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コンバインドサイクル「石炭火力発電」


(1)石炭ガス化の技術が確立された今日では石炭火力発電所の

高効率化が実現し世界各国で増設が相次いでいます。

これは一度発電に使用した600℃の高温排ガスでもう一度

スティーム・タービンをまわして発電するという方式です。

これをコンバインオサイクル「石炭発電所」と呼んでいます。


この石炭ガス化技術はドイツが先行していてドイツではさらに

ゴミのガス化による発電所も実現しています。


日本では新日本石油根岸精油所(神奈川)でタール分の多い

非イージーオイルのガス化に成功し実用プラントを稼働中。


石油精製の仕事は2割も減少していて日本全国に50カ所以上

ある精油所では間引き木材や廃材のガス化に取り組み中。


ガソリンスタンドは水素ガススタンドになり水素ガスの売り上げが

ガソリンを抜くのも時間の問題だけになってしまいます。


このように今までは邪魔者扱いだった低品位炭やコールタールが

ガス化されることによって再生され貴重な資源になっています。


このガスの成分は水素ガス40%、二酸化炭素30%、

一酸化炭素30%で爆発的に燃焼するパワーを持っているため

100万kwクラスの大型石炭火力発電には最適とされています。



(2)製鉄会社では鉄鉱石を石炭によって還元していますが海外の

大手製鉄メーカーでは水素ガスによる還元に成功しています。

この技術が確立され世界中の製鉄会社が水素ガスによる

還元を採用すれば石炭は相当量が余ってしまいます。


この余剰石炭をガス化すればたいへんな量のエネルギー源に

なります。




(3)クリーンコールテクノロジー(CCS)は排ガスからいかに効率的に

かつ経済的に二酸化炭素を取り出すかの技術です。

400倍炭酸ガス濃度にする技術はありますがトンあたり1万円になり

排出権取引の2千円近くまでコストを下げねばなりません。





(4)海洋バイオマステクノロジー。オバマ大統領のお気に入りです。

浮遊性の藻に400倍濃度炭酸ガスを与えることによりその成長

速度は12倍にもなり大量のエタノールが回収できます。

実験プラントでは実証済み。


日本の排他的経済水域は世界でもトップクラスでこれによって

日本は世界第6位の資源大国になってしまいます。






ここでエネルギーに関わるおもしろい話を一席。


ドイツでは再生エネルギーの拡大政策をとって、太陽光、風力、など

再生可能エネルギーの買い上げ政策をとりました。(1999年)


