(57)【要約】【課題】高効率を維持して発電設備の運転を行うと共に、負荷調整機能を確保した状態で発電設備の運転を行い、発電設備の運転を止めることなく、燃料・原料を製造して発電を行う。【解決手段】火力発電設備２（水素製造手段３）、再生可能エネルギー発電設備（風力発電設備７、太陽光発電設備８）が多数の設備として並列して運用され、電力の一部によりＨ２が製造され、風力発電設備７、太陽光発電設備８の出力が変動した場合、水素製造手段３でのＨ２の製造を抑制して水素製造に用いた電力を電力系５に供給し、風力発電設備７、太陽光発電設備８の出力の変動を吸収する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タービンの駆動により発電を行って電力を得る発電設備と、
前記発電設備の前記タービンの駆動により得られた電力を用いてＨ２を得る水素製造手段とを備えた
ことを特徴とする燃料・原料が製造される発電システム。
【請求項２】
請求項１に記載の燃料・原料が製造される発電システムにおいて、
前記発電設備は、
燃料の燃焼により蒸気が生成されるボイラを有し、
前記タービンは、
前記ボイラで得られた蒸気により動力を得る蒸気タービンである、
ことを特徴とする燃料・原料が製造される発電システム。
【請求項３】
請求項１に記載の燃料・原料が製造される発電システムにおいて、
前記発電設備は、
燃焼ガスを得る燃焼手段を有し、
前記タービンは、
前記燃焼手段で得られた燃焼ガスを膨張することで発電の動力を得る膨張タービンである
ことを特徴とする燃料・原料が製造される発電システム。
【請求項４】
請求項３に記載の燃料・原料が製造される発電システムにおいて、
前記発電設備は、
前記膨張タービンの排気ガスが熱回収されて蒸気を生成する排熱回収ボイラと、
前記排熱回収ボイラで生成された蒸気により動力を得る蒸気タービンとを有する
ことを特徴とする燃料・原料が製造される発電システム。
【請求項５】
請求項１に記載の燃料・原料が製造される発電システムにおいて、
前記発電設備は、
燃料をガス化してガス化ガスとするガス化手段と、
前記ガス化手段で得られた前記ガス化ガスを精製してガス化燃料とするガス精製手段と、
前記ガス精製手段で得られた前記ガス化燃料が供給されて燃焼ガスを得る燃焼器と、
前記燃焼器で得られた燃焼ガスを膨張することで駆動されて電力を得る前記タービンとしての膨張タービンと、
前記膨張タービンの排気ガスが熱回収されて蒸気が生成される排熱回収ボイラと、
前記排熱回収ボイラで得られた蒸気により駆動されて電力を得る蒸気タービンとを有する
ことを特徴とする燃料・原料が製造される発電システム。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の燃料・原料が製造される発電システムにおいて、
前記水素製造手段で得られたＨ２をＣＯ２と反応させることで、ＣＨ４もしくはＣＨ３ＯＨを製造する炭素系燃料・原料製造手段を有する
ことを特徴とする燃料・原料が製造される発電システム。
【請求項７】
請求項６に記載の燃料・原料が製造される発電システムにおいて、
系内でＣＯ２を回収するＣＯ２回収手段を備え、
前記炭素系燃料・原料製造手段は、
前記水素製造手段で得られたＨ２と前記ＣＯ２回収手段で回収されたＣＯ２を反応させることで、ＣＨ４もしくはＣＨ３ＯＨを製造する
ことを特徴とする燃料・原料が製造される発電システム。
【請求項８】
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の燃料・原料が製造される発電システムにおいて、
系内でＨ２Ｏを得る凝縮手段を備え、
前記水素製造手段は、
前記凝縮手段で得られたＨ２Ｏを前記発電設備からの電力で分解することでＨ２を得る
ことを特徴とする燃料・原料が製造される発電システム。
【請求項９】
請求項８に記載の燃料・原料が製造される発電システムにおいて、
前記水素製造手段で得られたＨ２をＣＯ２と反応させることで、ＣＨ４もしくはＣＨ３ＯＨを製造する炭素系燃料・原料製造手段を有する
ことを特徴とする燃料・原料が製造される発電システム。
【請求項１０】
請求項９に記載の燃料・原料が製造される発電システムにおいて、
系内でＣＯ２を回収するＣＯ２回収手段を備え、
前記炭素系燃料・原料製造手段は、
前記水素製造手段で得られたＨ２と前記ＣＯ２回収手段で回収されたＣＯ２を反応させることで、ＣＨ４もしくはＣＨ３ＯＨを製造する
ことを特徴とする燃料・原料が製造される発電システム。
【請求項１１】
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の燃料・原料が製造される発電システムにおいて、
前記水素製造手段で得られたＨ２をＮ２と反応させることでＮＨ３を製造するＮＨ３製造手段を有する
ことを特徴とする燃料・原料が製造される発電システム。
【請求項１２】
請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載の燃料・原料が製造される発電システムにおいて、
系内の熱を前記水素製造手段に供給する熱供給手段を有する
ことを特徴とする燃料・原料が製造される発電システム。
【請求項１３】
請求項１から請求項１２のいずれか一項に記載の燃料・原料が製造される発電システムにおいて、
前記発電設備で発電された電力が送られる電力系と、
前記電力系に接続される再生可能エネルギー発電設備とを更に備えた
ことを特徴とする燃料・原料が製造される発電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料・原料が製造される発電システムに関する。
【０００２】
特に、再生可能エネルギーを用いた発電設備を組み合わせ、発電の調整機能を持たせた状態で、燃料・原料を製造して発電を行うことができる燃料・原料が製造される発電システムに関する。
【背景技術】
【０００３】
化石燃料を使用しない再生可能エネルギーを用いた発電設備（以下、再生可能エネルギー発電設備）が導入されつつある。再生可能エネルギー発電設備は、自然環境により出力が大きく変動するため、電力需給を調整するためには、火力発電設備を同時に用い、火力発電設備での出力を追従させる必要がある。自然環境の変化により再生可能エネルギー発電設備の出力が変動した場合、電力需要を賄うために、火力発電設備の出力を常時調整させる必要がある。
【０００４】
このような状況から、負荷変動に対して対応できる蒸気発電設備（火力発電設備）が提案されている（特許文献１）。特許文献１に開示された技術は、ボイラで発生した蒸気をアキュムレータに貯蔵し、通常時にはアキュムレータからの蒸気により非常用蒸気タービンを無負荷もしくは低負荷で運転を行い、緊急に発電が必要になった時にはアキュムレータからの蒸気により全負荷の運転に移行するようにした技術である。
【０００５】
