3月30日，日本新能源產業技術綜合開發機構（NEDO）宣布將于2017-2019財年，開展“煤氣化燃料電池聯合循環發電（IGFC）實證項目”第一階段的示范研究工作，即對“吹氧煤氣化聯合循環發電系統（吹氧IGCC）”示范工程開展實證研究。將從發電系統的性能、可用性、可靠性和經濟效益幾個方面對吹氧IGCC發電系統進行驗證，目標是大幅降低以1300℃級燃氣輪機為核心的吹氧IGCC發電系統的CO2排放量，并實現與現行粉煤發電同等水平的凈熱效率（高熱值），即40.5%。通過此次示范工程的實證業務，為后續配備CO2捕集的IGCC和IGFC示范項目培育技術及經驗，力圖在2025年左右開發出能夠投入實用的IGFC技術。

 

NEDO“煤氣化燃料電池聯合循環發電（IGFC）實證事業”于2012年啟動，分為三個階段：

 

第一階段：吹氧IGCC示范系統設計、建設和實證研究。于2012年啟動，在大崎電站內建設了向煤氣化爐供應氧氣，實施燃氣輪機與蒸汽渦輪聯合發電的吹氧IGCC驗證試驗設施。設施于2015年度開始試運行，預定2017年3月正式投入示范運行。通過上述實證實驗能夠為下述商業化目標奠定技術基礎：1500℃級燃氣輪機為核心的吹氧IGCC發電系統實現46%的凈熱效率（高熱值），單位CO2排放量減少到650 gCO2/kWh左右（比目前降低20%左右）。

 

第二階段：配備碳捕集的IGCC示范系統設計、建設和實證研究。于2016年開始，將從煤炭發電系統的性能、可用性、可靠性和經濟效益幾個方面對增加配備CO2捕集設備的吹氧IGCC進行驗證。旨在將CO2捕集率提高到90%，大幅降低煤炭火力發電CO2排放量，并實現與現行粉煤發電同等水平的凈熱效率（高熱值），約40 %，將研究回收二氧化碳發生能源損耗而導致發電效率降低的課題。

 

第三階段：配備碳捕集的IGFC發電系統設計、建設和實證研究。計劃于2018年啟動，增加燃料電池聯合發電單元，旨在2025年左右開發大型商業化IGFC技術，目標是使凈熱效率達到55%，單位CO2排放量減少到590gCO2/kWh左右（比目前降低30%左右）。

 

圖1 NEDO煤氣化燃料電池聯合循環發電（IGFC）實證項目概要

 

 

2017 年4月3日，日本新能源產業技術綜合開發機構（NEDO）啟動了“固體氧化物燃料電池（SOFC）和微型燃氣輪機聯合發電系統”實證研究，將與三菱日立電力系統有限公司、日本特殊陶業株式會社聯合開展，從發電系統的性能、可用性、可靠性和經濟效益幾個方面對聯合發電系統進行示范，旨在通過熱電聯產方式提高燃氣輪機發電效率，減少能源消耗和碳排放。通過此次示范系統的實證研究，以降低聯合發電系統制造成本和培育大規模生產制造技術，加速實現聯合發電系統商業化。

 

上述聯合發電系統的工作原理是，將微型燃氣輪機的壓縮機升壓的空氣提供給SOFC用作氧化劑，之后將SOFC高溫廢氣輸送給微型燃氣輪機，將其熱量、壓力與剩余燃料共同用于發電。在提高效率方面充分發揮了加壓后電壓會增大的加壓型SOFC的特性。SOFC則以從天然氣中提取的氫作為燃料與空氣中的氧發生反應生成電力。