航空運賃に上乗せされるサーチャージ料金と同じ制度によって

電気料金に上乗せさせる方法で3倍もの高価格で買い取ったわけ

です。


すべての消費者が広く薄く負担するのがサーチャージ制度です。

これによって旧東ドイツの農家は競って風車や充電電池を設置した

ため売り上げは3割も伸びて潤いました。


どうしようもなかった旧東西ドイツの所得格差が急速に縮まりました。


電池メーカーのQ-Cellsも急成長し多額の金額が国内を循環する

構図ができあがり国民みんながハッピーになるはずでした。


富(とみ)がドイツ国内を循環しドイツ国民全員が潤うはずでした。


ところがドイツ最大の電池メーカーに急成長した旧東ドイツの

Q-Cellsの電池はよく調べてみると何と中国「サンテック」製。


巨額の富(とみ)が中国に流れ出ていたのです。


巧妙な偽装工作が施されていて分解するまで分からなかったのです。


これによってサンテックは世界一の電池会社へ成長しました。


頭にきたドイツ政府はサーチャージ料金を3倍から2倍へ引き下げ

ました。















石炭火力発電所の数


中  国 :955基

アメリカ :110基

ドイツ  : 26基

イギリス: 11基

日  本:  5基


コンバインドサイクル「石炭火力発電所」を大都市郊外に建設すると

100万kwの送電ロスもなくなりおおよそ40万戸の家庭に供給できます。


原発に比べるとコンパクトで安全でしかも安あがり。

原発は57基で13兆円も建設費がかかりました。

ゼネコンの幹部が「こんなおいしい仕事はない」というぐらい

電力会社はたくさんのお金を支払っています。


電力会社というのは相当なワルで、強い立場を利用して、

ゼネコンに原発建設の土地買収をさせたり、近辺住民に

お金をばらまいたり、悪の限りをつくしています。


その頂点に立つのが東京電力で世界一の規模を誇る柏崎原発建設に

際しては、時の総理大臣に5億円ものワイロ(=政治献金)を渡して

います。世界一高い電気料をボッタくっているので何でもできるのです。


もちろん電力会社には立派な方もたくさんおられますのでやがては

立ち直るでしょう。


事故は必ず起こるものという大前提の元に建設を進めます。

原発とは異なり爆発事故があっても放射能は排出されないので

5キロも離れていればまずは安心です。


あの中国でさえこの10年間に排ガス(硫黄酸化物、窒素酸化物)対策が

劇的に進んで酸性雨(中国語では「空中き」)の話題はなくなりました。


日本がサボってる間に世界はずいぶん進歩してしまいました。



大規模集中発電所は今後は必要ないでしょう。

延々たる送電網には巨額の土地買収費や建設費が必要でした。


近い将来の「分散型発電システム」では燃料電池が主役になります。

最近あまりさえない家電メーカーにとってはまたとないビジネスチャンスです。














日本では一部の組織がまだ原発にこだわっています。


日本原子力産業協会

2006年4月発足。会員数480。(電力会社、重電機メーカー等)

会長:今井敬(日本経団連名誉会長)

副会長:西田厚聴(東芝会長)

自民党への政治献金:7億円


良く言えば舞い上がった仙人のような人たち、

悪く言えば99パーセント化石のような旧石器時代の

人たちが自己満足のためにつくった娯楽クラブです。


しかしお金はたくさん持っているので使い方に注視しましょう。



こんなのがたくさんできると日本の将来は真っ暗になってしまうので

若者はバイオマスで明るい明日に向かってがんばりましょう。




















コジェネレイト・カスケード


100kwの電力を1年間発電するのに必要な燃料は
濃縮ウラン・・・・・・・・21トン
天然ガス・・・・・930000トン
石油・・・・・・・・1460000トン
石炭・・・・・・・・2210000トン

このようにウランは石炭の10万倍のパワーがあります。
燃焼が暴走すれば10万倍危険ということです。

もし10トントラックで運んだとするとウランなら2台で済むのに、
石炭なら22万台も必要です。(普通は船便ですが)
輸送費用は11万分の1で済みます。


主要国の発電依存度は石炭が以下で、原子力が以下です。
  (石炭)     (原子力)
アメリカ・・・・・・・・52% 23%
ソ連(ロシア)・・・22% 15%
イギリス・・・・・・・40% 20%
フランス・・・・・・・・5% 84%
ドイツ・・・・・・・・・・49% 25%
中国・・・・・・・・・・・89% 2%
インド・・・・・・・・・・82% 2%


(使用:資源エネルギー庁「原子力2008」)

(資料:日本エネルギー経済研究所)


石炭というと古くさいとか石炭スト-ブのイメージを持っておられる
方がおられますがそれはとんでもない間違いです。


現代の石炭発電はIGCCといって石炭ガス化複合発電で高効率発電が
一般化しています。中国やインドでも一部実用化しています。


石炭ガス化プロセスで石炭をガス化してガスタービン発電をします。
さらに600℃の排気ガスはスチーブ・タービンによりさらに発電をする
コンバインドサイクルになっています。すごく効率が良いのです。


ガスタービンの排気ガスは、水素40%、一酸化炭素30%、二酸化炭素30%、
になっていて、今はこれを再燃量化しています。


この技術はドイツが最も進んでいて、ドイツではコールタールでさえ、
ガス化して高効率発電をしています。


この技術は中国やインドにも輸出されていますので間もなく世界中の
石炭発電はコンバインドサイクルで高効率化します。


最終的な排気ガスはクリーン化しやすくなっていますので大都市近郊に
設置可能で送電ロスもなくなり原発に比べると一桁以上安く設置できます。


石炭は黒い個体というイメージですが、こと発電に関しては気体(ガス)の
イメージになっています。

今では泥炭と呼ばれていた安物の使いにくかった石炭もこの技術によって
高効率発電の原料として貴重な存在になっています。


原材料は石炭ですから、もし事故があっても放射能は出ませんし、
ドイツの考え方は事故は必ず起こるものと前提し、日本の電力会社の考えは
事故は絶対に起こらないものとしているのでその差は大きく取り組み方も異なります。


事実、スリーマイル島やチェルノブイリの原発事故は作業員の操作ミスや
判断ミスが事故を拡大していますので、こんなことをされたのでは
二重三重の安全対策も死んでしまいます。


