(57)【要約】【課題】二酸化炭素を環境に排出することなく消費することができるトータルチェーンシステムとする。【解決手段】炭化水素系燃料が消費されて二酸化炭素が回収されるＣＯ２　発生源１と、二酸化炭素に水素を合成することで炭化水素系燃料を合成する合成施設２と、ＣＯ２　発生源１で回収された二酸化炭素を合成施設２側に輸送する二酸化炭素輸送設備と、合成施設２で合成された炭化水素系燃料をＣＯ２　発生源１に輸送する燃料輸送設備とからなり、ＣＯ２　発生源１から合成施設２への間を二酸化炭素輸送設備で連結し、合成施設２からＣＯ２　発生源１への間を燃料輸送設備で連結し、二酸化炭素を環境に排出することなく消費することができるトータルチェーンシステムとする。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭化水素系燃料が消費されて二酸化炭素が回収される燃料消費施設と、二酸化炭素に水素を合成することで炭化水素系燃料を合成する炭化水素系燃料合成施設と、燃料消費施設で回収された二酸化炭素を炭化水素系燃料合成施設側に輸送する二酸化炭素輸送設備と、炭化水素系燃料合成施設側で合成された炭化水素系燃料を燃料消費施設側に輸送する燃料輸送設備とからなり、
燃料消費施設から炭化水素系燃料合成施設側への間が二酸化炭素輸送設備で連結され、炭化水素系燃料合成施設側から燃料消費施設側への間が燃料輸送設備で連結されている
ことを特徴とするトータルチェーンシステム。
【請求項２】
請求項１において、
燃料消費施設側及び炭化水素系燃料合成施設側及び二酸化炭素輸送設備及び燃料輸送設備が３以上の複数存在することを特徴とするトータルチェーンシステム。
【請求項３】
請求項１もしくは請求項２において、
燃料消費施設側は、燃料の受入れを行なう設備及び燃料の貯蔵を行なう設備を含むことを特徴とするトータルチェーンシステム。
【請求項４】
請求項１もしくは請求項２において、
炭化水素系燃料合成施設側は、二酸化炭素の受入れを行なう設備及び二酸化炭素の貯蔵を行なう設備を含むことを特徴とするトータルチェーンシステム。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一項において、
燃料消費施設は、
圧縮機及び燃焼器及びタービンを備えたガスタービンであり、
タービンの排気側には二酸化炭素回収手段が設けられ、
燃焼器に燃料が投入されると共にタービンの排気は熱回収されて二酸化炭素回収手段で二酸化炭素が回収されることを特徴とするトータルチェーンシステム。
【請求項６】
請求項１乃至請求項４のいずれか一項において、
燃料消費施設は、
圧縮機及び燃焼器及びタービンを備えたガスタービンであり、
タービンの排気が熱回収された後に圧縮機に導入され、
燃焼器に燃料が投入されると共にタービンの排気から投入された燃料に見合って二酸化炭素が回収されることを特徴とするトータルチェーンシステム。
【請求項７】
請求項５もしくは請求項６において、
タービンの排気は排熱回収ボイラで熱回収され、
排熱回収ボイラで発生した蒸気により作動する蒸気タービンを備えたことを特徴とするトータルチェーンシステム。
【請求項８】
請求項５もしくは請求項６において、
空気液化設備を備え、
空気液化設備で生成された液体窒素がタービンの作動流体として使用されることを特徴とするトータルチェーンシステム。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８のいずれか一項において、
炭化水素系燃料合成施設は、
電気分解装置で得られた水素により二酸化炭素を炭化水素系燃料に合成する施設であることを特徴とするトータルチェーンシステム。
【請求項１０】
請求項９において、
電気分解装置で得られた酸素を燃料消費施設側に輸送する酸素輸送設備を備えたことを特徴とするトータルチェーンシステム。
【請求項１１】
請求項１乃至請求項１０のいずれか一項において、
炭化水素系燃料は、メタノールであることを特徴とするトータルチェーンシステム。
【請求項１２】
請求項１乃至請求項１０のいずれか一項において、
炭化水素系燃料は、ジメチルエーテルであることを特徴とするトータルチェーンシステム。
【請求項１３】
二酸化炭素を原料として得られた炭化水素系燃料により仕事を行なうことで二酸化炭素が発生することを特徴とする燃料消費施設。
【請求項１４】
請求項１３において、
二酸化炭素を原料として得られた炭化水素系燃料が燃料輸送設備により輸送されて供給されることを特徴とする燃料消費施設。
【請求項１５】
請求項１４において、
燃料輸送設備で輸送される炭化水素系燃料は、炭化水素系燃料合成施設から運ばれることを特徴とする燃料消費施設。
【請求項１６】
請求項１３乃至請求項１５のいずれか一項において、
発生した二酸化炭素を二酸化炭素輸送設備で輸送することを特徴とする燃料消費施設。
【請求項１７】
請求項１６において、
二酸化炭素輸送設備で輸送される二酸化炭素は炭化水素系燃料合成施設側に送られることを特徴とする燃料消費施設。
【請求項１８】
請求項１３乃至請求項１７のいずれか一項において、
燃料消費施設は、
圧縮機及び燃焼器及びタービンを備えたガスタービンであり、
タービンの排気側には二酸化炭素回収手段が設けられ、
燃焼器に燃料が投入されると共にタービンの排気は熱回収されて二酸化炭素回収手段で二酸化炭素が回収されることを特徴とする燃料消費施設。
【請求項１９】
請求項１３乃至請求項１７のいずれか一項において、
燃料消費施設は、
圧縮機及び燃焼器及びタービンを備えたガスタービンであり、
タービンの排気が熱回収された後に圧縮機に導入され、
燃焼器に燃料が投入されると共にタービンの排気から投入された燃料に見合って二酸化炭素が回収されることを特徴とする燃料消費施設。
【請求項２０】
請求項１３乃至請求項１９のいずれか一項において、
炭化水素系燃料は、メタノールであることを特徴とする燃料消費施設。