特許文献１の技術を適用することにより、系統の出力を短時間で上昇させることができ、再生可能エネルギー発電設備の出力が変動した場合でも、電力需要に追従させることができる。しかしながら、アキュムレータは比較的小さなものであり、発電用蒸気タービンで使用する程の多量の高圧高温の水蒸気を貯蔵することは不可能であり、系統の負荷変動に対して継続した対応には限界があるのが実情であった。
【０００６】
火力発電設備としては、蒸気発電設備の他に、ガスタービン（圧縮機、燃焼器、膨張タービン）で発電を行う発電設備が存在しているが、電力系の負荷変動に対して、燃焼器への燃料の供給を細かく制御する必要があり、大幅な負荷変動に対しては、迅速に対応することができない状況であった。また、発電設備では、蒸気供給や燃料供給を制御して電力系の負荷変動にある程度の対応を行う場合には、発電効率が高い状態を維持しての運転ができなくなる虞があるのも実情であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平８−２３２６０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、高効率を維持して発電設備の運転を行うと共に、負荷調整機能を確保した状態で、燃料・原料を製造して発電を行うことができる燃料・原料が製造される発電システムを提供することを目的とする。
【０００９】
特に、再生可能エネルギー発電設備、及び、他のエネルギーを用いた発電設備を組み合わせ、高効率を維持して発電設備の運転を行うと共に、負荷調整機能を確保した状態で燃料・原料を製造して発電を行うことができる燃料・原料が製造される発電システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するための請求項１に係る本発明の燃料・原料が製造される発電システムは、タービンの駆動により発電を行って電力を得る発電設備と、前記タービンの駆動により得られた電力を用いてＨ２を得る水素製造手段とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
請求項１に係る本発明では、水素製造手段でのＨ２（燃料・原料）の製造を調整することにより、発電設備で所定の電力の発電を維持した状態で、電力系の需要に応じて電力を電力系に供給することができる。即ち、水素製造手段でのＨ２の製造を調整することにより、発電設備の電力の供給に幅を持たせることができる（発電の調整機能を持たせることができる）。
【００１２】
このため、高効率を維持して発電設備の運転を行うと共に、負荷調整機能を確保した状態で発電設備の運転を行い、発電設備の運転を止めることなく、燃料・原料（Ｈ２）を製造して発電を行うことが可能になる。
【００１３】
そして、請求項２に係る本発明の燃料・原料が製造される発電システムは、請求項１に記載の燃料・原料が製造される発電システムにおいて、前記発電設備は、燃料の燃焼により蒸気が生成されるボイラを有し、前記タービンは、前記ボイラで得られた蒸気により動力を得る蒸気タービンであることを特徴とする。
【００１４】
請求項２に係る本発明では、燃料を燃焼させて蒸気を生成するボイラで得られた蒸気により蒸気タービンが駆動されて電力を得る発電設備に適用することができる。
【００１５】
また、請求項３に係る本発明の燃料・原料が製造される発電システムは、請求項１に記載の燃料・原料が製造される発電システムにおいて、前記発電設備は、燃焼ガスを得る燃焼手段を有し、前記タービンは、前記燃焼手段で得られた燃焼ガスを膨張することで発電の動力を得る膨張タービンであることを特徴とする。
【００１６】
請求項３に係る本発明では、燃焼手段で得られた燃焼ガスにより膨張タービンが駆動されて電力を得る発電設備に適用することができる。
【００１７】
また、請求項４に係る本発明の燃料・原料が製造される発電システムは、請求項３に記載の燃料・原料が製造される発電システムにおいて、前記発電設備は、前記膨張タービンの排気ガスが熱回収されて蒸気を生成する排熱回収ボイラと、前記排熱回収ボイラで生成された蒸気により動力を得る蒸気タービンとを有することを特徴とする。
【００１８】
請求項４に係る本発明では、排熱回収ボイラで得られた蒸気により蒸気タービンが駆動され、膨張タービンと蒸気タービンとによる複合発電により電力が得られる。
【００１９】
また、請求項５に係る本発明の燃料・原料が製造される発電システムは、請求項１に記載の燃料・原料が製造される発電システムにおいて、前記発電設備は、燃料をガス化してガス化ガスとするガス化手段と、前記ガス化手段で得られた前記ガス化ガスを精製してガス化燃料とするガス精製手段と、前記ガス精製手段で得られた前記ガス化燃料が供給されて燃焼ガスを得る燃焼器と、前記燃焼器で得られた燃焼ガスを膨張することで駆動されて電力を得る前記タービンとしての膨張タービンと、前記膨張タービンの排気ガスが熱回収されて蒸気が生成される排熱回収ボイラと、前記排熱回収ボイラで得られた蒸気により駆動されて電力を得る蒸気タービンとを有することを特徴とする。
【００２０】
請求項５に係る本発明では、ガス化手段で得られたガス化ガスをガス精製手段で精製してガス化燃料とし、ガス化燃料を燃焼器で燃焼させて燃焼ガスを得る。燃焼ガスは膨張タービンで膨張され、膨張タービンが駆動されて電力が得られる。膨張タービンの排気ガスが排熱回収ボイラで熱回収されて蒸気が生成される。そして、排熱回収ボイラで生成された蒸気により蒸気タービンが駆動されて電力が得られる。水素製造手段では、膨張タービン、蒸気タービンの駆動により得られた電力によりＨ２が得られる。ガス化手段は、例えば、石炭をガス化する石炭ガス化設備が適用される。
【００２１】
また、請求項６に係る本発明の燃料・原料が製造される発電システムは、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の燃料・原料が製造される発電システムにおいて、前記水素製造手段で得られたＨ２をＣＯ２と反応させることで、ＣＨ４もしくはＣＨ３ＯＨ（燃料・原料）を製造する炭素系燃料・原料製造手段を有することを特徴とする。
【００２２】
請求項６に係る本発明では、炭素系燃料・原料製造手段により、水素製造手段で得られたＨ２からＣＨ４もしくはＣＨ３ＯＨが製造され、Ｈ２に比べ、輸送時や貯蔵時等の取り扱いが容易な燃料・原料を得ることができる。
【００２３】
また、請求項７に係る本発明の燃料・原料が製造される発電システムは、請求項６に記載の燃料・原料が製造される発電システムにおいて、系内でＣＯ２を回収するＣＯ２回収手段を備え、前記炭素系燃料・原料製造手段は、前記水素製造手段で得られたＨ２と前記ＣＯ２回収手段で回収されたＣＯ２を反応させることで、ＣＨ４もしくはＣＨ３ＯＨを製造することを特徴とする。
【００２４】
請求項７に係る本発明では、ＣＯ２回収手段により系内でＣＯ２を回収し、系内で回収されたＣＯ２と、水素製造手段で得られたＨ２とを反応させることで、ＣＨ４もしくはＣＨ３ＯＨを製造することができる。
