JP2019090084A - Low carbon energy system and low carbon energy network system - Google Patents

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Abstract

To provide the low carbon energy system that can efficiently suppress carbon dioxide.SOLUTION: The low carbon energy system comprises: connecting a water electrolysis apparatus 3 and methanation apparatus 4 through a hydrogen supply line 13, connecting the methanation apparatus 4 and a cogeneration system 5 through a first methane supply line 14, connecting the water electrolysis device 3 and the cogeneration system 5 through an oxygen supply line 12, connecting the cogeneration system 5 and the methanation apparatus 4 through first carbon dioxide recovery means 15, using the cogeneration system 5 to supply to the methanation apparatus 4 the carbon dioxide generated when operating using oxygen supplied from the water electrolysis apparatus 3 and methane gas supplied from the methanation apparatus 4, and using the methanation apparatus 4 to react hydrogen supplied from the water electrolysis apparatus 3 with the carbon dioxide recovered from the cogeneration system 5 for producing the methane gas.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、低炭素エネルギーシステム及び低炭素エネルギーネットワークシステムに関する。   The present invention relates to low carbon energy systems and low carbon energy network systems.

例えば、ガス設備においてガスを燃焼させると、窒素や二酸化炭素などを含む排ガスが発生する。例えば、特許文献１には、ガスタービン発電機から排出された燃焼排ガスから二酸化炭素を回収し、回収された二酸化炭素と水素とを原料ガスとしてメタンを製造し、製造されたメタンをガスタービン装置が用いる発電システムが開示されている。   For example, when the gas is burned in a gas facility, an exhaust gas containing nitrogen, carbon dioxide and the like is generated. For example, Patent Document 1 discloses that carbon dioxide is recovered from combustion exhaust gas discharged from a gas turbine generator, methane is produced using the recovered carbon dioxide and hydrogen as source gases, and produced methane is used as a gas turbine device. Power generation system is disclosed.

特開２０１５−１０９７６７号公報JP, 2015-109767, A

しかしながら、従来の技術には以下の問題があった。すなわち、特許文献１に記載する技術は、空気を用いてメタンガスを燃焼させるため、燃焼排ガスに二酸化炭素だけでなく、窒素が多く含まれる。そのため、特許文献１に記載する技術は、燃焼排ガスから二酸化炭素を回収分離するために、化学吸収などの特殊な処理が必要になる。よって、ガス設備から大気に排出される二酸化炭素を効率良く抑制する技術には、改善の余地があった。   However, the prior art has the following problems. That is, since the technique described in Patent Document 1 burns methane gas using air, the flue gas contains a large amount of nitrogen as well as carbon dioxide. Therefore, the technology described in Patent Document 1 requires special treatment such as chemical absorption in order to recover and separate carbon dioxide from combustion exhaust gas. Therefore, there is room for improvement in the technology for efficiently suppressing carbon dioxide discharged from the gas facility to the atmosphere.

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、従来は大気放散していた酸素を有効活用して、二酸化炭素を効率良く抑制できる低炭素エネルギーシステム及び低炭素エネルギーネットワークシステムを提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and a low carbon energy system and a low carbon energy network system capable of efficiently suppressing carbon dioxide by effectively utilizing oxygen that was conventionally released to the atmosphere Intended to be provided.

本発明の一態様は、次のような構成を有している。
（１）水を水素と酸素に分解する水分解装置と、水素と二酸化炭素を反応させてメタンガスを生成するメタネーション装置と、酸素とメタンガスを用いて動作するガス設備と、前記水分解装置が生成した水素を前記メタネーション装置に供給する水素供給手段と、前記メタネーション装置が生成したメタンガスを前記ガス設備に供給する第１メタン供給手段と、前記水分解装置が生成した酸素を前記ガス設備に供給する酸素供給手段と、前記ガス設備が前記水分解装置から供給された酸素と前記メタネーション装置から供給されたメタンガスを用いて動作するときに発生する二酸化炭素を、前記メタネーション装置に回収させる第１二酸化炭素回収手段と、を有すること、を特徴とする。 One aspect of the present invention has the following configuration.
(1) A water splitting device that splits water into hydrogen and oxygen, a methanation device that reacts hydrogen and carbon dioxide to generate methane gas, a gas facility that operates using oxygen and methane gas, and the water splitting device Hydrogen supply means for supplying generated hydrogen to the methanation apparatus, first methane supply means for supplying methane gas generated by the methanation apparatus to the gas facility, and oxygen generated by the water cracking apparatus Supply means for supplying oxygen, carbon dioxide generated when the gas facility operates using the oxygen supplied from the water decomposition apparatus and the methane gas supplied from the methanation apparatus, to the methanation apparatus And d) first carbon dioxide recovery means.

従来のガス設備は、空気とメタンガスを用いて動作するのが一般的だが、上記構成の低炭素エネルギーシステムは、水分解装置が水から分解した酸素（純酸素）をガス設備に供給し、ガス設備が、水分解装置から供給される酸素とメタネーション装置から供給されるメタンガスを用いて動作する。従来、水分解装置は、水素の生成が主目的であり、酸素は副生成物として活用されていなかった。しかし、上記構成の低炭素エネルギーシステムは、水分解装置が水素製造時に発生する酸素をガス設備に供給するので、従来は大気放散していた酸素を有効活用できる。また、ガス設備は、酸素とメタンガスを用いて動作するので、動作時に発生する排ガスがほぼ二酸化炭素と水のみを含む。つまり、排ガスが窒素を殆ど含まない。ガス設備から発生した二酸化炭素は、メタネーション装置に回収される。メタネーション装置は、ガス設備から回収した二酸化炭素と水分解装置から供給された水素を反応させ、メタンガスを生成する。生成されたメタンガスは、ガス設備に供給されて使用される。このように、低炭素エネルギーシステムは、ガス設備から排出される排ガスがほぼ二酸化炭素と水のみを含むので、二酸化炭素を回収する処理が簡単になり、二酸化炭素を効率良く回収できる。そして、低炭素エネルギーシステムは、ガス設備から発生する二酸化炭素を大気に放出したり固定化したりせずにメタンガスの生成に利用するので、ガス設備から大気に放出される二酸化炭素を大幅に削減できる。よって、上記構成の低炭素エネルギーシステムによれば、従来は大気放散していた酸素を有効活用して、二酸化炭素を効率良く抑制できる。
尚、ガス設備には、コージェネレーションシステム、ボイラー、吸収式冷凍機、工業炉などが含まれる。コージェネレーションシステムの種類には、ガスエンジン、ガスタービン、燃料電池が含まれる。
また、水分解装置には、電気エネルギーを用いた水電解装置、太陽光エネルギーを用いた光触媒システム、高温熱を用いた熱分解装置などが含まれる。 Conventional gas equipment is generally operated using air and methane gas, but the low carbon energy system with the above configuration supplies the gas equipment with oxygen (pure oxygen) decomposed from water by the water cracking system, The facility operates with oxygen supplied from the water splitting device and methane gas supplied from the methanation device. In the past, the main purpose of the water-splitting apparatus was to produce hydrogen, and oxygen was not used as a by-product. However, the low-carbon energy system configured as described above can effectively use the oxygen that was conventionally released to the atmosphere because the water cracking system supplies oxygen generated at the time of hydrogen production to the gas facility. In addition, since the gas facility operates using oxygen and methane gas, the exhaust gas generated during operation contains almost only carbon dioxide and water. That is, the exhaust gas contains almost no nitrogen. Carbon dioxide generated from the gas facility is recovered by the methanation apparatus. The methanation apparatus reacts methane gas from a gas facility with hydrogen supplied from a water cracking apparatus to produce methane gas. The produced methane gas is supplied to a gas facility and used. As described above, since the low-carbon energy system contains almost only carbon dioxide and water as the exhaust gas discharged from the gas facility, the process of recovering carbon dioxide is simplified, and carbon dioxide can be efficiently recovered. And since the low carbon energy system is used to generate methane gas without releasing or immobilizing carbon dioxide generated from the gas facility into the atmosphere, carbon dioxide released into the atmosphere from the gas facility can be significantly reduced. . Therefore, according to the low carbon energy system of the said structure, the carbon dioxide can be efficiently suppressed by effectively using the oxygen currently disperse | distributed by air | atmosphere conventionally.
The gas equipment includes a cogeneration system, a boiler, an absorption refrigerator, an industrial furnace and the like. Types of cogeneration systems include gas engines, gas turbines, fuel cells.
Further, the water decomposition apparatus includes a water electrolysis apparatus using electric energy, a photocatalyst system using solar energy, a thermal decomposition apparatus using high temperature heat, and the like.

（２）（１）に記載する低炭素エネルギーシステムにおいて、前記ガス設備が前記水分解装置から供給された酸素と前記メタネーション装置から供給されたメタンガスを用いて動作するときに発生する水を、前記水分解装置に回収させる第１水再利用手段を有すること、を特徴とする。 (2) In the low carbon energy system described in (1), water generated when the gas facility operates using the oxygen supplied from the water decomposition apparatus and the methane gas supplied from the methanation apparatus It has a first water recycling means to be recovered by the water decomposing apparatus.

上記構成の低炭素エネルギーシステムは、ガス設備で発生した水を水素と酸素に分解して、有効活用できる。また、例えば、水分解装置に水道管から水を供給できない非常時でも、ガス設備と水分解装置との間で水が循環するので、システムの自立性を高めることができる。   The low carbon energy system of the said structure can decompose | disassemble water generated by gas installation into hydrogen and oxygen, and can be used effectively. In addition, for example, even in an emergency where water can not be supplied from the water pipe to the water-splitting apparatus, water circulates between the gas facility and the water-splitting apparatus, which can enhance the autonomy of the system.

（３）（１）又は（２）に記載する低炭素エネルギーシステムにおいて、再生可能エネルギーを利用して電力を発生する発電装置と、前記発電装置から前記水分解装置に電力を供給する電力供給手段とを有すること、前記水分解装置が水電解装置であること、を特徴とする。 (3) In the low carbon energy system described in (1) or (2), a power generation device that generates power using renewable energy, and a power supply unit that supplies power from the power generation device to the water decomposition device And the water decomposition apparatus is a water electrolysis apparatus.

上記構成の低炭素エネルギーシステムは、発電装置が、天候の影響を受けて、電力の安定供給の不安定要素になる電力を発生しても、その電力を水電解装置にて水素に変換し、メタンガスの生成に有効活用することができる。   In the low carbon energy system configured as described above, even if the power generating apparatus generates power that becomes an unstable element of stable supply of power under the influence of weather, the power is converted to hydrogen by the water electrolysis apparatus, It can be effectively used to generate methane gas.