【請求項２１】
請求項１３乃至請求項１９のいずれか一項において、
炭化水素系燃料は、ジメチルエーテルであることを特徴とする燃料消費施設。
【請求項２２】
燃料消費施設側から発生した二酸化炭素に水素を合成することで炭化水素系燃料を合成することを特徴とする炭化水素系燃料合成施設。
【請求項２３】
請求項２２において、
二酸化炭素が二酸化炭素輸送設備により輸送されて供給されることを特徴とする炭化水素系燃料合成施設。
【請求項２４】
請求項２２もしくは請求項２３において、
合成された炭化水素系燃料を炭化水素系燃料輸送設備で輸送することを特徴とする炭化水素系燃料合成施設。
【請求項２５】
請求項２４において、
炭化水素系燃料輸送設備で輸送される炭化水素系燃料は、燃料消費施設側に送られることを特徴とする炭化水素系燃料合成施設。
【請求項２６】
請求項２２乃至請求項２５のいずれか一項において、
炭化水素系燃料は、メタノールであることを特徴とする燃料消費施設。
【請求項２７】
請求項１２乃至請求項２５のいずれか一項において、
炭化水素系燃料は、ジメチルエーテルであることを特徴とする燃料消費施設。
【請求項２８】
燃料消費施設で回収された二酸化炭素を輸送することを特徴とする二酸化炭素輸送設備。
【請求項２９】
炭化水素系燃料合成施設側に二酸化炭素を輸送することを特徴とする二酸化炭素輸送設備。
【請求項３０】
燃料消費施設で回収された二酸化炭素を炭化水素系燃料合成施設側に輸送することを特徴とする二酸化炭素輸送設備。
【請求項３１】
請求項２８もしくは請求項３０において、
燃料消費施設は、
圧縮機及び燃焼器及びタービンを備えたガスタービンであり、
タービンの排気側には二酸化炭素回収手段が設けられ、
燃焼器に燃料が投入されると共にタービンの排気は熱回収されて二酸化炭素回収手段で二酸化炭素が回収されることを特徴とする二酸化炭素輸送設備。
【請求項３２】
請求項２８もしくは請求項３０において、
燃料消費施設は、
圧縮機及び燃焼器及びタービンを備えたガスタービンであり、
タービンの排気が熱回収された後に圧縮機に導入され、
燃焼器に燃料が投入されると共にタービンの排気から投入された燃料に見合って二酸化炭素が回収されることを特徴とする二酸化炭素輸送設備。
【請求項３３】
請求項２９において、
炭化水素系燃料合成施設側で合成される燃料は、メタノールであることを特徴とする二酸化炭素輸送設備。
【請求項３４】
請求項２９において、
炭化水素系燃料合成施設側で合成される燃料は、ジメチルエーテルであることを特徴とする二酸化炭素輸送設備。
【請求項３５】
炭化水素系燃料合成施設で合成された炭化水素系燃料を輸送することを特徴とする炭化水素系燃料輸送設備。
【請求項３６】
燃料消費施設側に炭化水素系燃料を輸送することを特徴とする炭化水素系燃料輸送設備。
【請求項３７】
炭化水素系燃料合成施設で合成された炭化水素系燃料を燃料消費施設側に輸送することを特徴とする炭化水素系燃料輸送設備。
【請求項３８】
請求項３５乃至請求項３７のいずれか一項において、
炭化水素系燃料は、メタノールであることを特徴とする炭化水素系燃料輸送設備。
【請求項３９】
請求項３５乃至請求項３７のいずれか一項において、
炭化水素系燃料は、ジメチルエーテルであることを特徴とする炭化水素系燃料輸送設備。
【請求項４０】
請求項３６もしくは請求項３７において、
燃料消費施設は、
圧縮機及び燃焼器及びタービンを備えたガスタービンであり、
タービンの排気側には二酸化炭素回収手段が設けられ、
燃焼器に燃料が投入されると共にタービンの排気は熱回収されて二酸化炭素回収手段で二酸化炭素が回収されることを特徴とする炭化水素系燃料輸送設備。
【請求項４１】
請求項３６もしくは請求項３７において、
燃料消費施設は、
圧縮機及び燃焼器及びタービンを備えたガスタービンであり、
タービンの排気が熱回収された後に圧縮機に導入され、
燃焼器に燃料が投入されると共にタービンの排気から投入された燃料に見合って二酸化炭素が回収されることを特徴とする炭化水素系燃料輸送設備。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、二酸化炭素を環境に排出することなく消費することができるトータルチェーンシステムに関する。
【０００２】
また、本発明は、二酸化炭素を環境に排出することなく消費することができるトータルチェーンシステムを構築するための燃料消費施設、炭化水素系燃料合成施設、二酸化炭素輸送設備及び燃料輸送設備に関する。
【０００３】
【従来の技術】
エネルギー資源の有効利用と経済性の観点から、発電設備（発電プラント）では様々な高効率化が図られている。燃料を燃焼させるガスタービンを備えた発電プラントにおいては、水素を酸素と共に燃焼させてタービンを作動させるものが知られている。一方、メタノールやジメチルエーテル等の炭化水素系燃料を合成する設備では、二酸化炭素を原料として炭化水素系燃料を合成している。発電プラント側では水素が消費されて二酸化酸素が発生し、炭化水素系燃料を合成する設備では二酸化炭素に水素が添加されるようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
近年、温暖化防止等の地球環境の点から、環境への二酸化炭素の放出が問題になってきている。そして、発電プラントの分野においても、排気ガス中の二酸化炭素を環境に排出しない様々な技術が実現されている。二酸化炭素の環境への放出を抑制する技術については、各技術分野を越えてトータルで効率よく解決する手段を開発する余地は十分に存在するのが現状である。
【０００５】
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、二酸化炭素を環境に排出することなく消費することができるトータルチェーンシステムを提供することを目的とする。
【０００６】
