産業施設の電化

製造施設は、必要なエネルギーに蒸気や燃料ガスの代わりに電力を多く使用することで恩恵を受ける可能性があります。 エネルギー効率の向上、排出量の削減、信頼性の向上、公共システムのボトルネック解消が達成される可能性があります。

によるFluor Enterprises の James Turner、Ma Katrina Sanaie、Mohamad Fakhreddine 氏

電化は、エネルギー移行が議論されるときによく使われる流行語です。 これにはさまざまな意味があり、主題に応じて、民間および企業の輸送車両 (乗用車やトラック)、公共交通機関 (バスや電車)、または製造や産業のプロセスや施設を指す場合があります。

プロセス施設では、蒸気と燃料ガスを電気に置き換えることで、信頼性の向上からボイラー更新プロジェクトの回避による全体的な排出量の削減まで、多くのメリットが得られます。 つまり、電力生産による二酸化炭素排出量が、電力に代替されるエネルギーの生産による二酸化炭素排出量よりも低ければ、電化による脱炭素化のメリットが得られます。

この記事では、電化が化学プラントや石油精製所などのプロセス中心の工業団地にどのような影響を与える可能性があるかについて説明し、特に既存の産業施設への電化の適用に焦点を当てています。

既存の産業施設の所有者や管理者が施設の電化を検討する際に抱く疑問や問題がいくつかあります (図 1)。

施設はピーク時に稼働しているかエネルギー効率？多くの事業者は、既存の蒸気タービン駆動装置の電動化によってエネルギー原単位指数 (EII) が顕著に改善されたことを実感しています。 この計算は、再生可能資源などによる効率的なグリッド電力の生産と、効率の低いボイラー蒸気の生産に基づいています。

エネルギー集約度の改善は施設の戦略計画や目標の一部であることが多く、運営コストに顕著な影響を与える可能性があります。

施設内の蒸気発生システムとタービンは老朽化しており、メンテナンスの必要性はますます高まっていますか?所有者は、蒸気ボイラーの交換プロジェクトやその他の機器のメンテナンスやアップグレードを計画している場合があります。 そうであれば、所有者はこの投資を電動化に費やしたほうが良いかどうかを検討する必要があるかもしれません。 全体的な機器の信頼性が向上する可能性があり、電化プロジェクトで利用できる環境クレジットやリベートが存在する可能性があります。

施設は汚染物質の排出に関する地域の規制に準拠していますか?所有者は、高額な罰金の支払いを避けるために、蒸気ボイラーやプロセスヒーター用の選択触媒還元（SCR）システムの設置など、多額の投資を必要とする差し迫った環境規制に直面している可能性があります。 電化プロジェクトは蒸気需要を削減し、古い蒸気ボイラーの停止を可能にする可能性があるため、必要な環境アップグレードのコストを削減できます。 電化による蒸気需要の減少による排出削減は、他の戦略目標にとって価値のあるプロセス変更による他のプロセスヒーターからの排出増加を相殺するためにも使用できます。

公益事業システムは限界に達していますか、あるいはさらに悪いことにバランスが崩れていますか?施設内で蒸気、冷却水、または天然ガスの供給が制限されている場合、電化プロジェクトを実施せずに拡張したり、他のプロジェクトを実行したりすることができない可能性があります。 電力の購入または生産コストが天然ガスの輸入よりも低い場合、電化により運営コストを削減できます。

蒸気と電気の使用量を再調整する必要がありますが、余剰の燃料ガスをどうするかが懸念されますか?燃料ガスシステムからの液化石油ガス (LPG) 回収量を増やすプロジェクトと組み合わせて電化プロジェクトを実行すると、潜在的な相乗効果が期待できます。 燃料の燃焼量が減れば CO2 発生量も減り、これは多くの企業にとって戦略的な推進力となります。 燃料ガスシステムからより多くの LPG とより重い物質を回収し、それを天然ガスに置き換えることにより、たとえ燃焼負荷が減少しなくても、CO2 排出量はさらに削減されます。 ほとんどの市場では、LPG 製品やその他の液体製品の販売から得られる収益は、天然ガスの追加輸入にかかる費用よりも大きいため、CO2 削減に加えて経済的なメリットも得られる可能性があります。