(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
天然ガスパイプラインにおける減圧およびエネルギー抽出に使用される、または低温産業に使用されるシステムであって、
前記パイプラインに注入される水素を生成する電解槽と、
ヒートポンプと、
前記パイプライン内の天然ガスを加熱する加熱装置と、
前記天然ガスの膨張からエネルギーを抽出するエネルギー抽出装置とを備え、
前記抽出されたエネルギーは、前記電解槽及び前記ヒートポンプに電力を供給するために使用され、前記加熱装置の熱は前記ヒートポンプ及び前記電解槽により供給されるシステム。
【請求項２】
前記加熱装置が、熱交換器である、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記エネルギー抽出装置が、タービン膨張機である、請求項１又は２に記載のシステム。
【請求項４】
前記エネルギー抽出装置が、スクリュー膨張機である、請求項１〜３のいずれかに記載のシステム。
【請求項５】
前記天然ガスが、前記エネルギー抽出装置に流入する前に予熱される、請求項１〜４のいずれかに記載のシステム。
【請求項６】
前記天然ガスが、前記エネルギー抽出装置から流出した後に加熱される、請求項１〜５のいずれかに記載のシステム。
【請求項７】
前記ヒートポンプ及び前記電解槽からの熱に加えて、前記天然ガスが、
ａ）ガス膨張からエネルギーを抽出する前記エネルギー抽出装置からの廃熱、
ｂ）天然ガスの燃焼に由来するエネルギー、および／または
ｃ）熱併給火力発電所に由来するエネルギー、
により加熱される、請求項５または請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記電解槽がプロトン交換電解槽である、請求項１〜７のいずれかに記載のシステム。
【請求項９】
前記電解槽が陰イオン性である、請求項１〜８のいずれかに記載のシステム。
【請求項１０】
前記電解槽がアルカリ水電解槽である、請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
前記電解槽が固体重合体アルカリ電解槽である、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記電解槽の膜が、親水性架橋重合体である、請求項８、９、または１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記電解槽の膜が、全フッ素置換重合体である、請求項８または９に記載のシステム。
【請求項１４】
前記電解槽が、１バールを超える圧力で水素を発生する、請求項１〜１３のいずれかに記載のシステム。
【請求項１５】
前記電解槽により生成された前記水素が、圧縮機により加圧される、請求項１〜１４のいずれかに記載のシステム。
【請求項１６】
前記電解槽からの前記水素を、前記パイプライン内の前記天然ガスと混合して、混合ガスを得るようになっているガス混合器具をさらに備える、請求項１〜１５のいずれかに記載のシステム。
【請求項１７】
前記混合ガスが、前記パイプラインに注入されるように構成される、請求項１６に記載のシステム。
【請求項１８】
前記天然ガスが、前記減圧するガスからエネルギーを抽出する前記エネルギー抽出装置の前に、前記パイプラインに流入するように構成される、請求項１〜１７のいずれかに記載のシステム。
【請求項１９】
前記天然ガスが、前記減圧するガスからエネルギーを抽出する前記エネルギー抽出装置の後に、前記混合器具に流入するように構成される、請求項１６に記載のシステム。
【請求項２０】
前記電解槽により生成された酸素が、前記パイプライン中の前記天然ガスを加熱するための燃焼に使用される、および／または前記加熱装置内で使用されるように構成される、請求項１〜１９のいずれかに記載のシステム。
【請求項２１】
前記酸素が燃焼前に予熱されるように構成される、請求項２０に記載のシステム。
【請求項２２】
ガス膨張からエネルギーを抽出するための、天然ガスパイプラインまたは極低温産業に用いられる、請求項１〜２１のいずれかに記載のシステムを備えるパイプライン。
【請求項２３】
前記減圧する天然ガスからエネルギーを抽出する前記エネルギー抽出装置が、ターボ膨張機である、請求項２２に記載のパイプライン。
【請求項２４】
