変換生成物を調製するための複数の合成プラント（６０）が、スイッチを切ることができる負荷として、前記公共の送電系統（７１）に物理的かつ電気的に接続されていることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の電力プラント。
前記水素（Ｈ_２）を調製するための少なくとも１つの電解プラント（６１）、もしくは水素（Ｈ_２）を調製するための複数の電解プラント（６１）、および前記二酸化炭素に富んだガス流を生成するための少なくとも１つのユニット、もしくは前記二酸化炭素に富んだガス流を生成するための複数のユニット、および前記二酸化炭素に富んだガス流の少なくとも一部分からメタノールおよび／またはメタノール変換生成物を調製するための少なくとも１つの合成プラント（６０）、もしくは前記二酸化炭素に富んだガス流の少なくとも一部分からメタノールおよび／またはメタノール変換生成物を調製するための複数の合成プラント（６０）が、前記水／蒸気回路（５４）の供給水のプレヒータ、および／または二酸化炭素分離プラントのプレヒータ、および／または前記電力プラント（５１）で使用される反応物質、および／または前記電力プラント（５１）で生成される生成物の少なくとも１つのプレヒータへ廃熱を伝導する少なくとも１つの導管によって、３０〜４００℃の範囲の前記少なくとも１つの電解プラント（６１）および前記少なくとも１つの合成プラント（６０）のプラント（６０，６１）および／またはユニットの運転で生じる廃熱に関して、伝導的に接続されていることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の電力プラント。
前記二酸化炭素分離プラントは、燃焼後回収（ＰＣＣ）プラント（５）であり、および／または、前記プラント（６０，６１）および／または前記ユニットの運転で生じる廃熱は３０〜１５０℃の範囲であることを特徴とする、請求項１２に記載の電力プラント。
前記水素（Ｈ_２）を調製するための少なくとも１つの電解プラント（６１）、または水素（Ｈ_２）を調製するための複数の電解プラント（６１）が、炭素燃料（５０）の燃焼中に前記大型の蒸気発生装置（１）のバーナで生成する前記オフガス流（５３）の二酸化炭素実体物全体、および／または少なくとも１つの二酸化炭素分離プラント（５）で分離される全量の二酸化炭素を、メタノールおよび／またはメタノール変換生成物を調製するための前記合成プラント（６０）でのメタノールまたはメタノール変換生成物に変換するために、生成できる量の水素を使用することができるように、前記電解プラント（６１）の生成および／または変換能力に関して、設計されていることを特徴とする、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の電力プラント。
前記二酸化炭素に富んだガス流を生成するための少なくとも１つのユニット、前記水素（Ｈ_２）を調製するための少なくとも１つの電解プラント（６１）、および前記メタノールおよび／またはメタノール変換生成物を調製するための少なくとも１つの合成プラント（６０）のグループのユニットまたはプラントのそれぞれが、少なくとも１つの専用の反応物質貯蔵手段および／または生成物貯蔵手段を有することを特徴とする、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の電力プラント。
前記電解プラント（６１）が、専用の水素貯蔵手段（２４）および／または酸素貯蔵手段（７９）を有し、および／または、前記二酸化炭素に富んだガス流を生成するためのユニットが、専用の二酸化炭素貯蔵手段（１８）を有することを特徴とする、請求項１５に記載の電力プラント。
前記二酸化炭素に富んだガス流を生成するための少なくとも１つのユニット、および前記水素（Ｈ_２）を調製するための少なくとも１つの電解プラント（６１）、および前記二酸化炭素に富んだガス流の少なくとも二酸化炭素成分および前記電解プラント（６１）で生成された水素からメタノールおよび／またはメタノール変換生成物を調製するための少なくとも１つの合成プラント（６０）は、前記電力プラント（５１）の運転中に前記電力プラント側で生成された電力が、前記二酸化炭素に富んだガス流を生成するためのユニット、前記水素（Ｈ_２）を調製するための電解プラント（６１）、および前記メタノールおよび／またはメタノール変換生成物を調製するための合成プラント（６０）からなるこのグループのユニットおよびプラントの１つの、１つより多くの、または全ての運転のために、必要とされるときに、全体的にまたは部分的に利用されるように、電流を伝導するラインおよび媒体を伝導するラインによる伝導に関して、物理的かつ電気的に互いに接続されており、かつ接続され、
前記水素（Ｈ_２）を調製するための前記少なくとも１つの電解プラント（６１）、または前記水素（Ｈ_２）を調製するための複数の電解プラント（６１）、および、前記二酸化炭素に富んだガス流を生成するための少なくとも１つのユニット、もしくは二酸化炭素に富んだガス流を生成するための複数のユニット、および、前記二酸化炭素に富んだガス流の少なくとも一部分からメタノールおよび／またはメタノール変換生成物を調製するための少なくとも１つの合成プラント（６０）、もしくは前記二酸化炭素に富んだガス流の少なくとも一部分からメタノールおよび／またはメタノール変換生成物を調製するための複数の合成プラント（６０）が、それぞれの電流／電力消費、および、それぞれの生成または変換出力に関して、個々に作動され、制御され得るように構成され、且つ、前記電力プラント（５１）での送電系統側電力制御需要に応じて、前記ユニットおよび前記合成プラント（６０）のそれぞれの電流／電力消費および生成または変換出力を、直ちに急上昇または急降下させることができるように制御可能であるように、前記ユニットおよび前記合成プラント（６０）の電流／電力消費能力、および前記ユニットおよび前記合成プラント（６０）の生成または変換能力に関して、電力プラント側で設計され、調整され、
前記電力プラント（５１）は、送電系統側電力制御需要のケースにおいて、３〜３０％／分の範囲の負荷変更勾配での負荷変更のための出力に関して変更される電力需要に調整させることができることを特徴とする、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の電力プラントを柔軟に運転する方法。
前記水素（Ｈ_２）を調製するための少なくとも１つの電解プラント（６１）、もしくは水素（Ｈ_２）を調製するための複数の電解プラント（６１）、および前記二酸化炭素に富んだガス流を生成するための少なくとも１つのユニット、もしくは前記二酸化炭素に富んだガス流を生成するための複数のユニット、および前記二酸化炭素に富んだガス流の少なくとも一部分からメタノールおよび／またはメタノール変換生成物を調製するための少なくとも１つの合成プラント（６０）、もしくは前記二酸化炭素に富んだガス流の少なくとも一部分からメタノールおよび／またはメタノール変換生成物を調製するための複数の合成プラント（６０）が、スイッチを切ることができる前記公共の送電系統（７１）に物理的かつ電気的に接続された負荷として運転されることを特徴とする、請求項１７に記載の電力プラントを柔軟に運転する方法。