【００２５】
また、請求項８に係る本発明の燃料・原料が製造される発電システムは、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の燃料・原料が製造される発電システムにおいて、系内でＨ２Ｏを得る凝縮手段を備え、前記水素製造手段は、前記凝縮手段で得られたＨ２Ｏを前記発電設備からの電力で分解することでＨ２を得ることを特徴とする。
【００２６】
請求項８に係る本発明では、凝縮手段により系内でＨ２Ｏを得て、系内で得たＨ２Ｏを発電設備で得られた電力で電気分解することでＨ２を得ることができる。
【００２７】
また、請求項９に係る本発明の燃料・原料が製造される発電システムは、請求項８に記載の燃料・原料が製造される発電システムにおいて、前記水素製造手段で得られたＨ２をＣＯ２と反応させることで、ＣＨ４もしくはＣＨ３ＯＨを製造する炭素系燃料・原料製造手段を有することを特徴とする。
【００２８】
請求項９に係る本発明では、炭素系燃料・原料製造手段により、水素製造手段で得られたＨ２をＣＯ２と反応させることで、ＣＨ４もしくはＣＨ３ＯＨが製造され、Ｈ２に比べ取り扱いが容易な燃料・原料を得ることができる。
【００２９】
また、請求項１０に係る本発明の燃料・原料が製造される発電システムは、請求項９に記載の燃料・原料が製造される発電システムにおいて、系内でＣＯ２を回収するＣＯ２回収手段を備え、前記炭素系燃料・原料製造手段は、前記水素製造手段で得られたＨ２と前記ＣＯ２回収手段で回収されたＣＯ２を反応させることで、ＣＨ４もしくはＣＨ３ＯＨを製造することを特徴とする。
【００３０】
請求項１０に係る本発明では、ＣＯ２回収手段により系内でＣＯ２を回収し、系内で回収されたＣＯ２と、水素製造手段で得られたＨ２とを反応させることで、ＣＨ４もしくはＣＨ３ＯＨを製造することができる。
【００３１】
また、請求項１１に係る本発明の燃料・原料が製造される発電システムは、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の燃料・原料が製造される発電システムにおいて、前記水素製造手段で得られたＨ２をＮ２と反応させることでＮＨ３を製造するＮＨ３製造手段を有することを特徴とする。
【００３２】
請求項１１に係る本発明では、水素製造手段で得られたＨ２をＮ２と反応させることで、ＮＨ３が製造され、Ｈ２に比べ、輸送時や貯蔵時等の取り扱いが容易な燃料・原料を得ることができる。製造されるＮＨ３は、例えば、燃料、肥料の合成、排煙脱硝用、Ｈ２のキャリア等として用いることができる。
【００３３】
ＮＨ３の製造に用いるＮ２としては、空気をＯ２とＮ２に分離する空気分離手段により分離されたＮ２を用いることができる。空気分離手段（Ｎ２製造手段）が系内に備えられている場合、Ｎ２を系内で賄うことができる。
【００３４】
また、請求項１２に係る本発明の燃料・原料が製造される発電システムは、請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載の燃料・原料が製造される発電システムにおいて、系内の熱を前記水素製造手段に供給する熱供給手段を有することを特徴とする。
【００３５】
請求項１２に係る本発明では、系内の熱を水素製造手段に供給することで、吸熱反応である水素製造における熱として使用され、水素製造量あたりの電力消費量（水素原単位）を低減させることができる。熱の供給は、水素製造手段である水電解装置を加熱することや、水素を製造する水電解反応に使用する水を加熱することで（温水、もしくは、蒸気を供給することで）、実施することができる。
【００３６】
また、請求項１３に係る本発明の燃料・原料が製造される発電システムは、請求項１から請求項１２のいずれか一項に記載の燃料・原料が製造される発電システムにおいて、前記発電設備で発電された電力が送られる電力系と、前記電力系に接続される再生可能エネルギー発電設備とを更に備えたことを特徴とする。
【００３７】
請求項１３に係る本発明では、再生可能エネルギー発電設備の出力が変動した時に、水素製造手段への電力の供給を調整し、タービンの駆動による発電出力を維持した状態で、再生可能エネルギー発電設備の出力の変動を吸収し、再生可能エネルギー発電設備を含めた電力系を安定化させることができる。
【００３８】
これにより、再生可能エネルギー発電設備、及び、他のエネルギーを用いた発電設備を組み合わせ、高効率を維持して発電設備の運転を行うと共に、負荷調整機能を確保した状態で、燃料・原料を製造して発電を行うことが可能になる。
【発明の効果】
【００３９】
本発明の燃料・原料が製造される発電システムは、高効率を維持して発電設備の運転を行うと共に、負荷調整機能を確保した状態で、燃料・原料を製造して発電を行うことが可能になる。
【００４０】
特に、本発明の燃料・原料が製造される発電システムは、再生可能エネルギー発電設備、及び、他のエネルギーを用いた発電設備を組み合わせ、高効率を維持して発電設備の運転を行うと共に、負荷調整機能を確保した状態で、燃料・原料を製造して発電を行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の燃料・原料が製造される発電システムを適用した電力供給系統の概略系統図である。
【図２】第１実施例に係る発電設備の概略系統図である。
【図３】第２実施例に係る発電設備の概略系統図である。
【図４】第３実施例に係る発電設備の概略系統図である。
【図５】第４実施例に係る発電設備の概略系統図である。
【図６】第５実施例に係る発電設備の概略系統図である。
【図７】第６実施例に係る発電設備の概略系統図である。
【図８】第７実施例に係る発電設備の概略系統図である。
【図９】第８実施例に係る発電設備の概略系統図である。
【図１０】第９実施例に係る発電設備の概略系統図である。
【図１１】第１０実施例に係る発電設備の概略系統図である。
【図１２】第１１実施例に係る発電設備の概略系統図である。
【図１３】第１２実施例に係る発電設備の概略系統図である。
【図１４】第１３実施例に係る発電設備の概略系統図である。
【図１５】第１４実施例に係る発電設備の概略系統図である。
【図１６】第１５実施例に係る発電設備の概略系統図である。
【図１７】第１６実施例に係る発電設備の概略系統図である。
【図１８】第１７実施例に係る発電設備の概略系統図である。
【図１９】第１８実施例に係る発電設備の概略系統図である。
【図２０】第１９実施例に係る発電設備の概略系統図である。
【図２１】第２０実施例に係る発電設備の概略系統図である。
【図２２】第２１実施例に係る発電設備の概略系統図である。
【図２３】第２２実施例に係る発電設備の概略系統図である。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