前記減圧する天然ガスからエネルギーを抽出する前記エネルギー抽出装置が、スクリュー膨張機である、請求項２３に記載のパイプライン。
【請求項２５】
前記エネルギー抽出装置が、そのエネルギーを電力に変換する機器に接続される、請求項２２に記載のパイプライン。
【請求項２６】
前記エネルギーが、前記電解槽および／またはガス加熱機器
および／または現場の補助機器に電力を供給するために使用される、請求項２５に記載のパイプライン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、天然ガスのパイプライン内での減圧の際に発生する廃エネルギーを利用するシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、天然ガスは、数百バールの圧力に達するガス井に存在する。この圧力は、ガスネットワーク内での輸送に適するように調整される。この圧力は、圧縮機により維持される。よって、輸送システムは、大きな位置エネルギーを有しているが、この位置エネルギーは、顧客が適切な圧力でガスを受け取れるように、圧力が分配システム内で徐々に下がるにつれて失われる。
【０００３】
ほとんどの国では、国土に張り巡らされた同様のガス輸送システムを使用しており、この輸送システムは地域への分配システムにつながっている。イギリスでは、減圧工程は大きく３つに分けられており、６０〜８０バールの圧力から家庭用のミリバールの圧力まで減圧される。イギリスの配管網では、ガスの膨張から１ＧＷに達する力学的エネルギーが利用可能であると見積もられている。このエネルギーは、主に減圧ステーションで失われており、このエネルギーを回収できるか、または回収すべきだという議論が高まっている。
【０００４】
よって、ガスの圧力が下がり、位置エネルギーが失われる際に生じる力学的（運動）エネルギーを取得することが望まれている。
【０００５】
現在使用されている減圧技術では、減圧用の単純な管が使用されている。これは、一般的にジュール・トムソン弁と呼ばれる、調整弁と制御システムの形であってもよい。ガスネットワークにおける減圧システムに対して様々な呼称がある。イギリスでは、比較的高圧用のシステムは、減圧ステーション（以下「ＰＲＳ」ともいう）、または輸送調整ステーション（以下「ＴＲＳ」ともいう）と呼ばれている。アメリカでは、そのようなステーションは、降圧ステーション（以下「ＰＬＳ」ともいう）と呼ばれている。
【０００６】
ガスがジュール・トムソン減圧弁を通過すると、ガスの等エンタルピー断熱膨張に関する温度低下が起こる。制御しなければ、低温の加圧ガスにより、水和物が凝結および凍結し、機器の破損およびパイプの閉塞を起こす恐れがある。図１に示されているように、この温度低下を防止するために、予熱工程を設ける必要がある。
【０００７】
典型的には、予熱技術は、比較的原始的である。その技術は、槽内で流体を加熱するという燃焼技術である。ガスが、槽内の熱交換器を通過し、エネルギーを回収する。必要な予熱は、初期圧力、圧力変化、およびガスの組成により決まる。例えば、典型的なイギリスの天然ガスの組成で、３０バールの入力圧力では、圧力が１バール低下する毎に、温度は約０．６℃低下する。よって、５バールの下流圧力では、温度は１５℃低下し、制御しなければ、−５℃の出力温度になる。ガスを加熱するのに必要なエネルギー量は、パイプ内を流れる化学エネルギー量に比べると、比較的小さい。しかし、イギリスでは１４，０００を超えるＰＲＳが存在するため、ガスが大量消費され、ＣＯ２が排出されていることが分かる。これは望ましくないことである。
【０００８】
膨張するガス流からエネルギーを回収するために、ターボ膨張機が、長年使用されてきた。ターボ膨張機は、様々なサイズおよび効率で提供されている。高速タービンが使用されることがほとんどであり、スクリュー膨張機機構に類似した容積式システムを使用する方法はあまり一般的ではない。機能面では、両者ともよく似た効率で（典型的には、３０〜８５％の有効効率）、温度や圧力に作用する。どの設計も、膨張するガスを電気エネルギーに変換する発電機に接続することができる。その後、発電機から取得された電力は、典型的には、使用または移送のために調整される。本来、ターボ膨張機は、ガスの温度を低下させる等エントロピー断熱膨張を、典型的にはジュール・トムソン減圧弁の５倍促進する。
【０００９】
ターボ膨張機またはスクリュー膨張機の技術が、今のところガスネットワークにおいて広く実施されていないのには、いくつかの理由があるようである。