（４）（１）乃至（３）の何れか１つに記載する低炭素エネルギーシステムにおいて、所定のエリア内で複数の設備を接続して、エネルギーを相互に利用できるようにしたエネルギー負荷ネットワークと、前記エネルギー負荷ネットワーク内で発生した二酸化炭素を回収して、前記メタネーション装置に供給する第２二酸化炭素回収手段とを有すること、を特徴とする。 (4) In the low carbon energy system described in any one of (1) to (3), an energy load network in which a plurality of facilities are connected in a predetermined area to enable energy to be used mutually And second carbon dioxide recovery means for recovering carbon dioxide generated in the energy load network and supplying the carbon dioxide to the methanation apparatus.

上記構成の低炭素エネルギーシステムは、第２二酸化炭素回収手段がエネルギー負荷ネットワークから回収した二酸化炭素を、メタネーション装置がメタンガスの生成に利用する。エネルギー負荷ネットワークは、例えば、一定規模の住宅、公共施設、商業施設などからなるローカルタウンや、様々な設備からなる工場などである。よって、上記構成の低炭素エネルギーシステムによれば、エネルギー負荷ネットワーク内で発生した二酸化炭素が大気に放出されることを抑制し、低炭素化を図ることができる。   In the low carbon energy system configured as described above, the methanation apparatus uses the carbon dioxide recovered by the second carbon dioxide recovery means from the energy load network for the generation of methane gas. The energy load network is, for example, a local town consisting of houses of a certain size, public facilities, commercial facilities, etc., and a factory consisting of various facilities. Therefore, according to the low carbon energy system of the said structure, it can suppress that the carbon dioxide which generate | occur | produced in the energy load network is discharge | released to air | atmosphere, and can aim at low carbonization.

（５）（４）に記載する低炭素エネルギーシステムにおいて、前記メタネーション装置が生成したメタンガスを前記エネルギー負荷ネットワークに供給する第２メタン供給手段を有すること、を特徴とする。 (5) The low carbon energy system described in (4) is characterized by having a second methane supply means for supplying methane gas generated by the methanation apparatus to the energy load network.

上記構成の低炭素エネルギーシステムは、エネルギー負荷ネットワーク内の設備が、メタネーション装置にて低炭素で生成されたメタンガスを使用するので、エネルギー負荷ネットワークを含めて低炭素化を図ることができる。   In the low carbon energy system configured as described above, since the equipment in the energy load network uses methane gas generated with low carbon by the methanation apparatus, carbon reduction can be achieved including the energy load network.

（６）（１）乃至（５）の何れか１つに記載する低炭素エネルギーシステムにおいて、前記メタネーション装置に都市ガスを供給する都市ガス供給手段を有すること、を特徴とする。 (6) The low carbon energy system according to any one of (1) to (5), further comprising a city gas supply means for supplying city gas to the methanation apparatus.

上記構成の低炭素エネルギーシステムは、例えば、再生可能エネルギーを利用して発電された電力を水素に変換する場合、水分解装置の水素製造量が天候に作用され、更には、メタネーション装置のメタンガス生成量が天候に左右される。メタネーション装置がガス設備に供給するメタンガスが不足する場合でも、メタンを約９０％含む都市ガスによりその不足分を補い、ガス設備を稼動させることができる。よって、上記構成の低炭素エネルギーシステムによれば、天候等の影響を受けることなくガス設備にメタンガスを適切に供給して、ガス設備を安定稼働させることができる。   In the low-carbon energy system configured as described above, for example, when converting the power generated using renewable energy into hydrogen, the amount of hydrogen produced by the water splitting device is affected by the weather, and further, methane gas of the methanation device The amount of production depends on the weather. Even if there is a shortage of methane gas supplied to the gas facility by the methanation system, the city gas containing about 90% of methane can compensate for the shortage and operate the gas facility. Therefore, according to the low carbon energy system of the said structure, methane gas can be appropriately supplied to a gas installation without receiving to the influence of a weather etc., and a gas installation can be operated stably.

（７）（１）乃至（６）の何れか１つに記載する低炭素エネルギーシステムにおいて、前記メタネーション装置は、メタンとカーボンニュートラルとされる二酸化炭素を含むバイオガスを発生させるバイオガス発生装置に接続されていること、前記メタネーション装置が、前記カーボンニュートラルとされる二酸化炭素を再利用して前記メタンガスを生成することにより、カーボンマイナス効果が得られること、を特徴とする。 (7) In the low-carbon energy system according to any one of (1) to (6), the methanation apparatus generates biogas including biogas including methane and carbon dioxide which is carbon neutral. It is characterized in that the methanation apparatus can obtain a carbon negative effect by generating the methane gas by reusing carbon dioxide made carbon neutral.

上記構成の低炭素エネルギーシステムは、バイオガスに含まれる二酸化炭素を利用してメタネーション装置がメタンガスを生成できる。バイオガス発生装置から排出される二酸化炭素は、生物由来であるため、カーボンニュートラルとされ、大気中に排出されても排出カウントされない。上記構成の低炭素エネルギーシステムは、このようなカーボンニュートラルとされる二酸化炭素を再利用してメタネーション装置がメタンガスを生成するので、大気中の二酸化炭素を削減するカーボンマイナス効果を得ることができる。よって、上記構成の低炭素エネルギーシステムによれば、大気中の二酸化炭素の低減に貢献することができる。   In the low carbon energy system configured as described above, the methanation apparatus can generate methane gas using carbon dioxide contained in biogas. The carbon dioxide emitted from the biogas generator is carbon-neutral because it is of biological origin, and is not counted even if emitted into the atmosphere. In the low-carbon energy system configured as described above, since the methanation apparatus generates methane gas by reusing carbon dioxide that is carbon neutral, it is possible to obtain a carbon negative effect to reduce carbon dioxide in the atmosphere. . Therefore, according to the low carbon energy system of the said structure, it can contribute to reduction of the carbon dioxide in air | atmosphere.

（８）（１）乃至（７）の何れか１つに記載する低炭素エネルギーシステムにおいて、前記メタネーション装置が前記メタンガスを生成する場合に生じた水を前記水分解装置に供給する第２水再利用手段を有すること、を特徴とする。 (8) In the low carbon energy system described in any one of (1) to (7), a second water for supplying water generated when the methanation apparatus generates the methane gas to the water decomposition apparatus It is characterized by having a recycling means.

上記構成の低炭素エネルギーシステムは、メタネーション装置で発生した水を水素と酸素に分解して、有効活用できる。また、例えば、水分解装置に水道管から水を供給できない非常時でも、メタネーション装置と水分解装置との間で水が循環するので、システムの自立性を高めることができる。   The low carbon energy system of the said structure can decompose | disassemble the water which generate | occur | produced with the methanation apparatus into hydrogen and oxygen, and can use it effectively. In addition, for example, even in an emergency where water can not be supplied from the water pipe to the water-splitting apparatus, water circulates between the methanation apparatus and the water-splitting apparatus, which can enhance the autonomy of the system.

（９）（１）乃至（８）の何れか１つに記載する低炭素エネルギーシステムが、第１エリアと、前記第１エリアと異なる第２エリアに、それぞれ設けられていること、前記第１エリアの低炭素エネルギーシステムと前記第２エリアの低炭素エネルギーシステムは、各々で発生した電力と水素と酸素とメタンガスと二酸化炭素の少なくとも１つを、相互に供給可能であること、を特徴とする低炭素エネルギーネットワークシステムである。 (9) The low carbon energy system described in any one of (1) to (8) is provided in a first area and a second area different from the first area, respectively; The low carbon energy system of the area and the low carbon energy system of the second area are characterized in that they can mutually supply at least one of power, hydrogen, oxygen, methane gas and carbon dioxide generated by each other. It is a low carbon energy network system.

上記構成の低炭素エネルギーネットワークシステムによれば、第１エリアと第２エリアに設けられた低炭素エネルギーシステムを、電力と水素と酸素とメタンガスと二酸化炭素の少なくとも１つを補うバッファとして相互に利用することにより、機能性を高めることができる。   According to the low carbon energy network system of the above configuration, the low carbon energy system provided in the first area and the second area is mutually used as a buffer for supplementing at least one of power, hydrogen, oxygen, methane gas and carbon dioxide By doing this, the functionality can be enhanced.

本発明によれば、従来は大気放散していた酸素を有効活用して、二酸化炭素を効率良く抑制できる低炭素エネルギーシステム及び低炭素エネルギーネットワークシステムを実現することができる。   According to the present invention, it is possible to realize a low carbon energy system and a low carbon energy network system capable of efficiently suppressing carbon dioxide by effectively utilizing oxygen that was conventionally released to the atmosphere.

本発明の実施形態に係る低炭素エネルギーシステムの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the low carbon energy system concerning the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る低炭素エネルギーネットワークシステムの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the low carbon energy network system concerning the embodiment of the present invention. 低炭素エネルギーシステムの変形例である。It is a modification of a low carbon energy system.

以下に、本発明に係る低炭素エネルギーシステム及び低炭素エネルギーネットワークシステムの実施形態について図面に基づいて説明する。図１は、本発明の実施形態に係る低炭素エネルギーシステム１の概略構成図である。   Hereinafter, embodiments of a low carbon energy system and a low carbon energy network system according to the present invention will be described based on the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a low carbon energy system 1 according to an embodiment of the present invention.

低炭素エネルギーシステム１は、主に、再生可能エネルギー発電システム２と、水電解装置３と、メタネーション装置４と、コージェネレーションシステム５と、分離回収装置６を備える。   The low carbon energy system 1 mainly includes a renewable energy power generation system 2, a water electrolysis device 3, a methanation device 4, a cogeneration system 5, and a separation and recovery device 6.

