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ケーススタディ

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水素の実用例

先駆的な水素エネルギー:エンブリッジのパイロットは大きな可能性を誇る

カナダの先駆的な水素エネルギー熱電併給(CHP)システムは、北米の持続可能な電力の未来を変える可能性があります。

水素協議会

持続可能なエネルギーを開発する試みでは、小さな一歩が変革につながることがよくあります。最初の電気自動車、ソーラーパネル、さらには風力タービンを考えてみましょう。それぞれは比較的小さなプロジェクトとして始まりました。しかし、今日では、それぞれの技術は現代の電力網の重要な側面と見なされています。水素エネルギーも同様の道を歩んでおり、カナダのトロントのすぐ北で最近オンラインになった、この種のものとしては初めての取り組みを含め、新しいパイロットが大きな可能性を秘めています。

そこで、エンブリッジガスとそのパートナーである2GエナジーおよびCEMエンジニアリングが協力して、北米の先駆的なプロジェクトである水素エネルギー熱電併給(CHP)システムを設置しました。目標は、オンタリオ州マーカムにあるエンブリッジの12万平方フィートのテクノロジーオペレーションセンター(TOC)の最大92%の電力需要と最大58%の暖房負荷を満たすために、州の電力網から作られた水素を使用することです。1.

「低炭素水素2 「これは天然ガスに代わるクリーンなエネルギーであり、さまざまな分野で脱炭素化が期待できます」と、エンブリッジガスの技術開発マネージャー、アキール・ザイディ氏は語ります。「マーカムにあるエンブリッジのパワー・ツー・ガス施設にあるCHPシステムの廃熱を利用することで、ボイラーで使用されている天然ガスを年間最大74,000立方メートル削減し、施設内の温室効果ガス排出量を年間約143トン削減できると推定しています。3これは、大きさや場所によって異なりますが、年間約32軒の住宅が消費する天然ガスの量に相当します。4

さらに重要なのは、このシステムが、水素、天然ガス、またはその両方の組み合わせで稼働できる柔軟な CHP システムの概念実証となることです。これはまさに、より広範なエネルギー転換において極めて重要な経験とイノベーションです。

エンブリッジの TOC は水素のミニハブであり、北米初の Power-to-Gas 施設、初のブレンディング プロジェクト、そして現在では大陸初の水素 CHP システムが設置されています。システムの詳細は次のとおりです。

  • 2G Energyが提供する115kWのCHPシステム:
    • 熱回収システムおよびその他の補助装置を備えた往復エンジン発電機セット。
    • 建物の温水空間暖房ループと統合されています。
  • 100% 水素 (H2) または 100% 天然ガス (NG) および H2/NG ガス混合物で動作できます。
  • 約 3 分でいずれかの燃料に完全に切り替えることができます。
  • コンテナ化されたプラグアンドプレイ パッケージとして提供されます。
  • 設置面積: 9.6 m x 3 m
  • NOx制御:
    • 水素燃焼には選択触媒還元 (SCR) は必要ありません。
    • ガス燃焼にはSCRが必要です。

このプロジェクトでは、2G Energy がユニットの製造と供給を行い、CEM Engineering がエンジニアリングのコンサルティングと建設の監督を行いました。各プロジェクト パートナーの役割を詳しく見てみましょう。

  • エンブリッジガス:
    • サイトホスト
    • 水素パイプラインと販売ステーションの供給と設置
    • 試運転
  • 2Gエナジー株式会社:
    • CHPシステムメーカーおよびサプライヤー
    • 試運転および保守契約
  • CEMエンジニアリング:
    • 実現可能性調査とシステム設計
    • 建設管理

エンブリッジ社は、このプロジェクトを水素の利用を通じて排出量を削減する有望な技術と見ている。

エンブリッジのウェブサイトに記載されているように、水素ガスは、建物内の暖房に使用される天然ガスを置き換えることで、低炭素エネルギーへの移行に効果的なツールになる可能性があります。

このプロジェクトは、Enbridge がこの技術の有効性と、より大規模なアプリケーションに展開する方法を理解するのに役立つ刺激的なパイロット プロジェクトです。

エンブリッジがブレンドプロジェクトを開始したとき、一般からのフィードバックから、炭素排出量の削減がエンブリッジの顧客にとって重要であることは明らかでした。5このプロジェクトはエンブリッジの敷地内で行われ、低排出経済に向けたエネルギー転換を支援するソリューションを生み出すという同社の取り組みの一例です。

このプロジェクトは、顧客の環境問題に応えながら炭素排出量を削減するというオンタリオ州の取り組みと一致しています。6.

写真提供:CEMエンジニアリング

持続可能なエネルギー転換への道を開く

よりクリーンなエネルギーの未来に向けて大きな前進を遂げるには、マークハムのエンブリッジの水素 CHP のようなパイロット プロジェクトが、炭素削減の達成に向けた重要なステップとなります。既存のインフラストラクチャを活用する技術 (主電力網を補完しつつ独立させることが可能) は、この技術のより広範な導入の鍵となります。しかし、これらのシステムは、新しいメカニズムで必ず生じる問題を特定して解決するために、現場でテストする必要があります。

つまり、この水素 CHP システムはその能力を実証する必要があり、それが今後数か月間の課題となるでしょう。このプロジェクトが本格化するにつれ、炭素削減目標を達成するためのソリューションを探している人々からの継続的な賛同が必要になります。エネルギー転換には、継続的な公的支援が必要です。次の重要な問題は、技術的な実現可能性だけでなく、優先順位も関係します。公共政策は、このような革新的で持続可能なソリューションの幅広い採用につながる規制の枠組みとインセンティブ構造を奨励する必要があります。

1 TOC の過去のエネルギー消費量に基づく計算。

2 水素を「低炭素」と表現する言葉は、天然ガスと比較したものです。 カナダ政府のクリーン燃料規制天然ガスの炭素強度は68 gCO2e/MJ(Pg 2800)であり、水素の炭素強度は61 gCO未満でなければならない。2e/MJ(2658ページ)は、天然ガスに代わる低炭素強度燃料として考えられています。

3 COは2e(GHG)削減は最終用途ベースであり、以下の仮定と計算が含まれています:74,000 m3/年天然ガスに天然ガス排出係数0.0019313 tCOを乗じた値2電子メール3 2024年国家インベントリ報告書第2部表A6.1-1およびA6.1-3に記載されている天然ガス。

4 カナダのオンタリオ州における典型的な住宅用天然ガス消費量は2,200~2,400 m3 年間。 

5 dec_order_EGI_低炭素エネルギーLTC_20201029 (4).PDF 8ページ

6 オンタリオ州の低炭素水素戦略 | ontario.ca

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