図１には本発明の燃料・原料が製造される発電システムを適用した電力供給系統の全体の構成を説明するための概略系統を示してある。
【００４３】
図１に示すように、発電設備としての火力発電設備２、及び、水素製造手段３が電力系５に接続されることで電力供給系統が構築されている。火力発電設備２は、タービンの駆動により電力が得られるようになっている（後述する）。火力発電設備２で発電された電力は電力系５に送られ、電力系５から電力が供給される。
【００４４】
水素製造手段３では、火力発電設備２で得られた電力を用いてＨ２が製造される。詳細は後述するが、水素製造手段３は、火力発電設備２で得られた電力でＨ２Ｏを電気分解することでＨ２を得る設備となっている。製造されたＨ２は、そのまま利用されたり、例えば、ＣＨ４もしくはＣＨ３ＯＨが製造されて搬送、利用されたりする。
【００４５】
電力系５には、再生可能エネルギー発電設備としての風力発電設備７、太陽光発電設備８が接続され、燃料・原料が製造される発電システム（発電システム）４が構築され、電力系５には、風力発電設備７、太陽光発電設備８からの電力が供給される。
【００４６】
尚、発電設備としては、原子力等、化石燃料を使用しない発電設備を適用することができる。また、再生可能エネルギー発電設備の発電手段としては、水力、地熱、潮流、バイオマス燃料等、風や太陽光を使用しない発電設備を適用することができる。
【００４７】
発電システム４では、火力発電設備２（水素製造手段３）、再生可能エネルギー発電設備（風力発電設備７、太陽光発電設備８）が多数の設備として並列して運用される。例えば、電力の需要に応じて、再生可能エネルギー発電設備（風力発電設備７、太陽光発電設備８）による電力、及び、火力発電設備２の電力が電力系５に供給されて電力需要が賄われる。また、火力発電設備２で発電された電力の一部によりＨ２が製造されている。
【００４８】
再生可能エネルギー発電設備は、自然環境により出力が大きく変動するため、安定した電力の供給を確保する必要がある。また、火力発電設備２は、高い効率が達成される状態で運転することが好ましく、高効率を維持して運転を継続することが理想的である。
【００４９】
このため、発電システム４では、火力発電設備２（水素製造手段３）が高効率の運転状態が維持されて、電力の一部によりＨ２が製造され、再生可能エネルギー発電設備（風力発電設備７、太陽光発電設備８）の出力が変動した場合に、水素製造手段３でのＨ２の製造を調整して水素製造に用いる電力を変化させることで、再生可能エネルギー発電設備（風力発電設備７、太陽光発電設備８）の出力の変動を吸収している。これにより、電力系５の電力需要を調整している。
【００５０】
これにより、高効率を維持して火力発電設備２の運転を行っている状態で、水素製造手段３でのＨ２の製造を調整することにより、再生可能エネルギー発電設備（風力発電設備７、太陽光発電設備８）の出力変動を吸収することができ、電力需要に応じた出力を維持することができる。
【００５１】
つまり、火力発電設備２で所定の電力の発電を維持した状態で、電力需要に応じて電力を供給することができる。即ち、水素製造手段３でのＨ２の製造を調整することにより、火力発電設備２の電力系５への電力の供給に幅を持たせることができる（発電の調整機能を持たせることができる）。
【００５２】
このため、高効率を維持して発電設備の運転を行うと共に、発電の負荷調整機能を持たせた状態で発電設備の運転を行い、発電設備の運転を止めることなく、燃料・原料を製造して（燃料・原料を併産して）発電を行うことが可能になる。
【００５３】
図２から図６に基づいて発電システム４の第１実施例から第５実施例を具体的に説明する。即ち、火力発電設備２（水素製造手段３）の第１実施例から第５実施例の具体例を説明する。
【００５４】
図２から図６には第１実施例から第５実施例に係る発電システム４の火力発電設備２（水素製造手段３）の概略系統を示してある。第１実施例から第５実施例は、ボイラで得られた蒸気により動力を得る蒸気タービンを備えた設備の例である。
【００５５】
図２に基づいて第１実施例を説明する。
【００５６】
図に示すように、火力発電設備２として、燃料（石炭）が供給されて燃焼されることで蒸気が生成されるボイラ１１が備えられ、ボイラ１１で生成された高温・高圧の蒸気は蒸気タービン１２に送られる。高温・高圧の蒸気により蒸気タービン１２が駆動されることで、発電機１３により電力が得られる。蒸気タービン１２の排気蒸気は復水器１４で復水され、給水ポンプ１５によりボイラ１１に給水される。
【００５７】
発電システム４として水素製造手段３が備えられている。水素製造手段３には、火力発電設備２で発電された電力の一部が送られ、Ｈ２Ｏの電気分解によりＨ２が製造される。即ち、水素製造手段３には、Ｈ２Ｏ、及び、発電機１３で発電された電力の一部が供給され、発電機１３で発電された電力の一部によりＨ２Ｏが電気分解されてＨ２が製造される。
【００５８】
第１実施例の火力発電設備２では、ボイラ１１で生成された高温・高圧の蒸気により蒸気タービン１２を駆動して電力が得られる。そして、水素製造手段３では、Ｈ２Ｏを蒸気タービン１２の駆動で得られた電力により電気分解することでＨ２を得ることができる。
【００５９】
第１実施例の火力発電設備２では、水素製造手段３でのＨ２の製造を調整することにより、火力発電設備２の運転状態を維持した状態で（例えば、蒸気タービン１２の駆動状態を維持した状態で）、電力系５の電力需要に応じた電力を電力系５に供給することができる。即ち、水素製造手段３でのＨ２の製造を調整することにより、蒸気タービン１２の駆動による電力の供給に幅を持たせることができる（発電の調整機能を持たせることができる）。
【００６０】
このため、再生可能エネルギー発電設備、及び、蒸気を用いた蒸気タービン１２を組み合わせ、高効率を維持して火力発電設備２の運転を行うと共に、発電の調整機能を持たせた状態で火力発電設備２の運転を行い、発電設備を停止させることなく、Ｈ２（燃料・原料）を製造して発電を行うことが可能になる。
【００６１】
図３に基づいて第２実施例を説明する。図２に示した部材と同一部材には同一符号を付して重複する説明は省略してある。
【００６２】
第２実施例に係る火力発電設備２（水素製造手段３）は、図２に示した第１実施例に対し、水素製造手段３で製造されたＨ２が送られる炭素系燃料・原料製造手段としてのメタン製造手段１６が備えられている。メタン製造手段１６にはＣＯ２が供給され、ＣＨ４が製造される。このため、水素製造手段３で製造されたＨ２からＣＨ４を製造することが可能になる。
【００６３】
炭素系燃料・原料製造手段としては、水素製造手段３で得られたＨ２をＣＯ２と反応させることで、ＣＨ４もしくはＣＨ３ＯＨ（燃料・原料）を製造する製造手段（製造設備）を適用することが可能である。
【００６４】
図４に基づいて第３実施例を説明する。図２、図３に示した部材と同一部材には同一符号を付して重複する説明は省略してある。