第１電力供給ライン１１は、再生可能エネルギー発電システム２と水電解装置３を接続している。酸素供給ライン１２は、水電解装置３とコージェネレーションシステム５を接続している。水素供給ライン１３は、水電解装置３とメタネーション装置４を接続している。第１メタン供給ライン１４は、メタネーション装置４とコージェネレーションシステム５を接続している。第１二酸化炭素回収手段１５は、コージェネレーションシステム５とメタネーション装置４を接続している。第１二酸化炭素回収手段１５は、排気ライン１５ａと分離回収装置６と第１回収ライン１５ｂにより構成されている。排気ライン１５ａは、コージェネレーションシステム５と分離回収装置６を接続する。分離回収装置６は、排ガスを二酸化炭素と水に分離する。第１回収ライン１５ｂは、分離回収装置６とメタネーション装置４を接続する。ドレン回収ライン１６は、分離回収装置６と水電解装置３を接続している。更に、水再利用ライン２４は、メタネーション装置４と水電解装置３を接続している。   The first power supply line 11 connects the renewable energy power generation system 2 and the water electrolysis device 3. The oxygen supply line 12 connects the water electrolysis device 3 and the cogeneration system 5. The hydrogen supply line 13 connects the water electrolysis device 3 and the methanation device 4. The first methane supply line 14 connects the methanation apparatus 4 and the cogeneration system 5. The first carbon dioxide recovery means 15 connects the cogeneration system 5 and the methanation apparatus 4. The first carbon dioxide recovery means 15 comprises an exhaust line 15a, a separation and recovery device 6, and a first recovery line 15b. The exhaust line 15 a connects the cogeneration system 5 and the separation and recovery device 6. The separation and recovery unit 6 separates the exhaust gas into carbon dioxide and water. The first recovery line 15 b connects the separation and recovery device 6 and the methanation device 4. The drain recovery line 16 connects the separation and recovery device 6 and the water electrolysis device 3. Furthermore, the water reuse line 24 connects the methanation device 4 and the water electrolysis device 3.

また、低炭素エネルギーシステム１は、エネルギー負荷ネットワーク７を備える。エネルギー負荷ネットワーク７は、一定規模の住宅、公共施設、商業施設などからなるローカルタウンや、様々なエネルギー設備からなる工場など、所定のエリア内で複数の設備を接続して、エネルギーを相互に利用できるようにしたものである。エネルギー負荷ネットワーク７は、第２電力供給ライン１８を介して再生可能エネルギー発電システム２に接続されている。また、エネルギー負荷ネットワーク７は、エネルギーライン１９を介してコージェネレーションシステム５に接続されている。第２メタン供給ライン２７は、エネルギー負荷ネットワーク７内に敷設され、エネルギー負荷ネットワーク７内に設置された各設備に都市ガス供給源８から都市ガスを供給するガス導管に、接続されている。   The low carbon energy system 1 also comprises an energy loading network 7. The energy load network 7 interconnects multiple facilities within a given area, such as a local town consisting of houses of a certain size, public facilities, commercial facilities, etc., and a factory consisting of various energy facilities, to mutually use energy It is something that can be done. The energy load network 7 is connected to the renewable energy generation system 2 via a second power supply line 18. The energy load network 7 is also connected to the cogeneration system 5 via an energy line 19. The second methane supply line 27 is installed in the energy load network 7 and connected to gas conduits for supplying city gas from the city gas supply source 8 to the facilities installed in the energy load network 7.

エネルギー負荷ネットワーク７内に設置された設備には、酸素を用いる１又は２以上のネットワーク側ガス設備が含まれる。低炭素エネルギーシステム１は、１又は２以上のネットワーク側ガス設備と水電解装置３を接続する酸素パイプライン３０を有する。１又は２以上のネットワーク側ガス設備は、水電解装置３から酸素パイプライン３０を介して供給される酸素を使用する際に、ほぼ水と二酸化炭素のみを含む排ガスを発生する。エネルギー負荷ネットワーク７は、１又は２以上のネットワーク側ガス設備が発生した排ガスを回収する排ガスパイプライン３１を備える。排ガスパイプライン３１は、分離回収装置６に接続されている。尚、本形態では、排ガスパイプライン３１と、分離回収装置６と、第１回収ライン１５ｂにより、第２二酸化炭素回収手段２９の一例が構成されている。   The equipment installed in the energy load network 7 includes one or more network-side gas equipment using oxygen. The low carbon energy system 1 has an oxygen pipeline 30 connecting one or more network side gas equipment and the water electrolysis apparatus 3. When using one or more network-side gas facilities using oxygen supplied from the water electrolysis apparatus 3 through the oxygen pipeline 30, an exhaust gas containing substantially only water and carbon dioxide is generated. The energy load network 7 includes an exhaust gas pipeline 31 that recovers the exhaust gas generated by one or more network-side gas facilities. The exhaust gas pipeline 31 is connected to the separation and recovery device 6. In the present embodiment, an example of the second carbon dioxide recovery means 29 is constituted by the exhaust gas pipeline 31, the separation and recovery device 6, and the first recovery line 15b.

また、低炭素エネルギーシステム１は、都市ガス供給源８が都市ガス供給ライン２０を介して第１メタン供給ライン１４に接続されている。更に、低炭素エネルギーシステム１は、バイオガス発生装置９がバイオガス供給ライン２３を介してメタネーション装置４に接続されている。   In the low carbon energy system 1, the city gas supply source 8 is connected to the first methane supply line 14 via the city gas supply line 20. Furthermore, in the low carbon energy system 1, the biogas generator 9 is connected to the methanation apparatus 4 via the biogas supply line 23.

水電解装置３と、メタネーション装置４と、コージェネレーションシステム５と、分離回収装置６は、所定のエリアを管轄するエネルギーセンター１０の中で一括管理されている。   The water electrolysis device 3, the methanation device 4, the cogeneration system 5, and the separation and recovery device 6 are collectively managed in the energy center 10 which has jurisdiction over a predetermined area.

尚、再生可能エネルギー発電システム２は、発電装置の一例である。水電解装置３は、水分解装置の一例である。コージェネレーションシステム５は、ガス設備の一例である。第１電力供給ライン１１は、電力供給手段の一例である。水素供給ライン１３は、水素供給手段の一例である。第１メタン供給ライン１４は、第１メタン供給手段の一例である。酸素供給ライン１２は、酸素供給手段の一例である。ドレン回収ライン１６は、第１水再利用手段の一例である。都市ガス供給ライン２０は、都市ガス供給手段の一例である。水再利用ライン２４は、第２水再利用手段の一例である。第２メタン供給ライン２７は、第２メタン供給手段の一例である。   The renewable energy power generation system 2 is an example of a power generation device. The water electrolysis device 3 is an example of a water decomposition device. The cogeneration system 5 is an example of a gas facility. The first power supply line 11 is an example of a power supply unit. The hydrogen supply line 13 is an example of a hydrogen supply means. The first methane supply line 14 is an example of a first methane supply unit. The oxygen supply line 12 is an example of an oxygen supply means. The drain recovery line 16 is an example of a first water reuse means. The city gas supply line 20 is an example of a city gas supply means. The water reuse line 24 is an example of a second water reuse means. The second methane supply line 27 is an example of a second methane supply unit.

次に、低炭素エネルギーシステム１の動作を説明する。   Next, the operation of the low carbon energy system 1 will be described.

再生可能エネルギー発電システム２は、太陽光発電システムや風力発電システムなど、エネルギー源として持続可能に利用することができると認められるもの（例えば、風力、太陽光、地熱など）を利用して電力を発生させる。再生可能エネルギー発電システム２が発電した電力は、第２電力供給ライン１８を介してエネルギー負荷ネットワーク７に供給される。   The renewable energy power generation system 2 uses a solar power generation system, a wind power generation system, or the like that can be used as an energy source as a sustainable source (for example, wind power, sunlight, geothermal energy, etc.). generate. The power generated by the renewable energy generation system 2 is supplied to the energy load network 7 via the second power supply line 18.

ここで、再生可能エネルギー発電システム２の出力電力は、日照時間や風力など、天候に左右されて大きく変動し、時期によっては余剰する。このように変動が大きい電力や余剰電力は、電力系統にとって、電力を安定供給できない不安定要素になる。本形態では、このような余剰電力や変動電力などの不安定要素となる電力が、第１電力供給ライン１１を介して水電解装置３に供給される。   Here, the output power of the renewable energy power generation system 2 greatly fluctuates depending on the weather, such as sunshine duration and wind power, and surplus depending on the time. Power and surplus power with such large fluctuations are unstable elements that can not stably supply power to the power system. In the present embodiment, the electric power which is an unstable element such as the surplus electric power and the variable electric power is supplied to the water electrolysis device 3 through the first electric power supply line 11.

水電解装置３は、再生可能エネルギー発電システム２の不安定要素となる電力を利用して、水を水素と酸素に分解する。つまり、再生可能エネルギー発電システム２の不安定要素となる電力（余剰電力、変動電力）が、水電解装置３にて、水素に変換される。水電解装置３により分解された水素は、水素供給ライン１３を介してメタネーション装置４に供給される。一方、水電解装置３により分解された酸素は、廃棄されることなく、酸素供給ライン１２を介して水電解装置３からコージェネレーションシステム５に供給される。   The water electrolysis device 3 decomposes water into hydrogen and oxygen using electric power which is an unstable element of the renewable energy power generation system 2. That is, the electric power (surplus power, fluctuating power) which becomes an unstable element of the renewable energy power generation system 2 is converted to hydrogen by the water electrolysis device 3. The hydrogen decomposed by the water electrolysis device 3 is supplied to the methanation device 4 via the hydrogen supply line 13. On the other hand, the oxygen decomposed by the water electrolysis device 3 is supplied from the water electrolysis device 3 to the cogeneration system 5 through the oxygen supply line 12 without being discarded.

メタネーション装置４は、水電解装置３から供給される水素と二酸化炭素を反応させてメタンガスを生成する。メタネーション装置４にて生成されたメタンガスは、第１メタン供給ライン１４を介してコージェネレーションシステム５に供給される。   The methanation device 4 reacts hydrogen supplied from the water electrolysis device 3 with carbon dioxide to produce methane gas. The methane gas generated by the methanation apparatus 4 is supplied to the cogeneration system 5 via the first methane supply line 14.

コージェネレーションシステム５は、水電解装置３から供給される酸素とメタネーション装置４から供給されるメタンガスを利用して発電し、発電時に発生する排熱を給湯や床暖房などに利用する。コージェネレーションシステム５の種類には、ガスエンジン、ガスタービン、燃料電池が含まれる。コージェネレーションシステム５が動作時に発生する排ガスは、排気ライン１５ａを介してコージェネレーションシステム５から分離回収装置６に供給される。   The cogeneration system 5 generates electricity using oxygen supplied from the water electrolysis apparatus 3 and methane gas supplied from the methanation apparatus 4 and uses waste heat generated at the time of power generation for hot water supply, floor heating, and the like. Types of cogeneration system 5 include gas engines, gas turbines, and fuel cells. The exhaust gas generated during operation of the cogeneration system 5 is supplied from the cogeneration system 5 to the separation and recovery device 6 through the exhaust line 15a.