日本の場合も東海村臨界事故の場合は100%操作ミスでした。
今回の福島原発でもベントの判断ミスが指摘されています。






太平洋戦争のとき日本は制空権という戦争の運命を左右する大事なことを
見誤って戦艦大和という巨大戦艦をつくってしまいました。


原発という戦艦大和は間もなく57基全鑑が沈没するでしょう。
これからは戦闘機のような小型で小回りのきく電気利用の時代です。


例えばヒートポンプの場合最高で投入エネルギーの21倍もの電力を取り出すことが
可能です。100kwの電気代で2100kw分の冷暖房ができるシステムがあります。


工業用には既に実用化されていますが一般家庭はこれからです。
理屈はセパレートエアコンの屋外機のような形状で空気中の二酸化炭素を
エネルギー源にに利用しています。


これが安くなって一般に普及すると電気使用量は1/10以下になりますので
原発は必要なくなります。二酸化炭素がエネルギー源ですので
一石二鳥の方法です。

省エネ住宅、LED照明、と人間の英知は次々と新技術を生み出しています。

これからはコジェネレイト(燃料電池等による個別分散化)と
熱のカスケード(熱の温度分散化)利用の時代です。


電気料金が極端に安くなってしまうので電力会社は乗り気ではありませんが
いつまでも原発にこだわっていれば他の技術革新に乗り遅れやがて
大きなツケになってまわりまわってくるでしょう。

日本の電力会社は原子力発電が儲かるのでこだわっていますがこの分野の発電技術が
ドイツにおくれをとっているのは仕方がないとしても、
やがてはインドや中国にさえ負けるのではないかという気がします。




























中国・青蔵鉄道


世界で最も高い標高5000mを走る鉄道

(The World's Highest Railway)


ここは中国チベット高原。

世界の屋根と呼ばれているだけあって標高は平均でも4300m。

列車といってもこれだけの高いところを走るとなると空気も希薄になるので飛行機と同じ完全密封式。


さすがに標高5000mを越える駅で下車した乗客は高山病でバッタバッタと倒れてしまいます。

しかし北極や南極に負けないくらいのこの辺境の土地を走る列車に乗ってみる価値は十分にあります。


全長1100kmのこの青蔵鉄道は何とそのちょうど半分の550kmが永久凍土 (permafrost) 層です。

北半球の25%が永久凍土層ですがここでは50%が永久凍土層になっています。


永久凍土層とは地表から1500mが土と氷が混ざった層で冬はカチンカチンに凍りつきその温度は-40℃。

夏は沼のようなズブズブの層でクルマも人間も沈んでしまいます。


夏場の温度は10℃になりますので、表面から数十センチの永久凍土層の氷が溶けますからその分だけ

地盤が沈下します。二階建ての家ならわずか数年で1階は地下室になり2階が1階になってしまいます。


地下の岩盤に届くまで杭を打てばいいのですが1500~2000m長もの杭を数百万本打っていたのでは

完成までに数百年もかかってしまいます。それではどうすればいいのでしょう?


青蔵鉄道の歴史は古く、1950年には毛沢東の命令で青海省のゴルムド駅までは人海戦術で開通しましたが

そこから先のラサまでの1100kmは永久凍土が多くて不可能とされてきました。


アメリカのアラスカ鉄道 (Copper River Railway ALASKA USA) でさえ完成の日を見るまでに線路が地面に

沈み込んだり蛇行するなど永久凍土の恐ろしさを経験しています。


中国には古くから万里の長城や紫禁城、最近では三狭ダム(周囲3000km長)を建設した技術があります。

しかし標高5000mでは酸素濃度は半分になってしまい、じっとしているだけでも失神するほどです。


パナマ運河建設では3万人が死亡しました。ピラミッドや万里の長城では数十万人が死亡しています。

現代では建設作業者の事故死は許されません。


辺境での建設作業なので病院までの搬送は遠すぎて不可能なため高山病にかかった作業員は早急に治療

できるよう1100kmにも及ぶ建設現場に114の診療所と500のベッドが用意されました。


鉄道建設の作業員は227000人。いずれも高地に適応できる者だけが採用されました。

それでも重い酸素ボンベを背負っての作業はまったくはかどりません。


トンネル内での作業は4時間、外での作業は6時間と決められました。

低酸素状態での重労働による肺水腫や脳浮腫の恐怖は227000人の作業員全員にありました。


2001年6月29日、中国政府は青蔵鉄道の青海省・ゴルムド駅からラサまでの全長1100km間を6年で

完成させることを世界に向けて発表します。


突貫作業が開始されました。


チーフエンジニアは趙世允 (Zhao Shiyun) が 、永久凍土対策責任者はこの道40年の大ベテランである

張洛欣 (Professor Zhang Luxin Chief Railway Consultant) があたります。


数百トンの長編成旅客列車や千トンもの貨物列車に永久凍土が耐えられるようにする方法があるのでしょうか?


