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冷熱発電の概要



冷熱発電に使われるのは「液化天然ガス(LNG)」です。天然ガスは通常、都市ガスや火力発電、車の燃料として使われており、日本はその多くをアジアの国々から輸入していますが、体積を縮小させて輸送効率を上げるため、天然ガスを-162℃にして液化し、タンカーに載せて日本のガスや電力会社の設備がある港まで運びます。そのガスや電力会社の設備では、海水を使ってLNGをもとの天然ガスに戻しますが、ただ戻すだけではなく、その工程を利用して冷熱発電したり、ドライアイスを製造するなど、電気以外にも様々なものに活用されているのです。

LNGによる発電のしくみ

LNGによる発電のしくみ

LNGを利用した発電方法は、LNGが気化するときの体積の膨張圧力を利用してタービンを回します。LNGを気化させるには主に海水を使いますが、具体的にはガス化したLNGを直接使ってタービンを回す方式と、海水とLNGの間に中間媒体を使う方式、さらに両方の方式を組み合わせた3つの方式があります。

直接膨張方式

海水によって温められたLNGは、液体からガス化するときに高い圧力が発生するため、この圧力を使って直接タービンを回す方法を「直接膨張方式」と言い、この気化したLNGは、都市ガスや火力発電などの燃料として使われます。

中間媒体ランキンサイクル方式

LNGの持つ-162℃の冷熱で、プロパンガスなどの中間媒体を冷やして液化させ、その液化ガスを海水などで気化させたときに発生する圧力を使ってタービンを回す方法です。この中間媒体は循環させて何回も使います。

ランキン・直膨組み合わせ方式

以上2つの方式をミックスした方式で、中間媒体の代わりにLNGを使う方式です。

冷熱発電の利点

本来、捨てるべき冷熱を発電に利用するので、原料費はゼロです。もちろんLNGと海水が熱交換をするだけなので二酸化炭素(CO2)も発生せず、冷えた海水が海へ戻されるだけです。環境にも優しく省エネルギーにもなります。

LNGの輸入先

日本が輸入しているLNGの輸入国別比率は、オーストラリア(18.2%)、カタール(17.9%)、マレーシア(16.8%)、ロシア連邦(9.5%)、インドネシア(7.1%)ブルネイ(6.7%)となっています。東日本大震災の影響で原子力発電が事実上停止状態になったため、2011年から急激に輸入量が増え、2012年は1,188億立方メートルもの輸入量となり、世界で一番のLNG輸入国となりました。こうした状況から、東京ガスは2012年、茨城県日立市に世界最大規模の容量となる23万キロリットルのLNGタンクの建設を始めました。LNGは、海外からタンカーを使って輸入されますが、隣国から直接パイプラインを使って天然ガスのまま輸入している国々もあり、例えばドイツでは、ノルウェイやロシア連邦、オランダの各国から輸入し、アメリカはカナダからほぼ100%輸入しています。