ここで、コージェネレーションシステム５がガスエンジン又はガスタービンである場合には、酸素を用いてメタンガスを燃焼させて発電する際に、排ガスが発生する。一方、コージェネレーションシステム５が燃料電池である場合には、メタンから水素を製造する際に、排ガスが発生する。これらの排ガスは、ほぼ二酸化炭素と水のみを含み、窒素を殆ど含まない。よって、分離回収装置６は、二酸化炭素と水を分離するだけでよく、二酸化炭素を分離するために特殊な処理を必要としない。   Here, when the cogeneration system 5 is a gas engine or a gas turbine, exhaust gas is generated when the methane gas is burned using oxygen to generate power. On the other hand, when the cogeneration system 5 is a fuel cell, exhaust gas is generated when hydrogen is produced from methane. These exhaust gases contain almost only carbon dioxide and water, and hardly contain nitrogen. Therefore, the separation and recovery apparatus 6 only needs to separate carbon dioxide and water, and does not require special treatment to separate carbon dioxide.

分離回収装置６は、排ガスから分離した二酸化炭素を第１回収ライン１５ｂを介して水電解装置３に供給する。つまり、コージェネレーションシステム５が動作時に発生する二酸化炭素は、大気に放出されることなく、全て、第１二酸化炭素回収手段１５を介してメタネーション装置４に回収される。メタネーション装置４は、コージェネレーションシステム５から供給される二酸化炭素を、水電解装置３から供給される水素と反応させて、メタンガスを生成する。   The separation and recovery device 6 supplies the carbon dioxide separated from the exhaust gas to the water electrolysis device 3 via the first recovery line 15b. That is, carbon dioxide generated during operation of the cogeneration system 5 is all recovered by the methanation apparatus 4 via the first carbon dioxide recovery means 15 without being released to the atmosphere. The methanation device 4 reacts carbon dioxide supplied from the cogeneration system 5 with hydrogen supplied from the water electrolysis device 3 to produce methane gas.

一方、分離回収装置６は、排ガスから分離した水をドレン回収ライン１６を介して水電解装置３に供給する。水電解装置３は、その水を水素と酸素に分解すると、水素をメタネーション装置４に供給し、酸素をコージェネレーションシステム５に供給する。   On the other hand, the separation and recovery unit 6 supplies the water separated from the exhaust gas to the water electrolysis unit 3 via the drain recovery line 16. When the water electrolysis apparatus 3 decomposes the water into hydrogen and oxygen, it supplies hydrogen to the methanation apparatus 4 and supplies oxygen to the cogeneration system 5.

ここで、例えば、水電解装置３が生成する水素を「１００」とした場合、水の分解式（２Ｈ２Ｏ→２Ｈ２＋Ｏ２）より、水電解装置３が生成する酸素は「５０」になる。メタネーション装置４は、水素と二酸化炭素を反応させると、メタンガスと水が生成される。このときの第１化学反応式（４Ｈ２＋ＣＯ２→ＣＨ４＋２Ｈ２Ｏ）より、メタネーション装置４は、水電解装置３から水素を「１００」供給されると、メタンガスを「２５」生成し、水を「５０」生成する。コージェネレーションシステム５は、メタネーション装置４から供給されるメタンガスと水電解装置３から供給される酸素を用いて動作する場合に、二酸化炭素と水を発生する。このときの第２化学反応式（ＣＨ４＋２Ｏ２→ＣＯ２＋２Ｈ２Ｏ）より、コージェネレーションシステム５は、メタネーション装置４からメタンガスを「２５」供給され、水電解装置３から酸素を「５０」され、これらを反応させた場合、二酸化炭素が「２５」発生し、水が「５０」発生する。 Here, for example, when hydrogen generated by the water electrolysis device 3 is “100”, oxygen generated by the water electrolysis device 3 is “50” according to the decomposition formula of water (2H 2 O → 2H 2 + O 2 ) Become. When the methanation apparatus 4 reacts hydrogen and carbon dioxide, methane gas and water are produced. According to the first chemical reaction formula (4H 2 + CO 2 → CH 4 + 2H 2 O) at this time, the methanation apparatus 4 generates “25” of methane gas when “100” of hydrogen is supplied from the water electrolysis apparatus 3 Produce "50" water. The cogeneration system 5 generates carbon dioxide and water when it operates using methane gas supplied from the methanation apparatus 4 and oxygen supplied from the water electrolysis apparatus 3. From the second chemical reaction formula (CH 4 + 2O 2 → CO 2 + 2H 2 O) at this time, the cogeneration system 5 is supplied with “25” of methane gas from the methanation apparatus 4 and “50 When these are reacted, carbon dioxide is generated "25" and water is generated "50".

この場合において、メタネーション装置４が生成した水「５０」は、水再利用ライン２４を介して水電解装置３に供給され、分離回収装置６が発生した水「５０」は、ドレン回収ライン１６を介して水電解装置３に供給される。よって、水電解装置３は、メタネーション装置４とコージェネレーションシステム５から水を「１００」回収できる。水電解装置３は、回収した水「１００」から水素「１００」と酸素「５０」を生成する。メタネーション装置４は、分離回収装置６から第１回収ライン１５ｂを介して、二酸化炭素を「２５」供給される。よって、低炭素エネルギーシステム１は、二酸化炭素を大気に放出させることなく、コージェネレーションシステム５を稼動させることができる。   In this case, the water “50” generated by the methanation device 4 is supplied to the water electrolysis device 3 via the water recycling line 24, and the water “50” generated by the separation and recovery device 6 is discharged to the drain recovery line 16. Is supplied to the water electrolysis apparatus 3 via the Therefore, the water electrolysis apparatus 3 can recover "100" of water from the methanation apparatus 4 and the cogeneration system 5. The water electrolysis apparatus 3 generates hydrogen "100" and oxygen "50" from the recovered water "100". The methanation apparatus 4 is supplied with carbon dioxide "25" from the separation and recovery apparatus 6 via the first recovery line 15b. Therefore, the low carbon energy system 1 can operate the cogeneration system 5 without releasing carbon dioxide to the atmosphere.

ところで、メタネーション装置４が生成したメタンガスは、第２メタン供給ライン２７を介してエネルギー負荷ネットワーク７内の設備に供給され、消費される。そのため、メタネーション装置４と分離回収装置６から回収した水から分解した水素だけでは、コージェネレーションシステム５の安定稼働に必要なメタンガスを生成できない恐れがある。   By the way, the methane gas which the methanation apparatus 4 produced | generated is supplied to the installation in the energy load network 7 via the 2nd methane supply line 27, and is consumed. Therefore, there is a possibility that the methane gas necessary for stable operation of the cogeneration system 5 can not be generated only by the hydrogen decomposed from the water recovered from the methanation device 4 and the separation and recovery device 6.

一方、本形態の低炭素エネルギーシステム１は、水電解装置３が、再生可能エネルギー発電システム２の不安定となる電力を利用して、エネルギーセンター１０の外部から供給される水を水素と酸素に分解し、メタネーション装置４に水素を供給するようにしている。しかし、再生可能エネルギー発電システム２の出力電力は天候に左右されて変動するため、水電解装置３が製造する水素の量も、天候に左右されて変動する。そして、水素の製造量の変動に応じて、メタネーション装置４が生成するメタンガスの量も天候によって変動する。   On the other hand, in the low carbon energy system 1 according to the present embodiment, the water electrolysis apparatus 3 converts the water supplied from the outside of the energy center 10 into hydrogen and oxygen using the power that causes the renewable energy power generation system 2 to become unstable. It decomposes and supplies the hydrogen to the methanation apparatus 4. However, since the output power of the renewable energy generation system 2 fluctuates depending on the weather, the amount of hydrogen produced by the water electrolysis device 3 also fluctuates depending on the weather. And according to the fluctuation | variation of the production amount of hydrogen, the quantity of the methane gas which the methanation apparatus 4 produces | generates also fluctuate | varies with a weather.

そこで、低炭素エネルギーシステム１は、都市ガス供給源８を第１メタン供給ライン１４に接続し、メタネーション装置４の製造だけでは不足するメタンガスを、メタンを主成分とする都市ガスにより補うようにしている。これにより、エネルギー負荷ネットワーク７内の各設備とコージェネレーションシステム５は、適切な量のメタンガスを供給され、安定稼働することができる。   Therefore, the low carbon energy system 1 connects the city gas supply source 8 to the first methane supply line 14, and compensates the methane gas, which is insufficient only by the production of the methanation apparatus 4, with the city gas mainly composed of methane. ing. As a result, each facility in the energy load network 7 and the cogeneration system 5 can be supplied with an appropriate amount of methane gas and can operate stably.

ここで、エネルギー負荷ネットワーク７に設置された設備には、１又は２以上のネットワーク側ガス設備が含まれる。ネットワーク側ガス設備は、例えば、水電解装置３から酸素パイプライン３０を介して供給された酸素を利用して、メタネーション装置４から供給されるメタンガスや都市ガス供給源８から供給される都市ガスを利用して運転する。すると、ネットワーク側ガス設備は、ほぼ二酸化炭素と水のみを含み、窒素を含まない排ガスを発生する。   Here, the equipment installed in the energy load network 7 includes one or more network-side gas equipment. The network-side gas facility uses, for example, oxygen supplied from the water electrolyzer 3 via the oxygen pipeline 30, and methane gas supplied from the methanation apparatus 4 and city gas supplied from the city gas supply source 8 Drive using. Then, the network-side gas facility generates an exhaust gas that contains substantially only carbon dioxide and water and does not contain nitrogen.