張洛欣の手法は簡単明瞭。550kmもの長さの線路下の永久凍土を氷が溶けないように冷やすというものでした。

東京~大阪間の線路路盤を冷やすようなものです。工期も早く、安あがりの方法です。


550km全長にわたって夏場の温度測定がおこなわれます。そして場所によってそこに適した対策が練られます。

適材適対応です。さすがに大ベテランだと感心させられます。


(1)線路の路盤に盛り土をしてできるだけ高く築く。高く築くほど断熱効果が高くなる。

(2)砕石の層を何層にもして更に断熱パネルを敷き詰める。荒い砕石の層は空気を循環させ熱がこもるのを防ぐ。


以上の方法によっても耐えられないと思える場所には別の方法がとられました。


(3)現地住民の建物を参考にしてその知恵を借りる。永久凍土層に建てられている家はそれなりの工夫をしている。

(4)つまり近辺住民の家の基礎には大きな通風口が設けられているので家は夏になっても沈みません。

(5)それをヒントに線路路盤に延々と通風口が設置されました。


それでも危ないと思える場所には別の対策がとられます。かなり物理的な方法です。


(6)巨大なラジエーターの設置です。ただし中身は水ではありません。液体アンモニアです。冷蔵庫と同じ理屈です。


以上の方法では効果のないさらに危ない場所が675カ所ありました。何か別の効果的な方法が模索されます。


(7)永久凍土対応の高架橋です。


永久凍土層における高架橋やトンネル工事には大きな矛盾が生じます。


コンクリート打設にはある程度の温度が必要です。最適な温度は5℃です。

しかし永久凍土層の氷を溶かしては強度が無くなり夏場には沈んでしまいます。


コンクリ-トの硬化前凍結を避けるため次のような対策がとられました。

(1)セメント、砂、砂利、水、ミキサー、を温風器やオーブンで温める。

(2)それらを熱湯で混合して高架橋に流し込む。

(3)高架橋の空間部分には蒸気を送り込む。

(4)外側をビニールシートや綿キルトで覆う。

(5)足場でたき火をする。


トンネル工事は過酷なものになります。

氷点下40度なのに冷房をするのです。工事による発熱が永久凍土の氷を溶かすといけないからです。

氷が溶けると天井が崩落し全員生き埋めになってしまいます。


永久凍土には水分が50パーセント以上含まれています。

冬場にこの水分が凍ると体積が膨張しますので内層はコンクリ、防水材、断熱材などの7層構造です。


トンネル工事は手間ヒマ費用がかかりすぎるので全長1100kmのうち10km以下です。

そのため見晴らしが極めて良く青海チベット高原が乗車中はいつでも見渡すことができます。


トンネルが少ない理由には工事中の2001年11月にマグニチュード8.1の大地震がありトンネルが破壊

されてしまいました。


青海チベット高原の地下ではインドプレートがユーラシアプレートを押し上げていてヒマラヤ山脈を形成

しているため大地震が多発する地帯なのです。


活断層は判明しているものだけでも140カ所ありいつ大地震が起きても不思議でない怖いところです。


そのため危険なトンネルや高架橋は極力避けて路盤が採用されました。

路盤だと地震で破壊されても短期間で復旧できます。


このようにして苦難の連続する大工事でしたが予定より1年早く5年で完成しました。


青蔵鉄道の最大の見せ場は何といっても海抜5068mの唐古拉山口駅でしょう。

しかし途中下車はしない方が賢明です。


ホテルも病院も食堂も喫茶店も何もありません。酸素ボンベなしで下車するのは危険です。

次の列車が来る2時間の間にたいていの人は高山病にかかってしまいます。


唐古拉山近辺は絶景の連続です。三岔河大橋は高さが52m、長さが700mの高架橋。

風火山トンネルは海抜4905mの活断層に掘られたもので1300mの長さです。


























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