また、本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、二酸化炭素を環境に排出することなく消費することができるトータルチェーンシステムを構築することができる燃料消費施設、炭化水素系燃料合成施設、二酸化炭素輸送設備及び燃料輸送設備を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明のトータルチェーンシステムは、炭化水素系燃料が消費されて二酸化炭素が回収される燃料消費施設と、二酸化炭素に水素を合成することで炭化水素系燃料を合成する炭化水素系燃料合成施設と、燃料消費施設で回収された二酸化炭素を炭化水素系燃料合成施設側に輸送する二酸化炭素輸送設備と、炭化水素系燃料合成施設側で合成された炭化水素系燃料を燃料消費施設側に輸送する燃料輸送設備とからなり、燃料消費部施設から炭化水素系燃料合成施設側への間が二酸化炭素輸送設備で連結され、炭化水素系燃料合成施設側から燃料消費施設側への間が燃料輸送設備で連結されていることを特徴とする。
【０００８】
そして、燃料消費施設側及び炭化水素系燃料合成施設側及び二酸化炭素輸送設備及び燃料輸送設備が３以上の複数存在することを特徴とする。
【０００９】
また、燃料消費施設側は、燃料の受入れを行なう設備及び燃料の貯蔵を行なう設備を含むことを特徴とする。
【００１０】
また、炭化水素系燃料合成施設側は、二酸化炭素の受入れを行なう設備及び二酸化炭素の貯蔵を行なう設備を含むことを特徴とする。
【００１１】
また、圧縮機及び燃焼器及びタービンを備えたガスタービンであり、タービンの排気側には二酸化炭素回収手段が設けられ、燃焼器に燃料が投入されると共にタービンの排気は熱回収されて二酸化炭素回収手段で二酸化炭素が回収されることを特徴とする。
【００１２】
また、燃料消費施設は、圧縮機及び燃焼器及びタービンを備えたガスタービンであり、タービンの排気が熱回収された後に圧縮機に導入され、燃焼器に燃料が投入されると共にタービンの排気から投入された燃料に見合って二酸化炭素が回収されることを特徴とする。
【００１３】
また、タービンの排気は排熱回収ボイラで熱回収され、排熱回収ボイラで発生した蒸気により作動する蒸気タービンを備えたことを特徴とする。
【００１４】
また、空気液化設備を備え、空気液化設備で生成された液体窒素がタービンの作動流体として使用されることを特徴とする。
【００１５】
また、炭化水素系燃料合成施設は、電気分解装置で得られた水素により二酸化炭素を炭化水素系燃料に合成する施設であることを特徴とする。
【００１６】
また、電気分解装置で得られた酸素を燃料消費施設側に輸送する酸素輸送設備を備えたことを特徴とする。
【００１７】
また、炭化水素系燃料は、メタノールであることを特徴とする。
【００１８】
また、炭化水素系燃料は、ジメチルエーテルであることを特徴とする。
【００１９】
上記目的を達成するための本発明の燃料消費施設は、二酸化炭素を原料として得られた炭化水素系燃料により仕事を行なうことで二酸化炭素が発生することを特徴とする。
【００２０】
そして、二酸化炭素を原料として得られた炭化水素系燃料が燃料輸送設備により輸送されて供給されることを特徴とする。
【００２１】
また、燃料輸送設備で輸送される炭化水素系燃料は、炭化水素系燃料合成施設から運ばれることを特徴とする。
【００２２】
また、発生した二酸化炭素を二酸化炭素輸送設備で輸送することを特徴とする。
【００２３】
また、二酸化炭素輸送設備で輸送される二酸化炭素は炭化水素系燃料合成施設側に送られることを特徴とする。
【００２４】
また、燃料消費施設は、圧縮機及び燃焼器及びタービンを備えたガスタービンであり、タービンの排気側には二酸化炭素回収手段が設けられ、燃焼器に燃料が投入されると共にタービンの排気は熱回収されて二酸化炭素回収手段で二酸化炭素が回収されることを特徴とする。
【００２５】
また、燃料消費施設は、圧縮機及び燃焼器及びタービンを備えたガスタービンであり、タービンの排気が熱回収された後に圧縮機に導入され、燃焼器に燃料が投入されると共にタービンの排気から投入された燃料に見合って二酸化炭素が回収されることを特徴とする。
【００２６】
また、炭化水素系燃料は、メタノールであることを特徴とする。
【００２７】
また、炭化水素系燃料は、ジメチルエーテルであることを特徴とする。
【００２８】
上記目的を達成するための本発明の炭化水素系燃料合成施設は、燃料消費施設側から発生した二酸化炭素に水素を合成することで炭化水素系燃料を合成することを特徴とする。
【００２９】
そして、二酸化炭素が二酸化炭素輸送設備により輸送されて供給されることを特徴とする。
【００３０】
また、合成された炭化水素系燃料を炭化水素系燃料輸送設備で輸送することを特徴とする。
【００３１】
また、炭化水素系燃料輸送設備で輸送される炭化水素系燃料は、燃料消費施設側に送られることを特徴とする。
【００３２】
また、炭化水素系燃料は、メタノールであることを特徴とする。
【００３３】
また、炭化水素系燃料は、ジメチルエーテルであることを特徴とする。
【００３４】
上記目的を達成するための本発明の二酸化炭素輸送設備は、燃料消費施設で回収された二酸化炭素を輸送することを特徴とする。
【００３５】
上記目的を達成するための本発明の二酸化炭素輸送設備は、炭化水素系燃料合成施設側に二酸化炭素を輸送することを特徴とする。
【００３６】
上記目的を達成するための本発明の二酸化炭素輸送設備は、燃料消費施設で回収された二酸化炭素を炭化水素系燃料合成施設側に輸送することを特徴とする。
【００３７】
そして、燃料消費施設は、圧縮機及び燃焼器及びタービンを備えたガスタービンであり、タービンの排気側には二酸化炭素回収手段が設けられ、燃焼器に燃料が投入されると共にタービンの排気は熱回収されて二酸化炭素回収手段で二酸化炭素が回収されることを特徴とする。