【００６５】
第３実施例に係る火力発電設備２（水素製造手段３）は、図３に示した第２実施例に対し、ＣＯ２回収手段１７を備えた構成になっている。即ち、ボイラ１１の排気ガスの経路にはＣＯ２回収手段１７が備えられ、ボイラ１１の排気ガスの経路からＣＯ２が分離、回収される。そして、メタン製造手段１６には、ＣＯ２回収手段１７で回収されたＣＯ２が供給され、Ｈ２と反応させることでＣＨ４が製造される。
【００６６】
このため、ＣＯ２回収手段１７で回収されたＣＯ２を、メタン製造手段１６に供給することで、系内のＣＯ２と水素製造手段３で製造されたＨ２を反応させてＣＨ４を製造することが可能になる。
【００６７】
これにより、系内のＣＯ２を用いて（外部のＣＯ２を用いることなく）ＣＨ４を製造することができる。
【００６８】
図５に基づいて第４実施例を説明する。図２に示した部材と同一部材には同一符号を付して重複する説明は省略してある。
【００６９】
第４実施例に係る火力発電設備２（水素製造手段３）は、図２に示した第１実施例に対し、凝縮手段１８を備えた構成となっている。即ち、ボイラ１１の排気ガスは排気ガスに含まれる水蒸気が凝縮手段１８により凝縮されてＨ２Ｏが得られる。凝縮手段１８で得られたＨ２Ｏは水素製造手段３に供給される。このため、系内のＨ２Ｏを用いて（外部のＨ２Ｏを用いることなく）Ｈ２を製造することができる。
【００７０】
図６に基づいて第５実施例を説明する。図４に示した部材と同一部材には同一符号を付して重複する説明は省略してある。
【００７１】
第５実施例に係る火力発電設備２（水素製造手段３）は、図４に示した第３実施例に対し、凝縮手段１８を備えた構成になっている。即ち、ボイラ１１の排気ガスは排気ガスに含まれる水蒸気が凝縮手段１８により凝縮されてＨ２Ｏが得られる。凝縮手段１８で得られたＨ２Ｏは水素製造手段３に供給される。このため、系内のＨ２Ｏを用いて（外部のＨ２Ｏを用いることなく）Ｈ２を得ることができる。
【００７２】
これにより、系内のＨ２Ｏ、ＣＯ２を用いて（外部のＨ２Ｏ、ＣＯ２を用いることなく）ＣＨ４を製造することができる。
【００７３】
図７から図１１に基づいて発電システム４の第６実施例から第１０実施例を具体的に説明する。即ち、火力発電設備２（水素製造手段３）の第６実施例から第１０実施例の具体例を説明する。
【００７４】
図７から図１１には第６実施例から第１０実施例に係る発電システム４の火力発電設備２（水素製造手段３）の概略系統を示してある。第６実施例から第１０実施例は、燃焼手段（燃焼器）で得られた燃焼ガスを膨張して動力を得る膨張タービンを備えた設備の例である。
【００７５】
図７に基づいて第６実施例を説明する。
【００７６】
図に示すように、火力発電設備２として、空気を圧縮する圧縮機２１が備えられ、圧縮機２１からの圧縮空気と燃料が燃焼器２２に供給される。燃焼器２２からの燃焼ガスが膨張タービン２３に送られ、燃焼ガスを膨張することで膨張タービン２３が駆動されて発電機２４により電力が得られる。
【００７７】
発電システム４として水素製造手段３が備えられている。水素製造手段３には、火力発電設備２で発電された電力の一部が送られ、水の電気分解によりＨ２が製造される。即ち、水素製造手段３には、Ｈ２Ｏ、及び、発電機２４で発電された電力の一部が供給され、発電機２４で発電された電力の一部によりＨ２Ｏが電気分解されてＨ２が製造される。
【００７８】
第６実施例の火力発電設備２では、燃焼器２２からの燃焼ガスが膨張タービン２３で膨張され、膨張タービン２３の駆動により電力が得られる。そして、水素製造手段３では、Ｈ２Ｏを膨張タービン２３の駆動で得られた電力により電気分解することでＨ２を得ることができる。
【００７９】
第６実施例の火力発電設備２では、水素製造手段３でのＨ２の製造を調整することにより、火力発電設備２の運転状態を維持した状態で（例えば、膨張タービン２３の駆動状態を維持した状態で）、電力系５の電力需要に応じて電力を電力系５に供給することができる。即ち、水素製造手段３でのＨ２の製造を調整することにより、膨張タービン２３の駆動による電力の供給に幅を持たせることができる（発電の調整機能を持たせることができる）。
【００８０】
このため、再生可能エネルギー発電設備、及び、燃焼ガスを膨張して駆動力を得る膨張タービン２３を組み合わせ、高効率を維持して火力発電設備２の運転を行うと共に、発電の調整機能を確保した状態で火力発電設備２の運転を行い、発電設備を停止させることなく、Ｈ２（燃料・原料）を製造して発電を行うことが可能になる。
【００８１】
図８に基づいて第７実施例を説明する。図７に示した部材と同一部材には同一符号を付して重複する説明は省略してある。
【００８２】
第７実施例に係る火力発電設備２（水素製造手段３）は、図７に示した第６実施例に対し、水素製造手段３で製造されたＨ２が送られる炭素系燃料・原料製造手段としてのメタン製造手段２６が備えられている。メタン製造手段２６にはＣＯ２が供給され、ＣＨ４が製造される。このため、水素製造手段３で製造されたＨ２からＣＨ４を製造することが可能になる。
【００８３】
炭素系燃料・原料製造手段としては、水素製造手段３で得られたＨ２をＣＯ２と反応させることで、ＣＨ４もしくはＣＨ３ＯＨを製造する製造手段（製造設備）を適用することが可能である。
【００８４】
図９に基づいて第８実施例を説明する。図７、図８に示した部材と同一部材には同一符号を付して重複する説明は省略してある。
【００８５】
第８実施例に係る火力発電設備２（水素製造手段３）は、図８に示した第７実施例に対し、ＣＯ２回収手段２７を備えた構成になっている。即ち、膨張タービン２３の排気ガスの経路にはＣＯ２回収手段２７が備えられ、膨張タービン２３の排気ガスの経路からＣＯ２が分離、回収される。そして、メタン製造手段２６には、ＣＯ２回収手段２７で回収されたＣＯ２が供給され、ＣＨ４が製造される。
【００８６】
このため、ＣＯ２回収手段２７で回収されたＣＯ２を、メタン製造手段２６に供給することで、系内のＣＯ２と水素製造手段３で製造されたＨ２を反応させてＣＨ４を製造することが可能になる。
【００８７】
これにより、系内のＣＯ２を用いて（外部のＣＯ２を用いることなく）ＣＨ４を製造することができる。
【００８８】
図１０に基づいて第９実施例を説明する。図７に示した部材と同一部材には同一符号を付して重複する説明は省略してある。
【００８９】
第９実施例に係る火力発電設備２（水素製造手段３）は、図７に示した第６実施例に対し、凝縮手段２８を備えた構成となっている。即ち、膨張タービン２３の排気ガスは排気ガスに含まれる水蒸気が凝縮手段２８により凝縮されてＨ２Ｏが得られる。凝縮手段２８で得られたＨ２Ｏは水素製造手段３に供給される。このため、系内のＨ２Ｏを用いて（外部のＨ２Ｏを用いることなく）Ｈ２を得ることができる。
【００９０】
図１１に基づいて第１０実施例を説明する。図９に示した部材と同一部材には同一符号を付して重複する説明は省略してある。