・（発生する電気が、消費されるガスよりも、ＭＷ時あたりの価値が高いことは注目されるが）、ターボ膨張機により発生する電気エネルギーは、予熱に必要なエネルギーの約８５％である。
・二酸化炭素排出量の低減が大いに奨励される時代に、予熱に必要なガス消費量が増加するため、結果的に分配システムの二酸化炭素排出量が増加することになる。
・電気エネルギーの低コストでの移送を可能にするために、ＰＲＳのすぐ近くに、ターボ膨張機の発電機からの電気入力を受け取るのに十分な発電容量を有する変電所を設置する必要があり、建設可能な場所の数が非常に少なくなる。
【発明の概要】
【００１０】
本発明は、ガスパイプライン内または低温産業における、ガス膨張（減圧）工程から生じる位置エネルギーの利用に関する問題を解決する。ターボ膨張機またはスクリュー膨張機を使用することでは、この問題は部分的にしか解決されない。なぜなら、作られる電気が、断続的であり、電力網と同じ場所で作られないことが多いからである。よって、ターボ膨張機またはスクリュー膨張機を使用する方法は、電気エネルギーを移送または貯蔵するために使いやすいものではなく、予熱に必要な余分の加熱を賄うのに不十分である。提案する解決策は、その不備を解決する。
【００１１】
本発明は、負荷追従電解槽を、ターボ膨張機等、ガス膨張工程からエネルギーを回収する装置に接続することを含む。電解槽は、電気を水素に変換することになる、プロトン交換膜（以下「ＰＥＭ」ともいう）電解槽であってもよく、アルカリ系電解槽であってもよい。生成された水素は、様々な有用な方法で使用できるため、断続的な電気を利用しなければならないという欠点がなく、エネルギーを圧力容器に無期限に貯蔵できる。さらに、電解槽は、予熱工程で使用できる廃熱を発生するという有用な利点がある。これは、二酸化炭素削減の点で大きな強みになる。
【００１２】
第１の態様によると、天然ガスパイプラインにおける減圧およびエネルギー抽出に使用される、または低温産業に使用されるシステムは、水素を生成する電解槽と、パイプライン内の天然ガスを加熱する加熱装置と、天然ガスの膨張からエネルギーを抽出するエネルギー抽出装置とを備え、抽出されたエネルギーは、電解槽に電力を供給するために使用される。
【００１３】
第２の態様によると、上記に規定されたシステムは、ガス膨張からエネルギーを抽出するために使用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】先行技術の減圧システムを示す。
【図２】本発明の好ましい減圧システムを示す。
【図３】本発明の好ましい減圧システムを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図２に示されている好ましい実施形態は、ＰＥＭ電解槽およびヒートポンプを、発電機に接続されたターボ膨張機等、ガス膨張工程から電気エネルギーを回収する装置に接続することを含む。ＰＥＭ電解槽は、理想的には、加圧水素を生成し、定格容量の０〜１００％の負荷追従をする性能を有することになる。ガスの予熱に必要なエネルギーは、燃焼を含む様々な熱源から供給されることになるであろう。好ましくは、そのエネルギーは、燃焼、電解槽からの廃熱、およびヒートポンプからの熱エネルギーに由来する。電解槽は、電気を、天然ガス配管網に優先的に注入される加圧水素ガスに変換する。
【００１６】
生成される水素は、様々な有用な方法で使用できる。よって、この機構は、例えば、よくあるように需要を満たす十分な発電がない時に、電力網へ移送しなければならないという欠点がない。
【００１７】
図３に示されている代替実施形態では、低温産業（ガスを冷却するために、ターボ膨張機を定期的に使用している）からの技術を利用し、ターボ膨張機の出力を、水和物の蓄積を最小限にするように特別に設計された大型常温熱交換器に直接供給し、ガスの温度を周囲温度近くにまで上昇させる。その後、前記の電解槽および／またはヒートポンプからの廃熱を利用して、ガスを最終的に温めることができる。
【００１８】
これらの方法は、下記の大きな利点を有する。
・図２に示されている実施形態では、ガスが消費されないため、現在のジュール・トムソン弁と比べて、コストおよび二酸化炭素排出量が削減される。
・生成される水素は「環境に優しい」ため、その存在は、全ガス消費過程においてガス配管網から二酸化炭素を除去する働きをすることになる。これにより、本発明が二酸化炭素削減の誘因となることを主張することができる。
