合同会社 バイオ燃料 ( BioFuels,LLC )


バイオ油(SVO)ディーゼル発電(中型〜大型)、及び関連サービスを通じエコな再生可能エネルギー社会の実現を目指します- 合同会社バイオ燃料(BioFuels,LLC)



バイオ油(SVO)発電装置:各種バイオ油(SVO:Straight Vegitable Oil/植物油の生燃料化)ディーゼル発電装置の情報を掲載します。 中型から超大型発電所迄対応可能であり、かつ高性能・高発電効率の製品をご提供しています。 大型ディーゼル発電設備の場合は複合発電設備を設置すれば、より高効率の発電設備となります。 更に、燃料添加剤、オイル添加剤、エンジン燃焼補助装置を追加すれば稼働時の発電効率をより高め、かつ設備を長期間使うことが可能となる等の諸効果が発揮されます。

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  バイオ油(SVO)発電装置

各種バイオ油(SVO:Straight Vegitable Oil/植物油のダイレクト燃料化)ディーゼル発電装置の情報を掲載します。
中型から超大型発電所迄対応可能であり、かつ高性能・高発電効率の製品をご提供しています。 大型ディーゼル発電設備の場合は複合発電設備を設置すれば、より高効率の発電設備となります。
更に、燃料添加剤、オイル添加剤、エンジン燃焼補助装置を追加すれば稼働時の発電効率をより高め、かつ設備を長期間使うことが可能となる等の諸効果があります。
何れも、主にバイオマス電力の固定価格買取制度(FIT)向けの発電ビジネス対応となっています。


(1)中速型ディーゼル発電 
MAN超大型ディーゼル発電機MAN18V48/60TS

MAN大型ディーゼル発電機MAN14V32/40

MAN中型ディーゼル発電機MAN7L27/38

MAN中型ディーゼル発電機MAN6L21/31S

MAN小型ディーゼル発電機
売電(FIT)ビジネスの最も有効な実現法の一つは、バイオ油(パーム油等)を直接エンジン発電機燃料に使うことです。但し、 このバイオ油のダイレクト燃料化に対する課題 も多々あります。従って設備面、運転管理面かの充分な検討が不可欠です。

バイオ油(SVO: Straight Vegitable Oil,パーム油等)を直接燃料と し常用発電運転が実現出来るエンジン・タイプは,船舶用中速型(4サイクル、毎分500〜1,000回転)、大口径・高効率ディーゼル・エンジンにほぼ限定され、 MAN中速SVOディーゼル発電機等は導入実績も多くベストな選択です。

元々、ディーゼル・エンジンは、独MAN社のRudorf Dieselが 発明し特許を取得、当時燃料はSVO(ピーナッツ油)を使用したと言った経緯があいます。 但し、現状,燃料仕様は石油(軽油、重油)燃料専用であり、バイオ油(パーム油等)仕様をメーカー保証している製品例も数少ないですが、MAN中速機はその数少ない保証例の一つです。

SVOバイオマス発電は燃料費が運転経費の3分の2前後も掛かり、将来最大の売電ビジネス上の変動・不安要因です。従って、少しでも高発電効率機を選択することが設備面では最重要です。 エンジン発電機の選択次第で、直ちに燃料費5〜10%程度削減は簡単に出来て、採算性に影響大です。

但し、船舶用・中速型でも、大多数はバイオ油未保証・使用禁止で、軽油・重油専用仕様のエンジンが多々存在します。MAN社ライセンシーを含め国産製品の殆ど全て、 海外製品でもCaterpillar/MAKRolls-Royce/Bergen現代重工/HiMsen、等、多くはバイオ油は未保証・使用禁止です。

この様な状況では植物油を直接・粘度調整(BDF化等で粘度減少)対策を行わない(SVO) 固定価格電力買取制度(FIT)向けの売電ビジネス (未使用油のFIT価格24円/KWh)は開始できません。更に、BDF燃料へ変換後でも,多くの場合100%(B100)使用は非承認・未保証です。

この中速型バイオ油発電の稼働保証中大型機は、Wartsila20V32/9.4MW新潟原動機の2〜6MW,等が主な例ですが、 選択の自由度、価格、性能等を考慮すれば、お薦めのMAN社の製品なら475KW(5L16/24S)から、21MW(18V48/60TS) 迄、 更に最新・最高効率超大型モデル機(26MW@20V45/60CR,4サイクル)まであり、全機種、原則的にSVO対応です。

更にMANの低速型ディーゼル発電機(2サイクル,毎分100〜200回転)なら、1セットで10MW程度以上〜上限は80MW迄あります。 低速型なら,中速型より更に高効率(+10〜12%)、更に通常使えない様な高酸価SVO燃料油(TAN値:〜25mgKOH/gが使用出来きる為、低品質・低価格燃料が使えます。 尚、MAN中速型(基準TAN値5以内)でも、TAN値15(@CPO)〜40(@牛脂)の高々酸価SVO油の実例もあり、SVO酸価値の自由度大です。何れにしても、酸価値を含めSVO燃料分析データ(燃焼熱/LHV,他)を基に、MAN社と調整し、メーカー保証を得ます。