【００９１】
第１０実施例に係る火力発電設備２（水素製造手段３）は、図９に示した第８実施例に対し、凝縮手段２８を備えた構成になっている。即ち、膨張タービン２３の排気ガスは排気ガスに含まれる水蒸気が凝縮手段２８により凝縮されてＨ２Ｏが得られる。凝縮手段２８で得られたＨ２Ｏは水素製造手段３に供給される。このため、系内のＨ２Ｏを用いて（外部のＨ２Ｏを用いることなく）Ｈ２を得ることができる。
【００９２】
これにより、系内のＨ２Ｏ、ＣＯ２を用いて（外部のＨ２Ｏ、ＣＯ２を用いることなく）ＣＨ４を製造することができる。
【００９３】
図１２から図１６に基づいて発電システム４の第１１実施例から第１５実施例を具体的に説明する。即ち、火力発電設備２（水素製造手段３）の第１１実施例から第１５実施例の具体例を説明する。
【００９４】
図１２から図１６には第１１実施例から第１５実施例に係る火力発電設備２（水素製造手段３）の概略系統を示してある。第１１実施例から第１５実施例は、燃焼手段（燃焼器）で得られた燃焼ガスを膨張して動力を得る膨張タービンと、膨張タービンの排気ガスを排熱回収ボイラで熱回収し、排熱回収ボイラで得られた蒸気により動力を得る蒸気タービンを備えた設備の例である。
【００９５】
図１２に基づいて第１１実施例を説明する。
【００９６】
図に示すように、火力発電設備２として、空気を圧縮する圧縮機３１が備えられ、圧縮機３１からの圧縮空気と燃料が燃焼器３２に供給される。燃焼器３２からの燃焼ガスが膨張タービン３３に送られ、燃焼ガスを膨張することで膨張タービン３３が駆動されて発電機３４により電力が得られる。膨張タービン３３の排気ガスは排熱回収ボイラ３５に送られ、排熱回収ボイラ３５で熱回収された排気ガスは放出される。
【００９７】
排熱回収ボイラ３５では膨張タービン３３の排気ガスが熱回収されて蒸気が生成され、排熱回収ボイラ３５で生成された蒸気は蒸気タービン３６に送られて蒸気タービン３６が駆動され、発電機４０により電力が得られる。蒸気タービン３６の排気蒸気は復水器５０で復水され、給水ポンプ６０により排熱回収ボイラ３５に給水される。
【００９８】
発電システム４として水素製造手段３が備えられている。水素製造手段３には、火力発電設備２で発電された電力の一部が送られる。即ち、水素製造手段３には、発電機３４、４０で発電された電力の一部が供給される。水素製造手段３では、Ｈ２Ｏを発電機３４、４０で得られた電力により電気分解することでＨ２を得ることができる。
【００９９】
第１１実施例の火力発電設備２では、膨張タービン３３の駆動により電力を得ると共に、膨張タービン３３の排気が熱回収されて排熱回収ボイラ３５で蒸気が得られ、排熱回収ボイラ３５で得られた蒸気により蒸気タービン３６が駆動されて電力が得られる。そして、水素製造手段３では、発電機３４、４０で発電された電力の一部によりＨ２Ｏが電気分解されてＨ２が製造される。
【０１００】
第１１実施例の火力発電設備２では、水素製造手段３でのＨ２の製造を調整することにより、火力発電設備２の運転状態を維持した状態で（例えば、膨張タービン３３、蒸気タービン３６の駆動状態を維持した状態で）、電力需要に応じて電力を電力系５に供給することができる。即ち、水素製造手段３でのＨ２の製造を調整することにより、膨張タービン３３、蒸気タービン３６の駆動による電力の供給に幅を持たせることができる（発電の調整機能を持たせることができる）。
【０１０１】
このため、再生可能エネルギー発電設備、及び、燃料を用いた膨張タービン３３、及び、蒸気を用いた蒸気タービン３６を組み合わせ、高効率を維持して火力発電設備２の運転を行うと共に、負荷調整機能を確保した状態で火力発電設備２の運転を行い、発電設備を停止させることなく、Ｈ２（燃料・原料）を製造して発電を行うことが可能になる。
【０１０２】
図１３に基づいて第１２実施例を説明する。図１２に示した部材と同一部材には同一符号を付して重複する説明は省略してある。
【０１０３】
第１２実施例に係る火力発電設備２（水素製造手段３）は、図１２に示した第１１実施例に対し、水素製造手段３で製造されたＨ２が送られる炭素系燃料・原料製造手段としてのメタン製造手段３７が備えられている。メタン製造手段３７にはＣＯ２が供給され、ＣＨ４が製造される。このため、水素製造手段３で製造されたＨ２からＣＨ４を製造することが可能になる。
【０１０４】
炭素系燃料・原料製造手段としては、水素製造手段３で得られたＨ２をＣＯ２と反応させることで、ＣＨ４もしくはＣＨ３ＯＨを製造する製造手段（製造設備）を適用することが可能である。
【０１０５】
図１４に基づいて第１３実施例を説明する。図１２、図１３に示した部材と同一部材には同一符号を付して重複する説明は省略してある。
【０１０６】
第１３実施例に係る火力発電設備２（水素製造手段３）は、図１３に示した第１２実施例に対し、ＣＯ２回収手段３８を備えた構成になっている。即ち、膨張タービン３３の排気ガスの経路である排熱回収ボイラ３５の後流側にはＣＯ２回収手段３８が備えられ、膨張タービン３３の排気ガスの経路からＣＯ２が分離、回収される。そして、メタン製造手段３７には、ＣＯ２回収手段３８で回収されたＣＯ２が供給され、ＣＨ４が製造される。
【０１０７】
このため、ＣＯ２回収手段３８で回収されたＣＯ２を、メタン製造手段３７に供給することで、系内のＣＯ２と水素製造手段３で製造されたＨ２を反応させてＣＨ４を製造することが可能になる。
【０１０８】
これにより、系内のＣＯ２を用いて（外部のＣＯ２を用いることなく）ＣＨ４を製造することができる。
【０１０９】
図１５に基づいて第１４実施例を説明する。図１２に示した部材と同一部材には同一符号を付して重複する説明は省略してある。
【０１１０】
第１４実施例に係る火力発電設備２（水素製造手段３）は、図１２に示した第１１実施例に対し、凝縮手段３９を備えた構成となっている。即ち、膨張タービン３３の排気ガスの経路である排熱回収ボイラ３５の後流側の経路の排気ガスに含まれる水蒸気が凝縮手段３９により凝縮されてＨ２Ｏが得られる。凝縮手段３９で得られたＨ２Ｏは水素製造手段３に供給される。このため、系内のＨ２Ｏを用いて（外部のＨ２Ｏを用いることなく）Ｈ２を得ることができる。
【０１１１】
図１６に基づいて第１５実施例を説明する。図１４、図１５に示した部材と同一部材には同一符号を付して重複する説明は省略してある。
【０１１２】
第１５実施例に係る火力発電設備２（水素製造手段３）は、図１４に示した第１３実施例に対し、凝縮手段３９を備えた構成になっている。即ち、膨張タービン３３の排気ガスの経路である排熱回収ボイラ３５の後流側の経路の排気ガスに含まれる水蒸気が凝縮手段３９により凝縮されてＨ２Ｏが得られる。凝縮手段３９で得られたＨ２Ｏは水素製造手段３に供給される。このため、系内のＨ２Ｏを用いて（外部のＨ２Ｏを用いることなく）Ｈ２を得ることができる。
【０１１３】