・外部の変電所と接続する必要がないため、建設可能な場所が増え、コストが抑えられる。
【００１９】
本発明のシステムは、ガスの温度を上昇させる加熱器／加熱装置を備える。適切な加熱器は、当業者に知られている。「加熱装置」という用語は、広義に解釈されるべきであり、ガスの温度を上昇させることができる任意の方法を意味する。例えば、加熱装置は、周囲の空気や水を使用してガスを加熱する熱交換器等、パイプライン内の天然ガスを加熱できるものであってもよい。
【００２０】
好ましい実施形態では、加熱装置は、一方を天然ガスが流れ、他方に加熱流体を含む熱交換器である。加熱流体は、天然ガスまたは他の燃料の燃焼により加熱されてもよい。加熱流体は、熱・電気複合利用システム（以下「ＣＨＰ」ともいう）により加熱されてもよい。加熱装置は、常温熱交換器であってもよい。加熱流体は、ヒートポンプにより加熱されてもよい。加熱流体は、電解槽からの廃熱により加熱されてもよい。熱は、電気加熱器により供給されてもよい。好ましくは、加熱流体は、ヒートポンプおよび電解槽からの廃熱により加熱されてもよい。
【００２１】
ヒートポンプが使用される場合、好ましくは、ヒートポンプは、可能な限り高出力温度で動作する。複数のヒートポンプ技術および媒体が想定される。好ましい実施形態は、８０〜９０℃の発熱が可能な遷移臨界ＣＯ２ヒートポンプである。加熱装置の他の実施形態は、未臨界アンモニアヒートポンプである。様々な熱源／加熱装置が想定され、限定はされないが、空気、大地、および水を含む。比較的設置面積が小さく資本支出コストがかからないため、水および空気が好ましい熱源である。
【００２２】
ガス膨張からエネルギーを抽出する装置は、当業者に知られている。本発明では、好ましくは、ガス膨張からエネルギーを抽出する装置は、タービン、またはスクリュー膨張機等の容積式装置である。より好ましくは、その装置は、タービン、例えばターボ膨張機である。その装置は、ガスが減圧時に膨張する際に、ガスから運動エネルギーを抽出する。好ましくは、この装置は、電気を作る、直流発電機または交流発電機のどちらかに機械的に接続される。好ましくは、出力は直流（ＤＣ）であり、その場合、この方法は、電解槽用の交流から直流への電力調整を省くことによりコストを削減できる。減圧ステーションでは、一日の中でおよび季節により、電流および電圧の変動があるため、発電機に接続される全ての機器が、経時変化する入力を受け取ることができなければならない。
【００２３】
発電機からの電気出力は、ヒートポンプおよび電解槽に電力を供給するために使用されてもよい。好ましい実施形態では、水素の生成を最大にしながら、ガスの予熱のために十分な熱を確実に供給するために、ターボ膨張機への入力圧力および出力圧力の変動に合わせて、電力が２つの装置に動的に分配されなければならない。
【００２４】
本発明のシステムは、水素を生成する電解槽、好ましくは水電解槽を使用する。当業者であれば、本発明のシステムに使用するのに適した電解槽を選択できる。水電解槽は長年製造されてきたが、近年になって、０〜１００％の電力範囲で損傷なく電解槽を繰り返し運転できるようになった。
【００２５】
電解槽は、プロトン交換膜（ＰＥＭ）電解槽、固体酸化物電解槽、または固体重合体もしくは液体電解質のどちらかをベースにするアルカリ系電解槽であってもよい。好ましくは、電解槽はＰＥＭ電解槽である。好ましくは、ＰＥＭは陰イオン性である。膜は、親水性架橋重合体であってもよい。ある実施形態では、膜は、全フッ素置換重合体である。
【００２６】
ＰＥＭ技術は、性能または耐久性を大きく損なうことなく、変動する電気入力に迅速に反応することができる。特に、参照により全体が本明細書に組み込まれるＷＯ０３／０２３８９０に記載されている種類の親水性イオンＰＥＭ膜が、本発明に使用される。それらの膜は、広い電流範囲に亘って動作することができ、好ましい範囲は０．１〜３Ａ／ｃｍ２であり、これはアルカリ水電解槽よりもはるかに高い。電流密度の増加により、設置面積とコストの両面で有益な、より小さい電解槽が求められることになる。
【００２７】
電気分解により生成された酸素は、放出されてもよいし、使用または貯蓄されてもよい。酸素は、付加機器の燃焼性能の向上に使用されてもよい。酸素は、パイプライン内のガスを加熱する燃焼反応に使用されてもよいし、および／または加熱装置内での使用のために加熱装置に運ばれてもよい。酸素は、燃焼前または加熱装置に運ばれる前に予熱されてもよい。