【００３８】
また、燃料消費施設は、圧縮機及び燃焼器及びタービンを備えたガスタービンであり、タービンの排気が熱回収された後に圧縮機に導入され、燃焼器に燃料が投入されると共にタービンの排気から投入された燃料に見合って二酸化炭素が回収されることを特徴とする。
【００３９】
また、炭化水素系燃料合成施設側で合成される燃料は、メタノールであることを特徴とする。
【００４０】
また、炭化水素系燃料合成施設側で合成される燃料は、ジメチルエーテルであることを特徴とする。
【００４１】
上記目的を達成するための本発明の炭化水素系燃料輸送設備は、炭化水素系燃料合成施設で合成された炭化水素系燃料を輸送することを特徴とする。
【００４２】
上記目的を達成するための本発明の炭化水素系燃料輸送設備は、燃料消費施設側に炭化水素系燃料を輸送することを特徴とする。
【００４３】
上記目的を達成するための本発明の炭化水素系燃料輸送設備は、炭化水素系燃料合成施設で合成された炭化水素系燃料を燃料消費施設側に輸送することを特徴とする。
【００４４】
そして、炭化水素系燃料は、メタノールであることを特徴とする。
【００４５】
また、炭化水素系燃料は、ジメチルエーテルであることを特徴とする。
【００４６】
また、燃料消費施設は、圧縮機及び燃焼器及びタービンを備えたガスタービンであり、タービンの排気側には二酸化炭素回収手段が設けられ、燃焼器に燃料が投入されると共にタービンの排気は熱回収されて二酸化炭素回収手段で二酸化炭素が回収されることを特徴とする。
【００４７】
また、燃料消費施設は、圧縮機及び燃焼器及びタービンを備えたガスタービンであり、タービンの排気が熱回収された後に圧縮機に導入され、燃焼器に燃料が投入されると共にタービンの排気から投入された燃料に見合って二酸化炭素が回収されることを特徴とする。
【００４８】
【発明の実施の形態】
図１には本発明の一実施形態例に係るトータルチェーンシステムの全体概略構成を示してある。
【００４９】
本願発明のトータルチェーンシステムは、燃料（炭化水素系燃料：メタノール、ジメチルエーテル）が消費されて二酸化炭素（ＣＯ２　）が回収される燃料消費施設としての発電所等のＣＯ２　発生源１と、ＣＯ２　に水素Ｈ２　を反応（合成）させててＭｅＯＨ（メタノール：ＣＨ３　ＯＨ）に変換したり、ＭｅＯＨからＤＭＥ（ジメチルエーテル：ＣＨ３　ＯＣＨ３　）を合成する炭化水素系燃料合成施設としての合成施設２とを備えている。合成施設２には、電気分解施設３で水の電気分解を行なって得られた水素Ｈ２　が供給される。電気分解施設３で得られた酸素Ｏ２　は液体酸素施設４に貯蔵される。
【００５０】
ＣＯ２　発生源１には回収されたＣＯ２　を液体ＣＯ２　（Ｌ−ＣＯ２　）とする燃料消費施設側としての液化炭酸施設５が併設されている。また、ＣＯ２　発生源１にはＭｅＯＨやＤＭＥを受け入れる燃料受入施設６及び液体酸素を受け入れる液体酸素受入施設７が併設されている。一方、合成施設２にはＬ−ＣＯ２　を原料のＣＯ２　を得る炭化水素系燃料合成施設側としてのＣＯ２　原料施設８が併設されている。
【００５１】
液化炭酸施設５からのＬ−ＣＯ２　は、二酸化炭素輸送設備としての、例えば、Ｌ−ＣＯ２　輸送船９でＣＯ２　原料施設８に輸送される。合成施設２からのＭｅＯＨやＤＭＥは燃料輸送設備としての、例えば、輸送船１０で燃料受入施設６に輸送される。二酸化炭素輸送設備及び燃料輸送設備としては、Ｌ−ＣＯ２　輸送船９や輸送船１０の他にパイプライン等が考えられる。ＭｅＯＨを輸送する場合の輸送船１０は、例えば、油タンカーが用いられ、ＤＭＥを輸送する場合の輸送船１０は、例えば、冷凍タンカー（−４０度）が用いられる。液体酸素施設４からの液体酸素（Ｌ−Ｏ２　）はＬ−Ｏ２　輸送船１１で液体酸素受入施設７に輸送される。また、液体酸素受入施設７には空気液化施設１２からのＬ−Ｏ２　も受入れ可能である。
【００５２】
尚、二酸化炭素輸送設備や燃料輸送設備は、車や液体パイプラインやガスパイプライン等、輸送船以外であっても適用可能である。また、Ｌ−Ｏ２　輸送船１１としても車や液体パイプラインやガスパイプライン等が適用可能である。
【００５３】
ＣＯ２　発生源１、液化炭酸施設５、燃料受入施設６、液体酸素受入施設７及び空気液化施設１２が燃料消費地１５に設置され、合成施設２、電気分解施設３、液体酸素施設４及びＣＯ２　原料施設８が燃料供給地１６に設置される。尚、燃料消費地１５では空気液化施設１２からもＬ−Ｏ２　を供給することができるので、液体酸素施設４からのＬ−Ｏ２　輸送船１１による液体酸素受入施設７へのＬ−Ｏ２　の輸送は、本発明では必ずしも構成しなくてもよい。また、燃料消費地１５及び燃料供給地１６を複数存在させ、それぞれの間に輸送設備を設けてトータルチェーンシステムを構築することも可能である。
【００５４】
上述したトータルチェーンシステムは、燃料消費地１５で発電等における燃焼によりＨ２　ＯとＣＯ２　が発生し、発生したＣＯ２　は燃料供給地１６に輸送される。燃料供給地１６では輸送されたＣＯ２　に水素Ｈ２　が添加され、（ＣＯ２　＋Ｈ２　）を含有する炭化水素系燃料として燃料消費地１５に輸送される。つまり、燃料消費量とＣＯ２　量の関係が保存される。つまり、水素Ｈ２　の搬送媒体として炭化水素系燃料が用いられ、ＣＯ２　は循環して環境には全く排出されない。
【００５５】
上述したトータルチェーンシステムでは、発電所等のＣＯ２　発生源１で発生したＣＯ２　が液化炭酸施設５でＬ−ＣＯ２　とされ、Ｌ−ＣＯ２　はＬ−ＣＯ２　輸送船９でＣＯ２　原料施設８に輸送される。ＣＯ２　原料施設８のＣＯ２　は合成施設２で電気分解施設３で得られたＨ２　を反応（合成）させててＭｅＯＨに変換し、さらにはそのＭｅＯＨからＤＭＥを合成する。合成施設２からのＭｅＯＨもしくはＤＭＥは輸送船１０で燃料受入施設６に輸送される。そして、ＣＯ２　発生源１では燃料受入施設６に受け入れられたＭｅＯＨもしくはＤＭＥが燃料として消費されてＣＯ２　が発生する。