低炭素エネルギーシステム１は、エネルギー負荷ネットワーク７内で発生した排ガスを、排ガスパイプライン３１を介して、エネルギーセンター１０内の分離回収装置６に回収する。分離回収装置６は、排ガスを二酸化炭素と水に分離する。排ガスがほぼ二酸化炭素と水のみを含むため、分離回収装置６は、排ガスから二酸化炭素を簡単に分離できる。分離された二酸化炭素は、第１回収ライン１５ｂを介してメタネーション装置４に供給される。メタネーション装置４は、エネルギー負荷ネットワーク７で発生した二酸化炭素を、水電解装置３から供給される水素と反応させて、メタンガスを生成し、コージェネレーションシステム５に供給したり、エネルギー負荷ネットワーク７に供給したりする。よって、低炭素エネルギーシステム１は、エネルギー負荷ネットワーク７内で発生した二酸化炭素を大気に放出せずに、メタンガスの生成に有効活用することができる。一方、排ガスから分離された水は、ドレン回収ライン１６を介して水電解装置３に供給され、水素の製造に再利用される。   The low carbon energy system 1 recovers the exhaust gas generated in the energy load network 7 in the separation and recovery device 6 in the energy center 10 via the exhaust gas pipeline 31. The separation and recovery unit 6 separates the exhaust gas into carbon dioxide and water. Since the exhaust gas substantially contains only carbon dioxide and water, the separation and recovery apparatus 6 can easily separate carbon dioxide from the exhaust gas. The separated carbon dioxide is supplied to the methanation apparatus 4 via the first recovery line 15b. The methanation device 4 reacts carbon dioxide generated in the energy load network 7 with hydrogen supplied from the water electrolysis device 3 to generate methane gas, which is supplied to the cogeneration system 5 or to the energy load network 7. Supply. Therefore, the low carbon energy system 1 can be effectively used for the generation of methane gas without releasing carbon dioxide generated in the energy load network 7 to the atmosphere. On the other hand, the water separated from the exhaust gas is supplied to the water electrolysis device 3 through the drain recovery line 16 and reused for the production of hydrogen.

更に、メタネーション装置４は、バイオガス供給ライン２３を介してバイオガス発生装置９に接続されている。バイオガス発生装置９は、メタンとカーボンニュートラルとされる二酸化炭素を含むバイオガスをメタネーション装置４に供給する。メタネーション装置４は、バイオガスに含まれるメタンをコージェネレーションシステム５に供給する。また、メタネーション装置４は、バイオガスに含まれるカーボンニュートラルとされる二酸化炭素を、水電解装置３から供給される水素と反応させて、メタンガスを生成し、そのメタンガスをコージェネレーションシステム５に供給する。カーボンニュートラルとされる二酸化炭素は、従来、大気に排出されても排出カウントされない。よって、バイオガス発生装置９が発生するカーボンニュートラルとされる二酸化炭素を利用してメタンガスを生成することにより、大気中の二酸化炭素を低減して、カーボンマイナスとすることができる。   Furthermore, the methanation apparatus 4 is connected to the biogas generator 9 via the biogas supply line 23. The biogas generator 9 supplies, to the methanation apparatus 4, biogas containing methane and carbon dioxide which is made carbon neutral. The methanation apparatus 4 supplies methane contained in biogas to the cogeneration system 5. In addition, the methanation apparatus 4 causes carbon dioxide contained in biogas to be carbon neutral to react with hydrogen supplied from the water electrolysis apparatus 3 to generate methane gas, and supplies the methane gas to the cogeneration system 5 Do. Carbon dioxide, which is considered carbon neutral, is not conventionally counted even if it is emitted to the atmosphere. Therefore, carbon dioxide in the air can be reduced to carbon minus by generating methane gas using carbon dioxide which is carbon neutral which is generated by the biogas generator 9.

以上説明したように、本形態の低炭素エネルギーシステム１は、水を水素と酸素に分解する水電解装置３と、水素と二酸化炭素を反応させてメタンガスを生成するメタネーション装置４と、酸素とメタンガスを用いて動作するコージェネレーションシステム５と、水電解装置３が生成した水素をメタネーション装置４に供給する水素供給ライン１３と、メタネーション装置４が生成したメタンガスをコージェネレーションシステム５に供給する第１メタン供給ライン１４と、水電解装置３が生成した酸素をコージェネレーションシステム５に供給する酸素供給ライン１２と、コージェネレーションシステム５が水電解装置３から供給された酸素とメタネーション装置４から供給されたメタンガスを用いて動作するときに発生する二酸化炭素を、メタネーション装置４に回収させる第１二酸化炭素回収手段１５と、を有すること、を特徴とする。   As described above, the low carbon energy system 1 according to the present embodiment includes the water electrolysis device 3 that decomposes water into hydrogen and oxygen, the methanation device 4 that reacts hydrogen and carbon dioxide to generate methane gas, and oxygen The cogeneration system 5 that operates using methane gas, the hydrogen supply line 13 that supplies hydrogen generated by the water electrolysis apparatus 3 to the methanation apparatus 4, and the methane gas generated by the methanation apparatus 4 to the cogeneration system 5 From the first methane supply line 14, the oxygen supply line 12 for supplying the oxygen generated by the water electrolyzer 3 to the cogeneration system 5, the oxygen supplied from the water electrolyzer 3 to the cogeneration system 5 and the methanation apparatus 4 Carbon dioxide generated when operating with supplied methane gas Having a first carbon dioxide recovery means 15 for recovering the methanation unit 4, and characterized.

従来のガス設備は、空気とメタンガスを用いて動作するのが一般的だが、本形態の低炭素エネルギーシステム１は、水電解装置３が水から分解した酸素（純酸素）をコージェネレーションシステム５に供給し、コージェネレーションシステム５が、水電解装置３から供給される酸素とメタネーション装置４から供給されるメタンガスを用いて動作する。従来、水電解装置３は、水素の生成が主目的であり、酸素は副生成物として活用されていなかった。しかし、本形態の低炭素エネルギーシステム１は、水電解装置３が水素製造時に発生する酸素をコージェネレーションシステム５に供給するので、従来は大気放散していた酸素を有効活用できる。また、コージェネレーションシステム５は、酸素とメタンガスを用いて動作するので、動作時に発生する排ガスがほぼ二酸化炭素と水のみを含む。つまり、排ガスが窒素を殆ど含まない。コージェネレーションシステム５から発生した二酸化炭素は、メタネーション装置４に回収される。メタネーション装置４は、コージェネレーションシステム５から回収した二酸化炭素と水電解装置３から供給された水素を反応させ、メタンガスを生成する。生成されたメタンガスは、コージェネレーションシステム５に供給されて使用される。このように、低炭素エネルギーシステム１は、コージェネレーションシステム５から排出される排ガスがほぼ二酸化炭素と水のみを含むので、二酸化炭素を回収する処理が簡単になり、二酸化炭素を効率良く回収できる。そして、低炭素エネルギーシステム１は、コージェネレーションシステム５から発生する二酸化炭素を大気に放出したり固定化したりせずにメタンガスの生成に利用するので、コージェネレーションシステム５から大気に放出される二酸化炭素を大幅に削減できる。よって、上記構成の低炭素エネルギーシステムによれば、従来は大気放散していた酸素を有効活用して、二酸化炭素を効率良く抑制できる。   Although conventional gas equipment is generally operated using air and methane gas, the low carbon energy system 1 of this embodiment is a cogeneration system 5 in which the water electrolysis apparatus 3 decomposes oxygen (pure oxygen) from water. The cogeneration system 5 operates using oxygen supplied from the water electrolysis apparatus 3 and methane gas supplied from the methanation apparatus 4. Conventionally, the main object of the water electrolysis device 3 was to generate hydrogen, and oxygen was not used as a by-product. However, the low carbon energy system 1 according to the present embodiment supplies the oxygen generated at the time of hydrogen production to the cogeneration system 5 by the water electrolysis apparatus 3, so that the oxygen that has conventionally been released to the atmosphere can be effectively used. Further, since the cogeneration system 5 operates using oxygen and methane gas, the exhaust gas generated at the time of operation contains almost only carbon dioxide and water. That is, the exhaust gas contains almost no nitrogen. The carbon dioxide generated from the cogeneration system 5 is recovered by the methanation apparatus 4. The methanation apparatus 4 reacts methane gas from the cogeneration system 5 with hydrogen supplied from the water electrolysis apparatus 3 to generate methane gas. The generated methane gas is supplied to the cogeneration system 5 and used. As described above, since the exhaust gas discharged from the cogeneration system 5 substantially contains only carbon dioxide and water, the low-carbon energy system 1 simplifies the process of recovering carbon dioxide and can efficiently recover carbon dioxide. And since the low carbon energy system 1 utilizes the carbon dioxide generated from the cogeneration system 5 for the generation of methane gas without releasing it to the atmosphere or fixing it, the carbon dioxide released to the atmosphere from the cogeneration system 5 Can be significantly reduced. Therefore, according to the low carbon energy system of the said structure, the carbon dioxide can be efficiently suppressed by effectively using the oxygen currently disperse | distributed by air | atmosphere conventionally.

また、本形態の低炭素エネルギーシステム１は、コージェネレーションシステム５が水電解装置３から供給された酸素とメタネーション装置４から供給されたメタンガスを用いて動作するときに発生する水を、水電解装置３に回収させるドレン回収ライン１６を有すること、を特徴とする。   In the low carbon energy system 1 of this embodiment, the water generated when the cogeneration system 5 operates using the oxygen supplied from the water electrolysis device 3 and the methane gas supplied from the methanation device 4 is It is characterized by having a drain recovery line 16 to be recovered by the device 3.

このような低炭素エネルギーシステム１は、コージェネレーションシステム５で発生した水を水素と酸素に分解して、有効活用できる。また、例えば、水電解装置３に水道管から水を供給できない非常時でも、コージェネレーションシステム５と水電解装置３との間で水が循環するので、システムの自立性を高めることができる。   Such a low carbon energy system 1 can effectively use the water generated by the cogeneration system 5 by decomposing it into hydrogen and oxygen. Further, for example, even in an emergency where water can not be supplied to the water electrolysis device 3 from the water pipe, the water circulates between the cogeneration system 5 and the water electrolysis device 3, so that the system can be made more autonomous.

また、本形態の低炭素エネルギーシステム１は、再生可能エネルギーを利用して電力を発生する再生可能エネルギー発電システム２と、再生可能エネルギー発電システム２から水電解装置３に電力を供給する第１電力供給ライン１１とを有すること、水電解装置３が水電解装置であること、を特徴とする。   Further, the low carbon energy system 1 of the present embodiment includes a renewable energy power generation system 2 that generates power using renewable energy, and a first power that supplies power to the water electrolysis device 3 from the renewable energy power generation system 2. It is characterized by having a supply line 11 and that the water electrolysis device 3 is a water electrolysis device.

このような低炭素エネルギーシステム１は、再生可能エネルギー発電システム２が、天候の影響を受けて、電力の安定供給の不安定要素になる電力を発生しても、その電力を水電解装置３にて水素に変換し、メタンガスの生成に有効活用することができる。   Such a low carbon energy system 1 applies the power to the water electrolyzer 3 even if the renewable energy power generation system 2 generates power which becomes an unstable element of stable supply of power under the influence of weather. It can be converted to hydrogen and used effectively for the generation of methane gas.