左側の写真は全てMAN社の中速型ディーゼル発電機 の例です。これらの機種を含めて全中速型(及び低速型)タイプのディーゼル発電機はパーム油、廃食用油等のSVO燃料対応機であり独MAN社のメーカー保証です。

左上側の写真は、その例の一部、最大型21MW(@18気筒),その下段の中大型6.8MW(@14気筒)〜8.7MW(@18気筒)、 左中段は中型2MW(@7気筒)〜2.9MW(@9気筒)、中小型1MW(@6気筒)〜1.9MW(@9気筒)タイプのエンジン発電機、 及び最左下段は最小型タイプの430KW(@5気筒/50Hz)〜950KW(@9気筒/60Hz)の写真例です。






(2)高速型ディーゼル発電 
最もポピュラーなディーゼル・エンジン発電機は、高速型(4サイクル,毎分回転数1500@50Hz,回転数1800@60Hz)です。主に軽油を燃料として使われています。 軽油に代えて高粘度バイオ油はメーカーも認めていませんので、原則直接は使用できません。バイオ油の使用は自己責任での稼働となります。加えて、粘度調整装置(加熱)及び軽油/バイオ油の切り替え装置等の付加・改造が必要です。

この種のエンジンは量産化により、比較的安価であることが最大の特徴ですが、代わりに高速回転、小口径・多気筒構成等の故に設備の耐用年数等が課題です。

従って、売電(FIT)の様な常用発電設備として使用する場合は、これらの課題を充分わきまえて使う必要があります。 代表的なメーカーは独MTU、Cummins、他等なら、ご提供可能です。

これら高速型は、中速型に比べ安価ですが、低発電効率(高燃費)が,特に常時稼働の常用FIT売電ビジネスでは大きな課題です。 因みに、ベストな中速型タイプに比べ、高速型タイプは20%も燃料を多く必要とする例もあります。 仮にバイオ燃料価格が75円/Kgとすると、2MWクラスの発電所の燃費差は年間4,800(@60Hz)〜5,000万円(@50Hz)増となります。この運転経費の差は致命的です。
尚、現在バイオ油を使う2MWクラス以下のディーゼル発電設備は、計画中の設備(一部稼働中を含め)殆ど100%高速型です。

しかし、ある程度有効な新改善策はあります。どうせ大気に捨ててしまう排ガスの圧力/熱エネルギーを有効に使えば5〜7%発電量増(或いは、同じ発電量なら燃料費減)が可能です(投資回収は1年+程度)。 敢えて言うまでもなく燃費5〜7%改善でも採算上、大きな改善効果です(新複合発電方式、右下写真は弊社が代理店の排気ガス圧ターボ発電機の内部構造)。 この新技術(MAN社の低速超大型発電機では、既に実現済)は、中速型ディーゼル発電でも、ガス化エンジン発電でも全て利用できます。

大型発電なら排熱蒸気タービン複合発電方式も実現可能ですが、500KW〜2MW規模程度では通常型複合ディーゼル発電も、或いはORC発電も通常採算ライン上に乗りません。
MTUディーゼル発電機
Cumminsディーゼル発電機
排気ガス圧ターボ発電機

左記はCummins社のKTA50-G2タイプの動画の1例です。1100KWとなっていますが、非常用(Stand-by)発電能力で、常用発電に使う場合は850-900KWとして使えます。

この他常用使用も可能な高速型1MWタイプKTA50-G8(50Hz:1500RPM)KTA50-G9(60Hz:1800RPM),及び 2MWタイプQSK78(1.98MW/50Hz),QSK78(2MW/60Hz)タイプ等もあります。





(3) 複合発電
 ディーゼル複合発電は、エンジンの排気ガスから熱回収を排熱ボイラーで蒸気として回収し、 この蒸気で蒸気タービン発電機を回して更に発電を得る方式です。 大型ディーゼル発電設備では、ほぼ100%この方式が採用されています。 使用燃料は同じで8〜10%余分に発電(燃費向上)ができますので、設備費は余分に掛かりますが、採算上も有利です。

但し、合計発電設備規模は通常20MW(+)程度以上でないと、採算上苦しくなります。 尚、原則輸入複合発電設備(排熱回収ボイラー,蒸気タービン発電機等)は、法的な規制により使えません。通常は高価な国産機器の選択となります。 従って、この複合発電部は割高となりますが、燃費削減(或いは,発電量増)効果により採算性は向上します。

特に中小型のディーゼル発電でも前項(2)で紹介の新複合発電方式を採用すれば、 同様に燃費削減(或いは,発電量増)効果が比較的簡単に実現できます。

安価は高速型発電機でも、この機器を付ければ、中速型と同じ迄は無理ですが、より高発電効率のディーゼル発電機となり得ることです。

こちらは、排熱蒸気ボイラーの様な規制対象外の為、最新技術の海外輸入製品が利用できます。 排気ガス圧の有効利用の他、排気ガス熱の有効利用(ORCの様な有機溶媒の高圧ガス使用なし)する方式もあります。