【００５６】
また、電気分解施設３で得られたＯ２　が液体酸素施設４からＬ−Ｏ２　輸送船１１で液体酸素受入施設７に輸送され、液体酸素受入施設７には空気液化施設１２からのＬ−Ｏ２　も受け入れられる。液体酸素受入施設７のＬ−Ｏ２　（Ｏ２　）はＣＯ２　発生源１で燃焼等で消費される。
【００５７】
従って、燃料を消費するＣＯ２　発生源１（発電所等）においてＣＯ２　を回収し、それを原料としてＭｅＯＨやＤＭＥの燃料に変換される。トータルチェーンシステムでは、ＣＯ２　の総量は変わらず燃料系内で循環するのみであり、例えば、大型火力発電所等においてＣＯ２　を多量に発生しても、地球環境への影響は全くない。本質的には、燃料消費量とＣＯ２　量の関係が保存されているため、トータルチェーンシステムは、Ｈ２　の搬送媒体としてＣＯ２　（ＣＯ２　とＨ２　を原料とする化学品）を用いる技術とみることもできる。
【００５８】
【実施例】
以下、図２乃至図４に基づいて図１に示したトータルチェーンシステムにおけるＣＯ２　発生源１の具体的な実施例を説明する。図２には第１実施例に係るＣＯ２　発生源１の系統、図３には第２実施例に係るＣＯ２　発生源１の系統、図４には第３実施例に係るＣＯ２　発生源１の系統を示してある。
【００５９】
図２に基づいてＣＯ２　発生源１の第１実施例を説明する。
【００６０】
図に示すように、圧縮機２１、燃焼器２２、タービン２３及び発電機２４を備えたガスタービン２５が備えられ、タービン２３の排気ガスが第１排熱回収ボイラ２６で熱回収される。タービン２３の排気ガスは第１排熱回収ボイラ２６で熱回収された後再び圧縮機２１に送られる。
【００６１】
第１排熱回収ボイラ２６の下流側では、燃焼器２２に投入される燃料に見合った量のＨ２　Ｏ及び（ＣＯ２　＋Ｈ２　Ｏ）が排出され、分離されたＣＯ２　が液化炭酸施設５に回収される。
【００６２】
第１排熱回収ボイラ２６で発生した蒸気は第２排熱回収ボイラ２８から蒸気とともに第２燃焼器２０で昇温されて第１蒸気タービン２７に送られ、第１蒸気タービン２７の排気蒸気は第２排熱回収ボイラ２８で熱回収されて第２蒸気タービン２９に送られる。第１蒸気タービン２７及び第２蒸気タービン２９にはそれぞれ発電機３１，３２が設けられ、第１蒸気タービン２７及び第２蒸気タービン２９の作動により発電機３１，３２で発電が行なわれる。
【００６３】
第２排熱回収ボイラ２８で熱回収された排気蒸気は復水器３３で復水され、復水器３３からの復水は給水ポンプ３４により第１排熱回収ボイラ２６及び第２排熱回収ボイラ２８に給水される。第２排熱回収ボイラ２８で熱回収され減温した蒸気は第２蒸気タービン２９に送られる。
【００６４】
復水器３３では、第２燃焼器２０に投入される燃料とＯ２　に見合った量のＨ２　Ｏ及びＣＯ２　が排出され、ＣＯ２　は液化炭酸施設５に回収される。
【００６５】
燃料受入施設６からの燃料（ＭｅＯＨもしくはＤＭＥ）ｆはガスタービン２５の燃焼器２２及び第１蒸気タービン２７の第２燃焼器２０に供給される。また、液体酸素受入施設７からのＬ−Ｏ２　（Ｏ２　）はガスタービン２５の燃焼器２２及び第１蒸気タービン２７の第２燃焼器２０に供給される。
【００６６】
空気液化施設１２からの液体窒素（Ｌ−Ｎ２　）はＮ２　作動の深冷タービン発電設備３６に送られ、深冷タービン発電設備３６には燃料受入施設６からの燃料（ＭｅＯＨもしくはＤＭＥ）ｆ及び液体酸素受入施設７からのＬ−Ｏ２　（Ｏ２　）あるいは必要に応じて天然ガスその他の燃料が送られる。
【００６７】
図２に示した第１実施例に係るＣＯ２　発生源１には、燃焼蒸気タービンが備えられ、燃料（ＭｅＯＨもしくはＤＭＥ、天然ガス等）を消費する発電所においては純Ｏ２　を用いる閉サイクル発電が採用されている。閉サイクル発電では、ＣＯ２　を１００％回収、つまり、環境へのＣＯ２　の放出はゼロとできる。
【００６８】
また、純Ｏ２　を空気液化施設１２で供給する場合、副生するＬ−Ｎ２　をＮ２　作動の深冷タービン発電設備３６での発電に利用し尽くして、ガス市場への出荷をせず、市場の圧迫を回避することができる。深冷タービン発電設備３６は純Ｏ２　を使用するが、燃料はＭｅＯＨもしくはＤＭＥ、天然ガス等に限らず自由である。
【００６９】
そして、回収されるＣＯ２　とバランスするＭｅＯＨもしくはＤＭＥを消費するため、環境へのＣＯ２　の排出はない。
【００７０】
図３に基づいてＣＯ２　発生源１の第２実施例を説明する。
【００７１】
図に示すように、空気を送り出す圧縮機４１、燃焼器４２、タービン４３及び発電機４４を備えたガスタービン４５が備えられ、タービン４３の作動により発電機４４で電力が取り出される。タービン４３の排気ガスが排熱回収ボイラ４６で熱回収される。タービン４３の排気ガスは排熱回収ボイラ４６で熱回収された後ＣＯ２　回収設備４７でＣＯ２　が回収され、図示しない液化炭酸施設から合成施設２に送られる。ＣＯ２　の除去された排気は煙突４８から大気に放出される。排熱回収ボイラ４６で発生した蒸気は蒸気プラント４９で動力回収され、動力回収された蒸気は復水されて排熱回収ボイラ４６に給水される。
【００７２】
図３に示した第２実施例に係るＣＯ２　発生源１は、開サイクル発電（空気中のＯ２　を用いるので純Ｏ２　は不要）のため、排気ガス中のＣＯ２　をＣＯ２　回収設備４７により回収している。合成施設２には水素供給施設（電気分解施設３や化学プロセス）からのＨ２　が送られ、水素供給施設からのＨ２　と回収したＣＯ２　でＭｅＯＨもしくはＤＭＥ他の合成を行なう。回収されたＣＯ２　とバランスしたＭｅＯＨもしくはＤＭＥを消費するとき、ＣＯ２　を環境に放出することもなく、また、生成するＭｅＯＨもしくはＤＭＥを原料市場に出荷して市場規模を圧迫することもない。
【００７３】