また、本形態の低炭素エネルギーシステム１は、所定のエリア内で複数の設備を接続して、エネルギーを相互に利用できるようにしたエネルギー負荷ネットワーク７と、エネルギー負荷ネットワーク７内で発生した二酸化炭素を回収して、メタネーション装置４に供給する第２二酸化炭素回収手段２９とを有すること、を特徴とする。   In addition, the low carbon energy system 1 according to the present embodiment connects the plurality of facilities in a predetermined area so that the energy can be mutually used, and an energy load network 7, and carbon dioxide generated in the energy load network 7. And the second carbon dioxide recovery means 29 for supplying the methanol to the methanation apparatus 4.

このような低炭素エネルギーシステム１は、第２二酸化炭素回収手段２９がエネルギー負荷ネットワーク７から回収した二酸化炭素を、メタネーション装置４がメタンガスの生成に利用する。エネルギー負荷ネットワーク７は、例えば、一定規模の住宅、公共施設、商業施設などからなるローカルタウンや、様々な設備からなる工場などである。よって、本形態の低炭素エネルギーシステム１によれば、エネルギー負荷ネットワーク７内で発生した二酸化炭素が大気に放出されることを抑制し、低炭素化を図ることができる。   The low carbon energy system 1 uses the carbon dioxide recovered by the second carbon dioxide recovery means 29 from the energy load network 7 and the methanation device 4 for producing methane gas. The energy load network 7 is, for example, a local town consisting of houses of a certain size, public facilities, commercial facilities, etc., and a factory consisting of various facilities. Therefore, according to the low carbon energy system 1 of the present embodiment, it is possible to suppress the carbon dioxide generated in the energy load network 7 from being released to the atmosphere, and to achieve low carbonization.

また、本形態の低炭素エネルギーシステム１において、メタネーション装置４が生成したメタンガスをエネルギー負荷ネットワーク７に供給する第２メタン供給ライン２７を有することを特徴とする。   Further, the low carbon energy system 1 of the present embodiment is characterized by having a second methane supply line 27 for supplying methane gas generated by the methanation apparatus 4 to the energy load network 7.

このような低炭素エネルギーシステム１は、エネルギー負荷ネットワーク７内の設備が、メタネーション装置４にて低炭素で生成されたメタンガスを使用するので、エネルギー負荷ネットワーク７を含めて低炭素化を図ることができる。また、本形態では、第２メタン供給ライン２７が、既設のガス導管１７に接続されている。そのため、メタネーション装置４が生成したメタンガスをエネルギー負荷ネットワーク７の各設備に供給するための配管を新たに設ける手間を軽減できる。   In such a low carbon energy system 1, since equipment in the energy load network 7 uses methane gas generated with low carbon by the methanation apparatus 4, carbon reduction including the energy load network 7 can be achieved. Can. Further, in the present embodiment, the second methane supply line 27 is connected to the existing gas conduit 17. Therefore, it is possible to reduce the trouble of newly providing piping for supplying the methane gas generated by the methanation apparatus 4 to each facility of the energy load network 7.

また、本形態の低炭素エネルギーシステム１は、メタネーション装置４に都市ガスを供給する都市ガス供給ライン２０を有することを特徴とする。例えば、再生可能エネルギーを利用して発電された電力を水素に変換する場合、水電解装置３の水素製造量が天候に作用され、更には、メタネーション装置４のメタンガス生成量が天候に左右される。メタネーション装置４がコージェネレーションシステム５に供給するメタンガスが不足する場合でも、メタンを約９０％含む都市ガスによりその不足分を補い、コージェネレーションシステム５を稼動させることができる。よって、上記構成の低炭素エネルギーシステム１によれば、天候等の影響を受けることなくコージェネレーションシステム５にメタンガスを適切に供給して、コージェネレーションシステム５を安定稼働させることができる。   Further, the low carbon energy system 1 of the present embodiment is characterized by having a city gas supply line 20 for supplying city gas to the methanation apparatus 4. For example, when converting the power generated using renewable energy to hydrogen, the amount of hydrogen produced by the water electrolysis device 3 is affected by the weather, and further, the amount of methane gas produced by the methanation device 4 is affected by the weather Ru. Even when methane gas supplied to the cogeneration system 5 by the methanation apparatus 4 is insufficient, the cogeneration system 5 can be operated by compensating for the shortage with city gas containing about 90% of methane. Therefore, according to the low carbon energy system 1 of the said structure, methane gas can be supplied to the cogeneration system 5 appropriately, without receiving to the influence of a weather etc., and the cogeneration system 5 can be operated stably.

また、本形態の低炭素エネルギーシステム１は、メタネーション装置４が、メタンとカーボンニュートラルとされる二酸化炭素を含むバイオガスを発生させるバイオガス発生装置９に接続されていること、メタネーション装置４が、カーボンニュートラルとされる二酸化炭素を再利用してメタンガスを生成することにより、カーボンマイナス効果が得られること、を特徴とする。   Further, in the low carbon energy system 1 of the present embodiment, the methanation apparatus 4 is connected to a biogas generator 9 that generates biogas including methane and carbon dioxide which is carbon neutral, the methanation apparatus 4 However, it is characterized in that a carbon negative effect can be obtained by reusing carbon dioxide which is considered to be carbon neutral to produce methane gas.

このような低炭素エネルギーシステム１は、バイオガスに含まれる二酸化炭素を利用してメタネーション装置４がメタンガスを生成できる。バイオガス発生装置９から排出される二酸化炭素は、生物由来であるため、カーボンニュートラルとされ、大気中に排出されても排出カウントされない。本形態の低炭素エネルギーシステム１は、このようなカーボンニュートラルとされる二酸化炭素を再利用してメタネーション装置４がメタンガスを生成するので、大気中の二酸化炭素を削減するカーボンマイナス効果を得ることができる。よって、本形態の低炭素エネルギーシステム１によれば、大気中の二酸化炭素の低減に貢献することができる。   In such a low carbon energy system 1, the methanation apparatus 4 can generate methane gas using carbon dioxide contained in biogas. Since the carbon dioxide emitted from the biogas generator 9 is derived from a living organism, it is carbon neutral and is not counted even if emitted into the atmosphere. In the low-carbon energy system 1 of this embodiment, since the methanation apparatus 4 generates methane gas by reusing carbon dioxide that is carbon neutral, it is possible to obtain a carbon negative effect to reduce carbon dioxide in the atmosphere. Can. Therefore, according to the low carbon energy system 1 of the present embodiment, it is possible to contribute to the reduction of carbon dioxide in the atmosphere.

ここで、二酸化炭素再利用の物質収支に関しては、バイオガス発生装置９からメタネーション装置４に供給される二酸化炭素は、系外の追加分となる。低炭素エネルギーシステム１は、コージェネレーションシステム５やエネルギー負荷ネットワーク７から回収した二酸化炭素だけでは、低炭素エネルギーシステム１の需要に応じたメタンガスを生成できない場合がある。このような場合には、低炭素エネルギーシステム１は、コージェネレーションシステム５やエネルギー負荷ネットワーク７から回収した二酸化炭素の不足分を、バイオガス発生装置９から排出される二酸化炭素により補うことができる。   Here, regarding the mass balance of carbon dioxide recycling, carbon dioxide supplied from the biogas generator 9 to the methanation apparatus 4 is an additional component outside the system. The low carbon energy system 1 may not be able to produce methane gas according to the demand of the low carbon energy system 1 with only carbon dioxide recovered from the cogeneration system 5 or the energy load network 7. In such a case, the low carbon energy system 1 can compensate the shortage of carbon dioxide recovered from the cogeneration system 5 and the energy load network 7 by the carbon dioxide discharged from the biogas generator 9.

また、本形態の低炭素エネルギーシステム１は、メタネーション装置４がメタンガスを生成する場合に生じた水を水電解装置３に供給する水再利用ライン２４を有することを特徴とする。かかる低炭素エネルギーシステム１は、メタネーション装置４で発生した水を水素と酸素に分解して、有効活用できる。また、例えば、水電解装置３に水道管から水を供給できない非常時でも、メタネーション装置４と水電解装置３との間で水が循環するので、システムの自立性を高めることができる。   In addition, the low carbon energy system 1 of the present embodiment is characterized by having a water recycling line 24 for supplying water generated when the methanation device 4 generates methane gas to the water electrolysis device 3. The low carbon energy system 1 can effectively use the water generated by the methanation apparatus 4 by decomposing it into hydrogen and oxygen. Further, for example, even in an emergency where water can not be supplied to the water electrolysis device 3 from the water pipe, the water circulates between the methanation device 4 and the water electrolysis device 3, so that the autonomy of the system can be enhanced.

続いて、低炭素エネルギーネットワークシステム５０について、図２を参照して説明する。図２は、本発明の実施形態に係る低炭素エネルギーネットワークシステム５０の概略構成図である。   Subsequently, the low carbon energy network system 50 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a schematic block diagram of a low carbon energy network system 50 according to an embodiment of the present invention.

エリアＸＡ，ＸＢ，ＸＣには、それぞれ、低炭素エネルギーシステム１Ａ，１Ｂ，１Ｃが設けられている。低炭素エネルギーシステム１Ａ，１Ｂ，１Ｃは、それぞれのエネルギーセンター１０内に、蓄電器ＢＡ，ＢＢ，ＢＣと、水素タンクＴ１Ａ，Ｔ１Ｂ，Ｔ１Ｃと、酸素タンクＴ２Ａ，Ｔ２Ｂ，Ｔ２Ｃと、メタンガスタンクＴ３Ａ，Ｔ３Ｂ，Ｔ３Ｃと、二酸化炭素タンクＴ４Ａ，Ｔ４Ｂ，Ｔ４Ｃを備える。低炭素エネルギーシステム１Ａ，１Ｂ，１Ｃは、接続ラインＹＡ，ＹＢ，ＹＣを介して相互に接続されている。尚、各構成の符号には、添え字「Ａ］「Ｂ］「Ｃ」を付加しているが、特に区別する必要がない場合には、適宜添え字を省略する。   Low carbon energy systems 1A, 1B and 1C are provided in the areas XA, XB and XC, respectively. The low carbon energy systems 1A, 1B, and 1C include capacitors BA, BB, and BC, hydrogen tanks T1A, T1B, and T1C, oxygen tanks T2A, T2B, and T2C, and methane gas tanks T3A and T3B in their respective energy centers 10. , T3C and carbon dioxide tanks T4A, T4B, T4C. The low carbon energy systems 1A, 1B, 1C are mutually connected via connection lines YA, YB, YC. Although the suffixes "A", "B" and "C" are added to the reference numerals of the respective configurations, the suffixes are appropriately omitted unless it is necessary to distinguish them.