【００２８】
本発明で使用する電解槽は、１バールを超える圧力で水素を発生すべきである。電解槽から出力された水素は、圧縮機により加圧されてもよい。好ましくは、電解槽は、天然ガスパイプ内への直接噴射を、圧縮機を必要とすることなく可能にする圧力で、水素を発生すべきである。
【００２９】
水素貯蔵機構は、電解槽出力の緩衝を可能にする必要があってもよい。圧縮ガスおよび金属水素化物を含む複数の貯蔵技術が想定される。好ましい実施形態は、圧縮ガスである。
【００３０】
ガスは、エネルギー抽出装置に流入する前または後に加熱されてもよい。
【００３１】
ガスは、下記のいずれかにより加熱されてもよい。
ａ）ヒートポンプ
ｂ）電解槽からの廃熱
ｃ）ガス膨張からエネルギーを抽出するエネルギー抽出装置からの廃熱
ｄ）天然ガスの燃焼に由来するエネルギー
ｅ）熱併給火力発電所に由来するエネルギー、および／または
ｆ）上記の２つ以上の組み合わせ
【００３２】
イギリスでは、ガスパイプライン内での水素の混合および希釈について証明しなければならない。水素の混合および希釈は、天然ガスパイプラインへの注入前に、静止型混合機等の混合装置により達成されてもよい。あるいは、希釈は、ガスパイプライン内の乱流により達成されてもよい。水素は、ガス膨張からエネルギーを抽出する装置の前の高圧側から導入されてもよく、その場合、圧力低下により混合に必要な乱流が発生する。好ましくは、水素ガスは、ガス膨張からエネルギーを抽出する装置の後ろの低圧側から導入され、装置の下流の乱流により、２つのガスが混合される。法的要件を満たすために、減圧ステーションの下流および上流において測定が必要とされてもよい。測定は、限定はされないが、流速、圧力、ウォッベ指数、発熱量、および水素分の測定を含んでもよい。
【００３３】
水素ガスを天然ガス配管網に戻す代わりに、水素ガスは、ガスによってより大きな利益を生む可能性のある他の用途に流用されてもよい。例えば、水素ガスは、（燃料として）輸送目的で貯蔵されてもよいし、化学反応の反応物として使用されてもよい。化学反応としては、アンモニア生成、メタン生成、液体燃料合成、および／または酸素利用等が挙げられる。
図２および図３に示されている２つの好ましい実施形態について、下記により詳細に説明する。
【００３４】
（実施形態１）
この技術は、現在の静止型膨張弁（ジュール・トムソン）システムを、一体化されたガス予熱およびエネルギー回収システム、ならびにヒートポンプおよび水素電気分解機器の組み合わせに置き換えたものである。このシステムでは、天然ガスを予熱し、減圧中にエネルギーを抽出し、そのエネルギーをヒートポンプおよび電解槽に電力を供給するために使用することになる。電解槽およびヒートポンプからの熱により、予熱のためのエネルギーが供給され、電解槽は低炭素水素ガスを発生することになる。このガスは、すぐにガス配管網に注入され、ガスの二酸化炭素排出量を低減することができる。本発明のシステムの概略図が、「提案システム」として図２に示されている。
【００３５】
（実施形態２）
この技術は、現在の静止型膨張弁（ジュール・トムソン）システムを、エネルギー回収システム、極低温熱交換器、ならびにヒートポンプおよび水素電気分解機器の組み合わせに置き換えたものである。
【００３６】
システムは、減圧中にエネルギーを抽出し、その後、そのエネルギーを、ヒートポンプ（加熱装置）および電解槽に電力を供給するために使用する。その後、極低温に冷却された天然ガスは、熱交換器に流入し、周囲空気により温められることになる。電解槽およびヒートポンプからの熱は、ガスシステムでガスを使用するために必要な任意の付加的エネルギーを供給することになる。電解槽は、「環境に優しい」水素ガスを発生することになる。このガスは、すぐにガス配管網に注入され、ガスの二酸化炭素排出量を低減することができる。本発明のシステムの概略図が、「提案システム」として図３に示されている。
【００３７】
膨張後、ガスは常温熱交換器に流入する。常温熱交換器は、極低温ガス用に特別に設計されてもよく、空気からの熱を伝達する。典型的には、システムに蓄積する氷を除氷するために循環する２つの並行システムを備えることになる。これが、熱の大半を供給することになる。例えば、寒い日等に、さらなる加熱が必要になる場合があるかもしれない。好ましくは、さらなる加熱は、空気、大地、水、ヒートポンプ、電気による加熱、またはＣＨＰプラントもしくは従来の燃焼過程からの廃熱等の様々な熱源により供給されることになる。より好ましくは、ヒートポンプを用いて空気または流水により加熱される。