また、開サイクル発電でのＣＯ２　の回収は必ずしも１００％回収とはならないが、一部回収であっても環境への放出が削減でき、環境保全に有効である。燃料系内の循環量バランスはＣＯ２　回収設備４７で回収されたＣＯ２　で成立するため、放出されるＣＯ２　に見合う量についてはその他の燃料（天然ガス他）を投入する。つまり、燃焼器４２でＭｅＯＨもしくはＤＭＥとその他の燃料との混合燃焼が行なわれる。その他の燃料をＭｅＯＨもしくはＤＭＥと同種とするときは、燃焼器４２での混合燃焼をする必要はないが、燃料受入施設６への燃料の補充に見合って供給系を大きくしておくことになる。
【００７４】
図４に基づいてＣＯ２　発生源１の第３実施例を説明する。尚、図２に示した第１実施例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。
【００７５】
図に示すように、第３実施例のＣＯ２　発生源１は、燃焼蒸気タービンに代えて、通常の蒸気タービン設備としている。このため、第２燃焼器２０及び第２排熱回収ボイラ２８は設けていない。また、燃料受入施設６からの燃料（ＭｅＯＨもしくはＤＭＥ）、及び液体酸素受入施設７からのＬ−Ｏ２　（Ｏ２　）は、空気液化施設１２で熱交換により気体としたのち燃焼器２２に供給される。
【００７６】
深冷タービン発電設備３６には燃焼器５２及びタービン５４が備えられ、タービン５４の作動により発電機５３で電力が取り出される。燃料受入施設６からの燃料（ＭｅＯＨもしくはＤＭＥ）、及び液体酸素受入施設７からのＬ−Ｏ２　（Ｏ２　）、その他の燃料（ＬＮＧ）は空気液化施設１２で気化されたのち燃焼器５２に供給される。また、空気液化施設１２からのＬ−Ｎ２　が液体窒素受入施設５１に溜められ、空気液化施設１２で気体に転換されてから燃焼器５２に供給される。
【００７７】
図４には示した第３実施例に係るＣＯ２　発生源１は、閉サイクルガスタービン発電と通常の蒸気タービン設備との複合発電設備とされ、ＣＯ２　の回収が閉サイクル系のみから行なわれている。燃料としてＤＭＥを適用し、ＤＭＥを−２５℃以下で取り扱う場合、その冷熱を空気液化施設１２で利用している。つまり、ＤＭＥを気化・昇温して発電設備に使用する条件に調整している。これは同時に、空気液化施設１２にとっては、液化に必要な深冷冷熱の節約を図ることになる。その他の燃料（ＬＮＧ）においてもその気化の際の冷熱を空気液化施設１２で空気液化に利用している。
【００７８】
【発明の効果】
本発明のトータルチェーンシステムは、炭化水素系燃料が消費されて二酸化炭素が回収される燃料消費施設と、二酸化炭素に水素を合成することで炭化水素系燃料を合成する炭化水素系燃料合成施設と、燃料消費施設で回収された二酸化炭素を炭化水素系燃料合成施設側に輸送する二酸化炭素輸送設備と、炭化水素系燃料合成施設側で合成された炭化水素系燃料を燃料消費施設側に輸送する燃料輸送設備とからなり、燃料消費部施設から炭化水素系燃料合成施設側への間が二酸化炭素輸送設備で連結され、炭化水素系燃料合成施設側から燃料消費施設側への間が燃料輸送設備で連結されているので、二酸化炭素を環境に排出することなく循環媒体として（形態を変えるが）繰返リサイクルするトータルチェーンシステムとすることが可能になる。
【００７９】
そして、燃料消費施設側及び炭化水素系燃料合成施設側及び二酸化炭素輸送設備及び燃料輸送設備が３以上の複数存在するので、つまり、燃料消費施設側及び炭化水素系燃料合成施設側及び二酸化炭素輸送設備及び燃料輸送設備を１対１とする場合以外に３以上の複数存在する場合もあり、燃料消費施設側と炭化水素系燃料合成施設側の組み合わせの自由度を高めることができる。
【００８０】
また、燃料消費施設側は、燃料の受入れを行なう設備及び燃料の貯蔵を行なう設備を含むので、燃料の受入れ以降の燃料の貯蔵を含めてに伴う二酸化炭素は環境に排出しないトータルチェーンサブシステムとすることが可能になる。
【００８１】
また、炭化水素系燃料合成施設側は、二酸化炭素の受入れを行なう設備及び二酸化炭素の貯蔵を行なう設備を含むので、二酸化炭素の受入れ以降の二酸化炭素の貯蔵を含めて二酸化炭素を環境に排出することなく原料としての消費に伴う二酸化炭素は環境に排出しないトータルチェーンサブシステムとすることが可能になる。
【００８２】
また、圧縮機及び燃焼器及びタービンを備えたガスタービンであり、タービンの排気側には二酸化炭素回収手段が設けられ、燃焼器に燃料が投入されると共にタービンの排気は熱回収されて二酸化炭素回収手段で二酸化炭素が回収されるので、即ち、圧縮機及び燃焼器及びタービンを備えたガスタービンについて、タービンの排気側には二酸化炭素回収手段が設けられているので、燃焼器に燃料が投入されたあとタービンの排気は熱回収ののち、二酸化炭素回収手段で二酸化炭素が回収されるので、ガスタービン熱回収の系統で二酸化炭素を回収してその二酸化炭素を環境に排出することなく再循環のできるトータルチェーンシステムとすることが可能になる。
【００８３】
また、燃料消費施設は、圧縮機及び燃焼器及びタービンを備えたガスタービンであり、タービンの排気が熱回収された後に圧縮機に導入され、燃焼器に燃料が投入されると共にタービンの排気から投入された燃料に見合って二酸化炭素が回収されるので、即ち、圧縮機及び燃焼器及びタービンを備えたガスタービンであり、タービンの排気が熱回収された後に圧縮機に導入されているので、燃焼器に燃料が投入されたあとタービンの排気として投入された燃料に見合って二酸化炭素が排出・回収されるので、ガスタービンで二酸化炭素を回収してその二酸化炭素を環境に排出することなく再循環のできるトータルチェーンシステムとすることが可能になる。
【００８４】
また、タービンの排気は排熱回収ボイラで熱回収され、排熱回収ボイラで発生した蒸気により作動する蒸気タービンを備えたので、蒸気タービンを含めた複合発電設備で二酸化炭素を環境に排出することなく再循環のできるトータルチェーンシステムとすることが可能になる。
【００８５】