これにより、系内のＨ２Ｏ、ＣＯ２を用いて（外部のＨ２Ｏ、ＣＯ２を用いることなく）ＣＨ４を製造することができる。
【０１１４】
図１７から図２１に基づいて発電システム４の第１６実施例から第２０実施例を具体的に説明する。即ち、火力発電設備２（水素製造手段３）の第１６実施例から第２０実施例の具体例を説明する。
【０１１５】
図１７から図２１には第１６実施例から第２０実施例に係る火力発電設備２（水素製造手段３）の概略系統を示してある。第１６実施例から第２０実施例は、燃料である石炭をガス化してガス化ガスとするガス化手段としての石炭ガス化炉と、ガス化手段で得られたガス化ガスを精製するガス精製手段と、ガス精製手段で精製されたガス化燃料を燃焼する燃焼器と、燃焼器で得られた燃焼ガスを膨張して動力を得る膨張タービンと、膨張タービンの排気ガスを排熱回収ボイラで熱回収し、排熱回収ボイラで得られた蒸気により動力を得る蒸気タービンを備えた設備の例である。
【０１１６】
図１７に基づいて第１６実施例を説明する。
【０１１７】
図に示すように、火力発電設備２として、石炭ガス化炉４１（ガス化手段）を備え、石炭ガス化炉４１では燃料としての石炭と酸化剤（例えば、Ｏ２）の反応により石炭ガス化ガスｇが生成される。石炭ガス化ガスｇはガス精製手段４２で不純物が除去されて精製され、ガス化燃料ｆとされる。
【０１１８】
火力発電設備２として、空気を圧縮する圧縮機４３が備えられ、圧縮機４３からの圧縮空気とガス化燃料ｆが燃焼器４４に供給される。燃焼器４４からの燃焼ガスが膨張タービン４５に送られ、燃焼ガスを膨張することで膨張タービン４５が駆動されて発電機４６により電力が得られる。膨張タービン４５の排気ガスは排熱回収ボイラ４７に送られ、排熱回収ボイラ４７で熱回収された排気ガスは放出される。
【０１１９】
排熱回収ボイラ４７では膨張タービン４５の排気ガスが熱回収されて蒸気が生成され、排熱回収ボイラ４７で生成された蒸気は蒸気タービン４８に送られて蒸気タービン４８が駆動され、発電機４６により電力が得られる。蒸気タービン４８の排気蒸気は復水器で復水され、給水ポンプ４９により排熱回収ボイラ４７に給水される。
【０１２０】
発電システム４として水素製造手段３が備えられている。水素製造手段３には、火力発電設備２で発電された電力の一部、及び、Ｈ２Ｏが送られる。水素製造手段３では、水の電気分解によりＨ２が製造される。水素製造手段３でＨ２が製造された際に分解されたＯ２は酸化剤として石炭ガス化炉４１に供給される。
【０１２１】
第１６実施例の火力発電設備２では、石炭ガス化炉４１で得られた石炭ガス化ガスｇがガス精製手段４２で精製されてガス化燃料ｆとされ、ガス化燃料ｆが燃焼器４４で燃焼されて燃焼ガスが得られる。燃焼ガスは膨張タービン４５で膨張され、膨張タービン４５が駆動されて発電機４６により電力が得られ、膨張タービン４５の排気ガスが排熱回収ボイラ４７で熱回収されて蒸気が生成される。
【０１２２】
そして、排熱回収ボイラ４７で生成された蒸気により蒸気タービン４８が駆動されて発電機４６により電力が得られ、蒸気タービン４８の排気蒸気は復水供給手段により復水されて排熱回収ボイラ４７に供給される。水素製造手段３では、膨張タービン４５、蒸気タービン４８の駆動により得られた電力によりＨ２が得られる。
【０１２３】
第１６実施例の火力発電設備２では、水素製造手段３でのＨ２の製造を調整することにより、火力発電設備２の運転状態を維持した状態で（例えば、石炭ガス化炉４１の運転状態、膨張タービン４５、蒸気タービン４８の駆動状態を維持した状態で）、電力需要に応じて電力を電力系５に供給することができる。即ち、水素製造手段３でのＨ２の製造を調整することにより、膨張タービン４５、蒸気タービン４８の駆動による電力の供給に幅を持たせることができる（発電の調整機能を持たせることができる）。
【０１２４】
このため、再生可能エネルギー発電設備、及び、ガス化燃料を用いた膨張タービン４５、及び、蒸気を用いた蒸気タービン４８を組み合わせ、高効率を維持して火力発電設備２の運転を行うと共に、負荷調整機能を持たせた状態で火力発電設備２の運転を行い、発電設備を停止させることなく、Ｈ２（燃料・原料）を製造して発電を行うことが可能になる。
【０１２５】
図１８に基づいて第１７実施例を説明する。図１７に示した部材と同一部材には同一符号を付して重複する説明は省略してある。
【０１２６】
第１７実施例に係る火力発電設備２（水素製造手段３）は、図１７に示した第１６実施例に対し、水素製造手段３で製造されたＨ２が送られる炭素系燃料・原料製造手段としてのメタン製造手段５１が備えられている。メタン製造手段５１にはＣＯ２が供給され、ＣＨ４が製造される。このため、水素製造手段３で製造されたＨ２からＣＨ４を製造することが可能になる。
【０１２７】
炭素系燃料・原料製造手段としては、水素製造手段３で得られたＨ２をＣＯ２と反応させることで、ＣＨ４もしくはＣＨ３ＯＨを製造する製造手段（製造設備）を適用することが可能である。
【０１２８】
図１９に基づいて第１８実施例を説明する。図１７、図１８に示した部材と同一部材には同一符号を付して重複する説明は省略してある。
【０１２９】
第１８実施例に係る火力発電設備２（水素製造手段３）は、図１８に示した第１７実施例に対し、ＣＯ２を系内で分離回収する構成（ＣＯ２回収手段）となっている。即ち、メタン製造手段５１には、ガス精製手段４２で分離して得られたＣＯ２が供給されるＣＯ２供給経路５２が接続されている。ＣＯ２供給経路５２からメタン製造手段５１にＣＯ２が供給され、ＣＨ４が製造される。
【０１３０】
このため、ガス精製手段４２で得られたＣＯ２を、メタン製造手段５１に供給することで、系内のＣＯ２と水素製造手段３で製造されたＨ２を反応させてＣＨ４を製造することが可能になる。
【０１３１】
これにより、系内のＣＯ２を用いて（外部のＣＯ２を用いることなく）ＣＨ４を製造することができる。
【０１３２】
図２０に基づいて第１９実施例を説明する。図１７に示した部材と同一部材には同一符号を付して重複する説明は省略してある。
【０１３３】
第１９実施例に係る火力発電設備２（水素製造手段３）は、図１７に示した第１６実施例に対し、凝縮手段５３を備えた構成となっている。即ち、膨張タービン４５の排気ガスの経路である排熱回収ボイラ４７の後流側の経路の排気ガスに含まれる水蒸気が凝縮手段５３により凝縮されてＨ２Ｏが得られる。凝縮手段５３で得られたＨ２Ｏは水素製造手段３に供給される。このため、系内のＨ２Ｏを用いて（外部のＨ２Ｏを用いることなく）Ｈ２を得ることができる。
【０１３４】
図２１に基づいて第２０実施例を説明する。図１９、図２０に示した部材と同一部材には同一符号を付して重複する説明は省略してある。
【０１３５】