排熱回収ボイラーの例 排熱回収ボイラー  排熱蒸気タービン発電機の例 排熱蒸気タービン発電機




(4) 実稼働時の燃費効率向上対策
 バイオ油発電は原料油費が売電売上額の実に60〜70%にもなります。従って、燃費効率の良いエンジンを先ず選ぶこと、 及び可能なら(新)複合発電方式の選択が最重要事項です。

加えて、実稼働時のエンジン効率を可能な限り上げる策の検討は不可欠です。 第1はエンジン・オイルの効率アップによる摩擦抵抗の減少に有効な添加剤の利用 、第2はバイオオイルの燃焼性能改善策としてセタン化向上剤の利用、及び 3)更なる燃焼性向上対策(水素ガス・ブースターによる燃焼促進)です。下記添付写真右側は使用中の装置例です。 詳細は直接お問い合わせ下さい。

バイオ油は軽油、或いはBDFに比べ、何も対策を取らないと燃焼性能は劣ります。 これらの対策と取れば、エンジン燃費(発電効率)を5〜10%向上出来ます。 バイオ油ディーゼル・エンジン(中速型も、高速型)に限らず,ガス化による合成ガス・エンジンの他、LPGエンジン、ガソリン・エンジン等にもにも1)及び3)は適用でき有効です。 ガソリン・エンジンには、2)セタン価ではなくオクタン価向上剤となります。

尚、低発電効率の高速型SVO発電、或いはガス化発電の場合、中小型ORC発電設備と組み合わせる方法も発電燃費効率の向上策として良いのですが、通常高価格でもあり全体の採算性次第です。


下記図はオイル添加剤Nano粒子(WS2)の回転による(Rolling Effect)金属接触表面の摩耗減少、他の添加剤効果の説明図です。
上記『添加剤の利用』をクリックすれば説明書が表示されます。


オイル添加剤
オイル添加剤

以上、良くある質問(バイオ油発電)はこちらです。

(5) 中大型バイオ油(SVO)ディーゼル発電の資料

1) 標準化MANディーゼル発電所のイメージ動画(YouTube、English)はこちらです
2)『MAN社SVOディーゼル複合発電20MWの資料』(PDF)はこちらからダウンロードできます
3)『MAN社 Power Plantの全般資料』(PDF)はこちらからダウンロードできます

4)『大型SVOディーゼル発電(50MW),蒸気ボイラー、ガス化との比較紹介』Blog記事はこちらです
大型バイオマス発電所の例として50MWクラスのバイオ油(パーム油)ディーゼル発電とバイオマス・ガス化発電及びボイラー発電の紹介記事です。現状比較的安易なバイオ油発電が(中)大規模発電ではブームですが、日本だけのブームであり、パーム油の環境問題、LCA等の問題点も指摘されている状況です。 パーム油発電に取り組むなら早期の決断が必要です。何れバイオマス・ガス化が大規模でも必要になると思います!?!?
5)『中型(2MW)SVOディーゼル発電(0.5〜1〜2MW機)の紹介』Blog記事はこちらです
中型の同じ船舶用中速型(0.5MW,1MW,及び2MW)タイプの国産メーカーとMAN社のSVO燃費比較です。同じ中速型でも、MAN社の方が燃費が優れてる様です。尚、この国産機メーカーは現状SVO油燃料の使用に対し非保証ですので自己責任となります。
6)『中型SVOディーゼル発電燃費比較(高速型Cummins,中速型MAN,中速型Zibo)』はこちらです
2MW規模のバイオ発電所(1MWx2,又は2MWx1構成)を高速型発電機(Cummins)と中速型発電機(MAN社/Zibo社)を選定した場合の 燃費比較の試算例です。 前提のバイオ油の価格や物性値により多少数値は変わりますが、中速型が燃費(燃費/発電売上)が優れ有利なことは電力売上に対するSVO燃料費(%)を見れば大差・明白です。
7)『MANの排熱回収システム(WHRS)の説明書』はこちらです
大型バイオ油発電所では、排熱回収システム(WHRS)の導入は、燃費効率の向上に不可欠です。例えば、通常の排熱回収ボイラー(Steam−Turbine)発電機に加え、排圧回収タービン(Power-Turbine)発電機を備える方式もあります。その他、排熱回収の実現方法はいろいろあります。
8)『バイオ油発電用ナノ粒子・オイル添加剤(PDF)はこちらからダウンロードできます
オイル添加剤の添加はバイオ油エンジンに特に重要です。 エンジン効率アップと保守サイクル(オーバー・ホール)の長期化が実現できます。
9)『バイオ油(SVO)のセタン化向上対策(1)』Blog記事はこちらです
10)『バイオ油(SVO)のセタン化向上対策(2)』続編のBlog記事はこちらです
バイオ油(SVO),及びBDFの低セタン化油対策としてセタン化向上剤添加が必要です。 他社製品と比較すれば、価格も、品質(純度)も大差だと確信しています。
以上、項目8)〜10)のお問い合わせ、購入をご希望ならお問い合わせフォームから、お問い合わせ下さい。


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