また、空気液化設備を備え、空気液化設備で生成された液体窒素がタービンの作動流体として使用されるので、空気液化設備と液体窒素タービンを含めて二酸化炭素を環境に排出することなく再循環のできるトータルチェーンシステムにおいて酸素と窒素を燃料消費側サブシステムで全量使用し尽くすことが可能になる。
【００８６】
また、炭化水素系燃料合成施設は、電気分解装置で得られた水素により二酸化炭素を炭化水素系燃料に合成する施設であるので、電気分解装置を含めて二酸化炭素を環境に排出することなく再循環のできるトータルチェーンシステムとすることが可能になる。
【００８７】
また、電気分解装置で得られた酸素を燃料消費施設側に輸送する酸素輸送設備を備えたので、酸素を利用して二酸化炭素を環境に排出することなく再循環のできるトータルチェーンシステムとすることが可能になる。
【００８８】
また、炭化水素系燃料は、メタノールであるので、メタノールを用いた二酸化炭素を環境に排出することなく最循環のできるトータルチェーンシステムとすることが可能になる。
【００８９】
また、炭化水素系燃料は、ジメチルエーテルであるので、ジメチルエーテルを用いた二酸化炭素を環境に排出することなく再循環のできるトータルチェーンシステムとすることが可能になる。
【００９０】
本発明の燃料消費施設は、二酸化炭素を原料として得られた炭化水素系燃料により仕事を行なうことで二酸化炭素が発生するので、即ち、炭化水素系燃料を発電に使用することで二酸化炭素が発生するので、二酸化炭素を環境に排出することなく再循環のできるトータルチェーンサブシステムを構築することができる燃料消費施設となる。
【００９１】
そして、二酸化炭素を原料として得られた炭化水素系燃料が燃料輸送設備により輸送されて供給されるので、燃料輸送設備を含めて二酸化炭素を環境に排出することなく再循環のできるトータルチェーンサブシステムを構築することができる燃料消費施設となる。
【００９２】
また、燃料輸送設備で輸送される炭化水素系燃料は、炭化水素系燃料合成施設から運ばれるので、炭化水素系燃料合成施設を含めて二酸化炭素を環境に排出することなく再循環のできるトータルチェーンサブシステムを構築することができる燃料消費施設となる。
【００９３】
また、発生した二酸化炭素を二酸化炭素輸送設備で輸送するので、二酸化炭素輸送設備を含めて二酸化炭素を環境に排出することなく再循環のできるトータルチェーンサブシステムを構築することができる燃料消費施設となる。
【００９４】
また、二酸化炭素輸送設備で輸送される二酸化炭素は炭化水素系燃料合成施設側に送られるので、二酸化炭素輸送設備を含めて二酸化炭素を環境に排出することなく再循環のできるトータルチェーンサブシステムを構築することができる燃料消費施設となる。
【００９５】
また、燃料消費施設は、圧縮機及び燃焼器及びタービンを備えたガスタービンであり、タービンの排気側には二酸化炭素回収手段が設けられ、燃焼器に燃料が投入されると共にタービンの排気は熱回収されて二酸化炭素回収手段で二酸化炭素が回収されるので、ガスタービンを含めて二酸化炭素を環境に排出することなく再循環のできるトータルチェーンサブシステムを構築することができる燃料消費施設となる。
【００９６】
また、燃料消費施設は、圧縮機及び燃焼器及びタービンを備えたガスタービンであり、タービンの排気が熱回収された後に圧縮機に導入され、燃焼器に燃料が投入されると共にタービンの排気から投入された燃料に見合って二酸化炭素が回収されるので、ガスタービンを含めて二酸化炭素を環境に排出することなく再循環のできるトータルチェーンサブシステムを構築することができる燃料消費施設となる。
【００９７】
また、炭化水素系燃料は、メタノールであるので、メタノールを使用して二酸化炭素を環境に排出することなく再循環のできるトータルチェーンサブシステムを構築することができる燃料消費施設となる。
【００９８】
また、炭化水素系燃料は、ジメチルエーテルであるので、ジメチルエーテルを使用して二酸化炭素を環境に排出することなく再循環のできるトータルチェーンサブシステムを構築することができる燃料消費施設となる。
【００９９】
本発明の炭化水素系燃料合成施設は、燃料消費施設側から発生した二酸化炭素に水素を合成することで炭化水素系燃料を合成するので、二酸化炭素を環境に排出することなく再循環のできるトータルチェーンサブシステムを構築することができる炭化水素系燃料合成施設となる。
【０１００】
そして、二酸化炭素が二酸化炭素輸送設備により輸送されて供給されるので、二酸化炭素輸送設備を含めて二酸化炭素を環境に排出することなく再循環のできるトータルチェーンサブシステムを構築することができる炭化水素系燃料合成施設となる。
【０１０１】
また、合成された炭化水素系燃料を炭化水素系燃料輸送設備で輸送するので、炭化水素系燃料輸送設備を含めて二酸化炭素を環境に排出することなく再循環のできるトータルチェーンサブシステムを構築することができる炭化水素系燃料合成施設となる。
【０１０２】
また、炭化水素系燃料輸送設備で輸送される炭化水素系燃料は、燃料消費施設側に送られるので、燃料消費施設側を含めて二酸化炭素を環境に排出することなく再循環のできるトータルチェーンサブシステムを構築することができる炭化水素系燃料合成施設となる。
【０１０３】
また、炭化水素系燃料は、メタノールであるので、メタノールを使用して二酸化炭素を環境に排出することなく再循環のできるトータルチェーンサブシステムを構築することができる炭化水素系燃料合成施設となる。
【０１０４】
また、炭化水素系燃料は、ジメチルエーテルであるので、ジメチルエーテルを使用して二酸化炭素を環境に排出することなく再循環のできるトータルチェーンサブシステムを構築することができる炭化水素系燃料合成施設となる。
【０１０５】
本発明の二酸化炭素輸送設備は、燃料消費施設で回収された二酸化炭素を輸送するので、二酸化炭素を環境に排出することなく再循環のできるトータルチェーンサブシステムを連結することができる二酸化炭素輸送設備となる。