蓄電器Ｂには、設置先のエリアＸ内で発生した電力（再生可能エネルギー発電システム２や、コージェネレーションシステム５や、エネルギー負荷ネットワーク７内の発電装置等が発電した電力）や、他のエリアから供給された電力が、蓄電される。また、水素タンクＴ１には、設置先のエリアＸに設けられた水電解装置３やエネルギー負荷ネットワーク７内で生成した水素や、他のエリアから供給された水素が貯められる。尚、酸素タンクＴ２とメタンガスタンクＴ３と二酸化炭素タンクＴ４は、水素タンクＴ１と同様にして、酸素とメタンガスと二酸化炭素が貯められる。   In the storage battery B, the electric power generated in the installation area X (the electric power generated by the renewable energy generation system 2, the cogeneration system 5, the power generation apparatus in the energy load network 7, etc.) or other areas The supplied power is stored. Further, in the hydrogen tank T1, hydrogen generated in the water electrolysis device 3 provided in the area X where the installation is performed, the energy load network 7, and hydrogen supplied from other areas are stored. The oxygen tank T2, the methane gas tank T3 and the carbon dioxide tank T4 store oxygen, methane gas and carbon dioxide in the same manner as the hydrogen tank T1.

尚、エリアＸは、３個に限らず、２個でも、４個以上であっても良い。その場合でも、各エリアＸに低炭素エネルギーシステム１を設け、接続ラインＹを介して相互に接続すると良い。   The area X is not limited to three, and may be two or four or more. Even in such a case, it is preferable to provide the low carbon energy system 1 in each area X and to mutually connect through the connection line Y.

かかる低炭素エネルギーネットワークシステム５０は、エリアＸＡ，ＸＢ，ＸＣでは、各々に設けられた低炭素エネルギーシステム１Ａ，１Ｂ，１Ｃにより、大気に放出される二酸化炭素が効率良く抑制されている。低炭素エネルギーシステム１Ａ，１Ｂ，１Ｃは、蓄電器ＢＡ，ＢＢ，ＢＣに蓄電された電力や各タンクＴの水素や酸素やメタンガスや二酸化炭素を、接続ラインＹＡ，ＹＢ，ＹＣを介して相互に供給し、融通し合うことができる。そのため、例えば、低炭素エネルギーシステム１Ａは、電力、水素、酸素、メタンガス、二酸化炭素の何れかが不足する場合、低炭素エネルギーシステム１Ｂ又は低炭素エネルギーシステム１Ｃに貯められた水素、酸素、メタンガス、二酸化炭素を受け入れることで、安定的に稼動できる。また例えば、低炭素エネルギーシステム１Ｂで余剰する電力や水素や酸素やメタンガスや二酸化炭素を、他の低炭素エネルギーシステム１Ａ，１Ｃに供給して蓄えたり、有効活用したりすることができる。   In the low carbon energy network system 50, carbon dioxide released to the atmosphere is efficiently suppressed in the areas XA, XB, and XC by the low carbon energy systems 1A, 1B, and 1C provided in each of the areas XA, XB, and XC. The low carbon energy systems 1A, 1B, 1C mutually supply the electric power stored in the capacitors BA, BB, BC, the hydrogen and oxygen of each tank T, methane gas and carbon dioxide via the connection lines YA, YB, YC. And can be flexible. Therefore, for example, when any of power, hydrogen, oxygen, methane gas and carbon dioxide runs short, the low carbon energy system 1A stores hydrogen, oxygen, methane gas stored in the low carbon energy system 1B or the low carbon energy system 1C. Stable operation can be achieved by receiving carbon dioxide. In addition, for example, surplus power, hydrogen, oxygen, methane gas, and carbon dioxide in the low carbon energy system 1B can be supplied to other low carbon energy systems 1A and 1C and stored or effectively used.

よって、低炭素エネルギーネットワークシステム５０によれば、各エリアＸＡ，ＸＢ，ＸＣに設けられた低炭素エネルギーシステム１Ａ，１Ｂ，１Ｃを、電力と水素と酸素とメタンガスと二酸化炭素の少なくとも１つを補うバッファとして相互に利用することにより、機能性を高めることができる。   Therefore, according to the low carbon energy network system 50, the low carbon energy systems 1A, 1B, 1C provided in the respective areas XA, XB, XC are supplemented with at least one of electric power, hydrogen, oxygen, methane gas and carbon dioxide The mutual use as a buffer can enhance functionality.

また例えば、低炭素エネルギーシステム１Ｃにおいて、二酸化炭素が不足する場合には、低炭素エネルギーシステム１Ａ，１Ｂのバイオガス発生装置９で発生したカーボンニュートラルとされる二酸化炭素を低炭素エネルギーシステム１Ｃに供給して不足分を補うことができるので、より高度な低炭素化を実現することができる。   Also, for example, when low carbon energy system 1C lacks carbon dioxide, carbon neutral carbon dioxide generated by biogas generator 9 of low carbon energy systems 1A and 1B is supplied to low carbon energy system 1C. Since the shortfall can be made up, a higher degree of carbon reduction can be realized.

尚、本発明は、上記実施形態に限定されることなく、色々な応用が可能である。   The present invention is not limited to the above embodiment, and various applications are possible.

（１）例えば、上記実施形態では、コージェネレーションシステム５をガス設備の一例として挙げた。これに対して、ガス設備は、ボイラー、吸収式冷凍機、工業炉などのメタンガスを燃料として稼動するものであれば良い。 (1) For example, in the said embodiment, the cogeneration system 5 was mentioned as an example of gas equipment. On the other hand, gas equipment should just operate using methane gas as fuel, such as a boiler, an absorption-type refrigerator, and an industrial furnace.

（２）例えば、上記実施形態では、エネルギー負荷ネットワーク７を排ガスパイプライン３１と、分離回収装置６を介してメタネーション装置４に接続した。これに対して、排ガスパイプライン３１を省いても良い。この場合、酸素パイプライン３０を省き、エネルギー負荷ネットワーク７内のネットワーク側ガス設備は、空気を用いるものにしても良い。これによれば、酸素パイプライン３０と排ガスパイプライン３１の設置コストやネットワーク側ガス設備の機器コストなどを削減して、コストダウンできる。但し、ネットワーク側ガス設備を酸素を用いるものとし、酸素パイプライン３０と排ガスパイプライン３１を設ける場合には、より広いエリアで低炭素化を実現することができる。 (2) For example, in the above embodiment, the energy load network 7 is connected to the methanation apparatus 4 via the exhaust gas pipeline 31 and the separation and recovery apparatus 6. On the other hand, the exhaust gas pipeline 31 may be omitted. In this case, the oxygen pipeline 30 may be omitted, and the network-side gas facility in the energy load network 7 may use air. According to this, the cost can be reduced by reducing the installation cost of the oxygen pipeline 30 and the exhaust gas pipeline 31, the equipment cost of the network side gas facility, and the like. However, in the case where oxygen is used as the network side gas facility and the oxygen pipeline 30 and the exhaust gas pipeline 31 are provided, low carbonization can be realized in a wider area.

（３）例えば、上記実施形態では、都市ガス供給ライン２０を第１メタン供給ライン１４に接続した。これに対して、都市ガス供給ライン２０を省いて、コストダウンしても良い。尚、都市ガス供給ライン２０は、一般家庭に都市ガスを供給する系統を利用すれば、設置コストを比較的抑えることができる。 (3) For example, in the above embodiment, the city gas supply line 20 is connected to the first methane supply line 14. On the other hand, the cost may be reduced by omitting the city gas supply line 20. The installation cost of the city gas supply line 20 can be relatively reduced by using a system for supplying city gas to general households.

（４）例えば、上記実施形態では、再生可能エネルギー発電システム２を水電解装置３に接続した。これに対して、第１電力供給ライン１１を省き、水電解装置３が商用電力を利用して水を分解するようにしても良い。 (4) For example, in the above embodiment, the renewable energy generation system 2 is connected to the water electrolysis device 3. On the other hand, the first power supply line 11 may be omitted, and the water electrolysis device 3 may be configured to disassemble water using commercial power.

（５）例えば、上記実施形態では、メタネーション装置４にバイオガス発生装置９を接続した。これに対して、メタネーション装置４にバイオガス発生装置９を接続しなくても良い。 (5) For example, in the above embodiment, the biogas generator 9 is connected to the methanation apparatus 4. On the other hand, the biogas generator 9 may not be connected to the methanation apparatus 4.

（６）例えば、上記形態では、電気エネルギーを用いた水電解装置３を水分解装置の一例に挙げた。これに対して、太陽光エネルギーを用いた光触媒システムや、高温熱を用いた熱分解装置など、電気によらずに水を水素の酸素に分解するものを、水分解装置としても良い。 (6) For example, in the said form, the water_electrolysis apparatus 3 using an electrical energy was mentioned as an example of a water-splitting apparatus. On the other hand, a water decomposition apparatus may be a photocatalyst system using solar energy, a thermal decomposition apparatus using high-temperature heat, or the like that decomposes water into oxygen of hydrogen without using electricity.

（７）例えば、第２メタン供給ライン２７を省き、コストダウンしても良い。 (7) For example, the second methane supply line 27 may be omitted to reduce the cost.