第２０実施例に係る火力発電設備２（水素製造手段３）は、図１９に示した第１８実施例に対し、凝縮手段５３を備えた構成になっている。即ち、膨張タービン４５の排気ガスの経路である排熱回収ボイラ４７の後流側の経路の排気ガスに含まれる水蒸気が凝縮手段５３により凝縮されてＨ２Ｏが得られる。凝縮手段５３で得られたＨ２Ｏは水素製造手段３に供給される。このため、系内のＨ２Ｏを用いて（外部のＨ２Ｏを用いることなく）Ｈ２を得ることができる。
【０１３６】
これにより、系内のＨ２Ｏ、ＣＯ２を用いて（外部のＨ２Ｏ、ＣＯ２を用いることなく）ＣＨ４を製造することができる。
【０１３７】
図２２に基づいて第２１実施例を説明する。図１７に示した部材と同一部材には同一符号を付して重複する説明は省略してある。
【０１３８】
第２１実施例に係る火力発電設備２（水素製造手段３）は、図１７に示した第１６実施例に対し、水素製造手段３で製造されたＨ２が送られるＮＨ３製造手段６１が備えられている。また、火力発電設備２には空気からＯ２を分離するＯ２製造手段６２（空気分離手段）が備えられ、Ｏ２製造手段６２で製造されたＯ２は石炭ガス化炉４１に供給される。ＮＨ３製造手段６１には水素製造手段３で製造されたＨ２、及び、Ｏ２製造手段６２でＯ２が分離された後のＮ２が送られ、ＮＨ３が製造される。
【０１３９】
このため、水素製造手段３で得られたＨ２と系内で得られたＮ２を反応させることで、Ｎ２供給手段（Ｎ２製造手段）を新たに備えることなく、ＮＨ３が製造され、Ｈ２に比べ、輸送時や貯蔵時等の取り扱いが容易な燃料・原料を得ることができる。得られたＮＨ３は、例えば、燃料、肥料の合成、排煙脱硝用、Ｈ２のキャリア等として用いることができる。
【０１４０】
尚、Ｏ２製造手段６２を備えていない発電設備の場合、ＮＨ３の製造に用いるＮ２としては、系外のＮ２を適用することができる。また、空気からＮ２を製造する空気分離手段（Ｎ２製造手段）を備えている場合、Ｎ２製造手段で製造されたＮ２を用いることで、Ｎ２を系内で賄うことができる。また、図１から図２１に示した発電設備にＮＨ３製造手段６１を備えることが可能である。
【０１４１】
図２３に基づいて第２２実施例を説明する。第２２実施例は、図２に示した第１実施例に熱供給手段を備えた構成であり、図２に示した部材と同一部材には同一符号を付して重複する説明は省略してある。
【０１４２】
第２２実施例に係る火力発電設備２（水素製造手段３）は、図２に示した第１実施例に対し、系内の熱を水素製造手段３に供給する熱供給手段としての熱供給経路６５が備えられている。熱供給経路６５からは系内の熱として蒸気（例えば、蒸気タービン１２の入口側の蒸気）が水素製造手段３に供給されて加熱される。これにより、水素製造手段３での吸熱反応である水素製造における熱として使用することで、電力を有効にＨ２に変換することができる。
【０１４３】
また、水素製造手段３に供給されるＨ２Ｏに系内の蒸気（加熱した水蒸気）を直接供給することができる。これにより、気化熱（潜熱）の分のエネルギーを熱として供給することができ、電力を有効にＨ２に変換することができる。
【０１４４】
尚、系内の熱である蒸気は、蒸気タービン１２の出口側の蒸気や、ボイラ１１で適宜部位の蒸気等を用いることができる。また、熱としては、ボイラ１１の排気ガスの熱、蒸気タービン１２で仕事を終えた蒸気の熱等、その他の機器の熱源からの熱を用いることができる。
【０１４５】
このため、系内の熱を水素製造手段３に供給することで、吸熱反応である水素製造における熱として使用し、水素製造量あたりの電力消費量（水素原単位）を低減させることができる。即ち、電力を増やすことなくＨ２の製造量を増加させることができる。
【０１４６】
上述した熱供給経路６５は、図２から図２２に示した発電設備に備えることができる。この場合、熱としては、排熱回収ボイラで熱回収が終わった排気熱や、膨張タービンの適宜箇所のガスの熱等、系内の機器や設備の様々な熱を用いることができる。例えば、水素製造手段３である水電解装置を加熱することや、水電解反応に使用する水を加熱することで（温水、もしくは、蒸気を供給することで）、熱の供給を実施することができる。また、図２３に示した第２２実施例の発電設備に対し、図２２に示した第２１実施例のＮＨ３製造手段６１を備えることも可能である。
【０１４７】
上述した燃料・原料が製造される発電システムは、火力発電設備２で所定の電力の発電を維持した状態で、需要に応じて電力を電力系に供給することができ、水素製造手段３でのＨ２の製造を調整することにより、火力発電設備２の電力の供給に幅を持たせることができる（発電の調整機能を持たせることができる）。
【０１４８】
このため、再生可能エネルギー発電設備、及び、蒸気、燃焼ガス、ガス化ガスを用いた発電設備（蒸気タービン、ガスタービン等）を組み合わせ、高効率を維持して発電設備の運転を行うと共に、負荷調整機能を確保した状態で発電設備の運転を行い、発電設備の運転を止めることなく、燃料・原料を製造して発電を行うことが可能になる。
【０１４９】
再生可能エネルギー発電設備を電力系に複数接続すると共に、蒸気タービンやガスタービン等を有する発電設備を複数接続して電力供給系統を構築した場合、水素製造手段３により、負荷調整機能が確保された状態になっているので、発電設備に応じた状況の任意の出力で運転することが可能になる。
【０１５０】
例えば、複数の発電設備のうちのいくつかを出力調整して運転を継続しつつ、残りの発電設備では高効率での運転を維持したまま、Ｈ２の製造を併用して電力需要の変動に対応する等、種々の運用を行うことが可能になる。
【０１５１】
尚、上述した実施例は、再生可能エネルギー発電設備が電力系に接続された燃料・原料が製造される発電システムを例に挙げて説明したが、再生可能エネルギー発電設備の有無によらず、電力系の需要に応じた電力を電力系に供給できる、燃料・原料が製造される発電システムとすることも可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１５２】
本発明は、燃料・原料が製造される発電システムの産業分野で利用することができる。
【符号の説明】
【０１５３】
２  火力発電設備
３  水素製造手段
４  燃料・原料が製造される発電システム（発電システム）
５  電力系
７  風力発電設備
８  太陽光発電設備
１１  ボイラ
１２、３６、４８  蒸気タービン
１３、２４、３４、４０、４６  発電機
１４、５０  復水器
１６、２６、３７、５１  メタン製造手段
１７、２７、３８  ＣＯ２回収手段
１８、２８、３９、５３  凝縮手段
２１、３１、４３  圧縮機
２２、３２、４４  燃焼器
２３、３３、４５  膨張タービン
３５、４７  排熱回収ボイラ
４１  石炭ガス化炉
４２  ガス精製手段
４９、６０  給水ポンプ
５２  ＣＯ２供給経路
６１  ＮＨ３製造手段
６２  Ｏ２製造手段
６５  熱供給経路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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