【０１０６】
本発明の二酸化炭素輸送設備は、炭化水素系燃料合成施設側に二酸化炭素を輸送するので、炭化水素系燃料合成施設側を含めて二酸化炭素を環境に排出することなく再循環のできるトータルチェーンサブシステムを連結することができる二酸化炭素輸送設備となる。
【０１０７】
本発明の二酸化炭素輸送設備は、燃料消費施設で回収された二酸化炭素を炭化水素系燃料合成施設側に輸送するので、燃料消費施設及び炭化水素系燃料合成施設側を含めて二酸化炭素を環境に排出することなく再循環のできるトータルチェーンサブシステムを連結することができる二酸化炭素輸送設備となる。
【０１０８】
そして、燃料消費施設は、圧縮機及び燃焼器及びタービンを備えたガスタービンであり、タービンの排気側には二酸化炭素回収手段が設けられ、燃焼器に燃料が投入されると共にタービンの排気は熱回収されて二酸化炭素回収手段で二酸化炭素が回収されるので、ガスタービンを含めて二酸化炭素を環境に排出することなく再循環のできるトータルチェーンサブシステムを連結することができる二酸化炭素輸送設備となる。
【０１０９】
また、燃料消費施設は、圧縮機及び燃焼器及びタービンを備えたガスタービンであり、タービンの排気が熱回収された後に圧縮機に導入され、燃焼器に燃料が投入されると共にタービンの排気から投入された燃料に見合って二酸化炭素が回収されるので、ガスタービンを含めて二酸化炭素を環境に排出することなく再循環のできるトータルチェーンサブシステムを連結することができる二酸化炭素輸送設備となる。
【０１１０】
また、炭化水素系燃料合成施設側で合成される燃料は、メタノールであるので、メタノールを使用した二酸化炭素を環境に排出することなく再循環のできるトータルチェーンサブシステムを連結することができる二酸化炭素輸送設備となる。
【０１１１】
また、炭化水素系燃料合成施設側で合成される燃料は、ジメチルエーテルであるので、ジメチルエーテルを使用した二酸化炭素を環境に排出することなく再循環のできるトータルチェーンサブシステムを連結することができる二酸化炭素輸送設備となる。
【０１１２】
本発明の炭化水素系燃料輸送設備は、炭化水素系燃料合成施設で合成された炭化水素系燃料を輸送するので、二酸化炭素を環境に排出することなく再循環のできるトータルチェーンサブシステムを連結することができる炭化水素系燃料輸送設備をなる。
【０１１３】
本発明の炭化水素系燃料輸送設備は、燃料消費施設側に炭化水素系燃料を輸送するので、燃料消費施設側を含めて二酸化炭素を環境に排出することなく再循環できるトータルチェーンサブシステムを連結することができる炭化水素系燃料輸送設備となる。
【０１１４】
本発明の炭化水素系燃料輸送設備は、炭化水素系燃料合成施設で合成された炭化水素系燃料を燃料消費施設側に輸送するので、炭化水素系燃料合成施設及び燃料消費施設側を含めて二酸化炭素を環境に排出することなく再循環のできるトータルチェーンサブシステムを連結することができる炭化水素系燃料輸送設備となる。
【０１１５】
そして、炭化水素系燃料は、メタノールであるので、メタノールを使用して二酸化炭素を環境に排出することなく再循環のできるトータルチェーンサブシステムを構築することができる炭化水素系燃料輸送設備となる。
【０１１６】
また、炭化水素系燃料は、ジメチルエーテルであるので、ジメチルエーテルを使用して二酸化炭素を環境に排出することなく再循環のできるトータルチェーンサブシステムを連結することができる炭化水素系燃料輸送設備となる。
【０１１７】
また、燃料消費施設は、圧縮機及び燃焼器及びタービンを備えたガスタービンであり、タービンの排気側には二酸化炭素回収手段が設けられ、燃焼器に燃料が投入されると共にタービンの排気は熱回収されて二酸化炭素回収手段で二酸化炭素が回収されるので、ガスタービンを含めて二酸化炭素を環境に排出することなく再循環のできるトータルチェーンサブシステムを連結することができる炭化水素系燃料輸送設備となる。
【０１１８】
また、燃料消費施設は、圧縮機及び燃焼器及びタービンを備えたガスタービンであり、タービンの排気が熱回収された後に圧縮機に導入され、燃焼器に燃料が投入されると共にタービンの排気から投入された燃料に見合って二酸化炭素が回収されるので、ガスタービンを含めて二酸化炭素を環境に排出することなく再循環のできるトータルチェーンサブシステムを連結することができる炭化水素系燃料輸送設備となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態例に係るトータルチェーンシステムの全体概略構成図。
【図２】第１実施例に係るＣＯ２　発生源１の系統図。
【図３】第２実施例に係るＣＯ２　発生源１の系統図。
【図４】第３実施例に係るＣＯ２　発生源１の系統図。
【符号の説明】
１　ＣＯ２　発生源
２　合成施設
３　電気分解施設
４　液体酸素施設
５　液化炭酸施設
６　燃料受入施設
７　液体酸素受入施設
８　ＣＯ２　原料施設
９　Ｌ−ＣＯ２　輸送船
１０　輸送船
１１　Ｌ−Ｏ２　輸送船
１２　空気液化施設
１５　燃料消費地
１６　燃料供給地
２０　第２燃焼器
２１　圧縮機
２２　燃焼器
２３　タービン
２４　発電機
２５　ガスタービン
２６　第１排熱回収ボイラ
２７　第２蒸気タービン
２８　第２排熱回収ボイラ
２９　第２蒸気タービン
３１，３２　発電機
３３　復水器
３４　給水ポンプ
３６　深冷タービン発電設備
４１　圧縮機
４２　燃焼器
４３　タービン
４４　発電機
４５　ガスタービン
４６　排熱回収ボイラ
４７　ＣＯ２　回収設備
４８　煙突
４９　蒸気プラント
５１　液体窒素受入施設
５２　燃焼器
５４　タービン
【図１】
2004084489.tif 000003
【図２】
2004084489.tif 000004
【図３】
2004084489.tif 000005
【図４】
2004084489.tif 000006