（８）例えば、上記形態では、酸素を用いるネットワーク側ガス設備と水電解装置３を酸素パイプライン３０により接続した。そして、排ガスパイプライン３１と分離回収装置６と第１回収ライン１５ｂにより、第２二酸化炭素回収手段２９を構成し、ネットワーク側ガス設備から排出される二酸化炭素をメタンガスの生成に再利用した。これに対して、ネットワーク側ガス設備が、空気を用いるものであり、二酸化炭素と水の他に、窒素を含む排ガスを排出するものである場合には、図３に示すように、酸素パイプライン３０を省き、排ガスパイプライン２２と、二酸化炭素分離回収装置２６と、第２回収ライン２５により、第２二酸化炭素回収手段２９を構成しても良い。排ガスパイプライン２２は、ネットワーク側ガス設備と二酸化炭素分離回収装置２６を接続し、ネットワーク側ガス設備から回収した排ガスを二酸化炭素分離回収装置２６に供給する。二酸化炭素分離回収装置２６は、ネットワーク側ガス設備から排出された排ガスから二酸化炭素を分離して回収する。第２回収ライン２５は、第１回収ライン１５ｂに接続され、二酸化炭素分離回収装置２６にて回収された二酸化炭素をメタネーション装置４に供給する。よって、メタネーション装置４は、エネルギー負荷ネットワーク７のネットワーク側ガス設備から排出される二酸化炭素をメタネーション装置４に供給し、メタンガスの生成に再利用することができる。図３に示す変形例の構成では、上記形態と比べ、排ガスから二酸化炭素を分離するのに特殊な処理が必要になるが、より多くのネットワーク側ガス設備から二酸化炭素を回収してメタンガスの生成に再利用することができる。このことは、スケールメリットにつながる。また、酸素パイプライン３０を設置する費用を削減できる。尚、図１に示す構成にした場合には、水電解装置３が水素製造時に発生する酸素を、エネルギー負荷ネットワーク７内で有効活用できるメリットがある。 (8) For example, in the above embodiment, the network side gas facility using oxygen and the water electrolysis device 3 are connected by the oxygen pipeline 30. Then, a second carbon dioxide recovery means 29 is constituted by the exhaust gas pipeline 31, the separation and recovery device 6, and the first recovery line 15b, and the carbon dioxide discharged from the network side gas facility is reused for the generation of methane gas. On the other hand, in the case where the network side gas equipment uses air and discharges an exhaust gas containing nitrogen in addition to carbon dioxide and water, as shown in FIG. 30 may be omitted, and the second carbon dioxide recovery means 29 may be configured by the exhaust gas pipeline 22, the carbon dioxide separation and recovery device 26, and the second recovery line 25. The exhaust gas pipeline 22 connects the network-side gas facility and the carbon dioxide separation and recovery device 26, and supplies the exhaust gas recovered from the network-side gas facility to the carbon dioxide separation and recovery device 26. The carbon dioxide separation and recovery apparatus 26 separates and recovers carbon dioxide from the exhaust gas discharged from the network-side gas facility. The second recovery line 25 is connected to the first recovery line 15 b and supplies the carbon dioxide recovered by the carbon dioxide separation and recovery device 26 to the methanation device 4. Therefore, the methanation apparatus 4 can supply carbon dioxide discharged from the network side gas facility of the energy load network 7 to the methanation apparatus 4 and reuse it for generating methane gas. In the configuration of the modified example shown in FIG. 3, a special treatment is required to separate carbon dioxide from exhaust gas compared to the above embodiment, but carbon dioxide is recovered from more network side gas equipment to generate methane gas. Can be reused. This leads to economies of scale. In addition, the cost of installing the oxygen pipeline 30 can be reduced. In addition, when it is set as the structure shown in FIG. 1, there exists a merit which the water electrolyzer 3 can utilize effectively the oxygen which generate | occur | produces at the time of hydrogen manufacture in the energy load network 7. FIG.

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ 低炭素エネルギーシステム
２ 再生可能エネルギー発電システム
３ 水電解装置
４ メタネーション装置
５ コージェネレーションシステム
７ エネルギー負荷ネットワーク
９ バイオガス発生装置
１１ 第１電力供給ライン
１２ 酸素供給ライン
１３ 水素供給ライン
１４ 第１メタン供給ライン
１５ 第１二酸化炭素回収手段
１６ ドレン回収ライン
２０ 都市ガス供給ライン
２４ 水再利用ライン
２７ 第２メタン供給ライン
２９ 第２二酸化炭素回収手段
５０ 低炭素エネルギーネットワークシステム
ＸＡ，ＸＢ，ＸＣ エリア 1, 1A, 1B, 1C Low Carbon Energy System 2 Renewable Energy Power Generation System 3 Water Electrolyzer 4 Methanation Unit 5 Cogeneration System 7 Energy Load Network 9 Biogas Generator 11 First Power Supply Line 12 Oxygen Supply Line 13 Hydrogen Supply line 14 first methane supply line 15 first carbon dioxide recovery means 16 drain recovery line 20 city gas supply line 24 water reuse line 27 second methane supply line 29 second carbon dioxide recovery means 50 low carbon energy network system XA, XB, XC area

（６）（１）乃至（５）の何れか１つに記載する低炭素エネルギーシステムにおいて、前記ガス設備に都市ガスを供給する都市ガス供給手段を有すること、を特徴とする。 (6) The low carbon energy system according to any one of (1) to (5), further comprising: a city gas supply unit that supplies city gas to the gas facility .

Claims (9)

水を水素と酸素に分解する水分解装置と、
水素と二酸化炭素を反応させてメタンガスを生成するメタネーション装置と、
酸素とメタンガスを用いて動作するガス設備と、
前記水分解装置が生成した水素を前記メタネーション装置に供給する水素供給手段と、
前記メタネーション装置が生成したメタンガスを前記ガス設備に供給する第１メタン供給手段と、
前記水分解装置が生成した酸素を前記ガス設備に供給する酸素供給手段と、
前記ガス設備が前記水分解装置から供給された酸素と前記メタネーション装置から供給されたメタンガスを用いて動作するときに発生する二酸化炭素を、前記メタネーション装置に回収させる第１二酸化炭素回収手段と、を有すること、
を特徴とする低炭素エネルギーシステム。 A water-splitting device to break water into hydrogen and oxygen;
A methanation device that reacts hydrogen and carbon dioxide to produce methane gas;
A gas facility operating with oxygen and methane gas,
Hydrogen supply means for supplying the hydrogen generated by the water splitting device to the methanation device;
First methane supply means for supplying methane gas generated by the methanation apparatus to the gas facility;
Oxygen supply means for supplying oxygen generated by the water splitting device to the gas facility;
First carbon dioxide recovery means for causing the methanation apparatus to recover carbon dioxide generated when the gas facility operates using the oxygen supplied from the water decomposition apparatus and the methane gas supplied from the methanation apparatus; Having
Low carbon energy system characterized by 請求項１記載する低炭素エネルギーシステムにおいて、
前記ガス設備が前記水分解装置から供給された酸素と前記メタネーション装置から供給されたメタンガスを用いて動作するときに発生する水を、前記水分解装置に回収させる第１水再利用手段を有すること、
を特徴とする低炭素エネルギーシステム。 In the low carbon energy system according to claim 1,
It has a first water recycling means for causing the water decomposition apparatus to recover water generated when the gas facility operates using oxygen supplied from the water decomposition apparatus and methane gas supplied from the methanation apparatus. about,
Low carbon energy system characterized by 請求項１又は請求項２に記載する低炭素エネルギーシステムにおいて、
再生可能エネルギーを利用して電力を発生する発電装置と、
前記発電装置から前記水分解装置に電力を供給する電力供給手段とを有すること、
前記水分解装置が水電解装置であること、
を特徴とする低炭素エネルギーシステム。 In the low carbon energy system according to claim 1 or 2,
A generator that generates electricity using renewable energy;
And power supply means for supplying power from the power generation device to the water splitting device.
The water decomposition apparatus is a water electrolysis apparatus;
Low carbon energy system characterized by 請求項１乃至請求項３の何れか１つに記載する低炭素エネルギーシステムにおいて、
所定のエリア内で複数の設備を接続して、エネルギーを相互に利用できるようにしたエネルギー負荷ネットワークと、
前記エネルギー負荷ネットワーク内で発生した二酸化炭素を回収して、前記メタネーション装置に供給する第２二酸化炭素回収手段とを有すること、
を特徴とする低炭素エネルギーシステム。 The low carbon energy system according to any one of claims 1 to 3.
An energy load network in which a plurality of facilities are connected within a predetermined area to make energy available to each other,
And second carbon dioxide recovery means for recovering carbon dioxide generated in the energy load network and supplying the carbon dioxide to the methanation device.
Low carbon energy system characterized by 請求項４に記載する低炭素エネルギーシステムにおいて、
前記メタネーション装置が生成したメタンガスを前記エネルギー負荷ネットワークに供給する第２メタン供給手段を有すること、
を特徴とする低炭素エネルギーシステム。 In the low carbon energy system according to claim 4,
Having a second methane supply means for supplying methane gas generated by the methanation apparatus to the energy load network;
Low carbon energy system characterized by 請求項１乃至請求項５の何れか１つに記載する低炭素エネルギーシステムにおいて、
前記メタネーション装置に都市ガスを供給する都市ガス供給手段を有すること、
を特徴とする低炭素エネルギーシステム。 The low carbon energy system according to any one of claims 1 to 5.
Having a city gas supply means for supplying city gas to the methanation apparatus;
Low carbon energy system characterized by 請求項１乃至請求項６の何れか１つに記載する低炭素エネルギーシステムにおいて、
前記メタネーション装置は、メタンとカーボンニュートラルとされる二酸化炭素を含むバイオガスを発生させるバイオガス発生装置に接続されていること、
前記メタネーション装置が、前記カーボンニュートラルとされる二酸化炭素を再利用して前記メタンガスを生成することにより、カーボンマイナス効果が得られること、
を特徴とする低炭素エネルギーシステム。 The low carbon energy system according to any one of claims 1 to 6.
The methanation apparatus is connected to a biogas generator that generates biogas including methane and carbon dioxide which is carbon neutral.
The carbonation negative effect can be obtained by the methanation apparatus regenerating carbon dioxide that is made carbon neutral to generate the methane gas.
Low carbon energy system characterized by 請求項１乃至請求項７の何れか１つに記載する低炭素エネルギーシステムにおいて、
前記メタネーション装置が前記メタンガスを生成する場合に生じた水を前記水分解装置に供給する第２水再利用手段を有すること、
を特徴とする低炭素エネルギーシステム。 A low carbon energy system according to any one of claims 1 to 7,
Providing a second water recycling means for supplying water generated when the methanation apparatus generates the methane gas to the water decomposition apparatus;
Low carbon energy system characterized by 請求項１乃至請求項８の何れか１つに記載する低炭素エネルギーシステムが、第１エリアと、前記第１エリアと異なる第２エリアに、それぞれ設けられていること、
前記第１エリアの低炭素エネルギーシステムと前記第２エリアの低炭素エネルギーシステムは、各々で発生した電力と水素と酸素とメタンガスと二酸化炭素の少なくとも１つを、相互に供給可能であること、
を特徴とする低炭素エネルギーネットワークシステム。 The low carbon energy system according to any one of claims 1 to 8 is provided in a first area and a second area different from the first area, respectively.
The low carbon energy system of the first area and the low carbon energy system of the second area can mutually supply at least one of electric power, hydrogen, oxygen, methane gas and carbon dioxide generated by each other,
Low carbon energy network system characterized by
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