炭素回収プロセスにおける再生可能・低炭素・回収エネルギーの統合

• 本レビューはCaO/CaCO3、CaO/Ca(OH)2、アンモニア分解・合成、金属水素化物、金属酸化物レドックス、メタン乾式改質の6つの熱化学エネルギー貯蔵システムを、反応温度・貯蔵密度・材料コスト・サイクル安定性・安全性・石炭火力との適合性で比較した
• CaO/CaCO3は低コスト原材料、比較的高い貯蔵密度、高温排ガスとの良好な温度マッチング、CO2回収との統合可能性から最も有利な適合性を示すと評価された
• 太陽熱利用のCSP–CaL、石灰循環によるCO2回収とソルベント貯蔵、排ガス駆動の焼成・炭酸化による排ガス再加熱の3統合経路のうち、最初の2つはモデリングと実験的調査がより広範に行われている

産業プロセスでは大量の熱エネルギーが消費されるが、熱源とシンクの時間、温度レベル、電力需要、稼働スケジュールの違いから、回収可能な多くの廃熱が未利用のままとなっている。熱エネルギー貯蔵(TES)は、熱供給と熱需要を切り離し、廃熱回収、ピーク負荷削減、プロセス熱の電化、連続・バッチ・断続的プロセスの柔軟な運用を支援できる。本レビューは、単なる貯蔵材料の視点ではなく、プロセス統合の視点から産業用TESを評価する。感熱、潜熱、熱化学、吸着ベース、ハイブリッド、蒸気ベースの貯蔵システムを、供給温度、貯蔵期間、充放電電力、応答時間、熱損失、信頼性、統合の複雑さ、技術経済的実現可能性の観点から比較する。…

• リキッドピストン技術を圧縮空気エネルギー貯蔵・水素圧縮・スターリングエネルギー変換の3用途に横断適用する統一的な分析フレームワークを提案したレビューである
• 液体柱ダイナミクス、ガス熱力学、気液界面の熱・物質移動の連成を体系的に分析し、システム構成が圧力変化・熱挙動・効率・電力密度をどう制御するかを整理した
• 準等温圧縮・膨張の実現手法として液体噴霧、多孔質媒体、内部構造、幾何学的最適化を挙げ、これらが効率の鍵になると指摘している

• 酸素富化燃焼CO2回収とCO2水素化メタノール技術を統合した火力発電所向けPCC設計を提案
• CO2回収・利用率は78.1%を達成可能
• 600MW火力発電所統合時の純発電量473.1MW、メタノール生産量56.1kg/sを見積もり

• 溶融塩熱エネルギー貯蔵(MSTES)は石炭火力発電所の後付けオプションとして、熱生成と電力出力を分離し柔軟運用を可能にする
• 主な充電ルートは電気加熱・主蒸気抽出・再熱蒸気抽出・排ガス熱回収・ハイブリッド熱源、放電ルートは給水加熱・復水加熱・蒸気生成
• 代表的研:究でMSTESは最小正味負荷の削減、出力増強能力の向上、ランプ性能改善、周波数調整サポートが可能と示されている