【００３８】
発電機からの電気出力は、電解槽に電力を供給するために使用されるべきである。好ましくは、電解槽からの廃熱は、熱交換器を介して天然ガスに付加的な加熱を提供するために使用される。この加熱が不十分な場合、さらにヒートポンプに、発電機から電力を供給してもよく、その出力は、熱交換器を介して天然ガスをさらに温めるために使用される。好ましい実施形態では、水素の生成を最大にしながら、ガスに十分な熱を確実に供給するために、ターボ膨張機への入力圧力および出力圧力の変動に合わせて、発電機からの電力が２つの装置に動的に分配されることが好ましい。
【００３９】
水素貯蔵機構は、電解槽出力の緩衝を可能にする必要があってもよい。圧縮ガスおよび金属水素化物を含む複数の貯蔵技術が想定される。好ましい実施形態は、圧縮ガスである。
【００４０】
本発明のさらなる態様では、水素および酸素を生成する電解槽は、天然ガスパイプラインへの装着に適しており、パイプライン内の天然ガスの膨張から得られるエネルギーにより電力を供給されるようになっている。
【実施例】
【００４１】
下記の実施例により、本発明について説明する。
【００４２】
［実施例１］
本実施例は、天然ガスを運ぶ中型減圧ステーションである。ガス量は毎時１５，８４０ｍ３であり、入口温度は１０℃である。入口絶対圧力は７０バールであり、出口絶対圧力は３０バールである。
【００４３】
ジュール・トムソン技術を使用した典型的な現在のシステムでは、ガスは、３４℃で減圧弁に到達するように、加熱され２４℃温度を上昇させられる。減圧弁は、２４℃温度を低下させ、ガスは１０℃で弁から流出する。ガスを２４℃上昇させるために必要な熱量は、１６０ｋＷである。熱交換器および燃焼器の非能率（ロス）を考慮に入れると、この温度上昇には１９７ｋＷ（化学エネルギー）のメタンを必要とする。１ｋＷ時あたり０．０２ポンドの卸売り価格であるとすると、年間で３５，０００ポンドの運転費がかかることになり、３４２トンのＣＯ２を排出することになる。
【００４４】
このシステムを、（同じ流速、ならびに入力圧力および出力圧力で）本発明のシステムと置き換える。典型的なイギリスのガス組成で、３０バールの出力圧力では、我々のモデルから、水和物は８．８℃で形成し始める可能性があることが分かる。よって、安全のため、出力温度は、このレベルより５℃上に保たれなければならないため、ガスの出力温度は１３．８℃である。
【００４５】
流入ガスは、予熱され６９．２℃温度を上昇させられ、７９．２℃のターボ膨張機の入口温度になる。これには、４６１ｋＷの熱をガスに加える必要があり、熱交換器の非能率（ロス）により、５１２ｋＷの熱入力が必要になる。
【００４６】
その後、ガスは２６２ｋＷのエネルギーが電気として抽出されるターボ膨張機に流入する。その後、ガスは、１３．８℃まで再冷却される。
【００４７】
遷移臨界ＣＯ２空気源ヒートポンプ（ＡＳＨＰ）は、２６２ｋＷの熱を消費し、４８５ｋＷの熱を生み出す。電解槽は、７０％の効率だとすれば、８９ｋＷの熱を消費し、２７ｋＷの熱を生み出す（合計発生熱量＝５１２ｋＷ）。
【００４８】
電解槽は、一日に１９５Ｎｍ３のＯ２を発生し、一日に３９０Ｎｍ３のＨ２を発生する。この水素量は、ガス流の０．１％に相当し、イギリスのガスネットワークにおける水素濃度の法定限度に相当する。
【００４９】
このシステムは、年間１０６，０００ポンドの再生可能熱奨励金（ＲＨＩ）関連の支払い、および年間９６，０００ポンドの再生可能エネルギー使用義務制度（ＲＯＣ）関連の支払いを捻出し、１０，０００ポンドの水素の販売益を出すので、合計２１４，０００ポンドの収入が得られる。これを、従来のジュール・トムソン技術の使用に関する年間３５，０００ポンドの損失と比較すると、年間２４８，０００ポンドの節約になることが分かる（金額は２０１３年９月に算出。）。炭素ゼロのＨ２をガスパイプに注入し、天然ガスを希釈することにより、年間１０８トンの炭素が削減される。よって、現在のジュール・トムソン技術と比較して、年間４５０トンの炭素が削減される。
【図１】
0006622696.tif 000002
【図２】
0006622696.tif 000003
【図３】
0006622696.tif 000004