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Oct 14, 2023

IETF フェーズ 2、2022 年春: コンテストの勝者

Ultimo aggiornamento il 9 maggio 2023 © Crown copyright 2023 Questa pubblicazione è autorizzata

2023 年 5 月 9 日更新

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提供される IETF 助成金:£231,699プロジェクト費用:£463,400位置：ダービーシャー州ホープ学習コンテスト:ブリードン セメント CCS

英国の鉱物製品部門は、毎年 4 億トンの骨材、工業用鉱物、工業用鉱物製品を生産しています。 その一環として、英国で生産されるセメントと石灰の 3 分の 1 以上が、ピーク地区とその周辺にある 4 つの工場で製造されています。 その結果、セメントと石灰の生産はダービーシャー全土の産業 CO2 排出量の最大の原因となっており、この地域の総 CO2 排出量の 31% を占めています。

セメントは戦略的に重要な性質を持っているため、この業界の脱炭素化は非常に重要です。 セメントから作られたコンクリートは、新しい住宅、学校、病院、職場、道路、鉄道、さらにはきれいな水、衛生設備、エネルギーを私たちに提供するインフラを提供するために不可欠です。 英国はこれらの材料の大部分を自給自足しており、英国のコンクリートの 95% 以上が地元で生産されています。 IETF からの今回の支援により、低炭素製品の開発が可能となり、セメント業界は今後何年にもわたって将来性を備えたものとなるでしょう。

セメント部門全体でネットゼロを達成するために必要な排出削減量の 61% は、炭素回収・貯留 (CCS) によるものである必要があると推定されています。 セメントと石灰の両方の生産において、CO2 の大部分は石灰石原料の処理による直接的な結果であり、これは炭素の回収、輸送、貯蔵によってのみ軽減できます。 生産段階でのカーボンニュートラル以上は、燃料混合物中のバイオマスまたはその他のゼロカーボン燃料の割合を高くし、炭素回収と組み合わせることで達成できます。

Breedon's Hope セメント工場は年間 100 万トンを超える CO2 を排出します。 このような体積の複雑なガス流の捕捉、およびその後の適切な貯蔵施設への輸送には、重大な技術的課題が存在します。 したがって、このプロジェクトは 2 つの主要な要素で構成されます。

i) CCS 実現可能性調査ii) 接続パイプライン実現可能性調査

このプロジェクトは、低炭素の未来を実現するためにダービーシャーのセメントおよび石灰工場に必要なインフラストラクチャーに関する知識を大幅に進歩させることを目的としています。 実現可能性調査では、技術ベンダーオプションの評価、サイトユーティリティ統合レビュー、パイプライン実現可能性エンジニアリング、回収プラントの予備設計など、ホープでの二酸化炭素回収技術の導入を調査し、最終的に詳細な実現可能性レポートを作成します。 このプロジェクトは Breedon によって 50% が資金提供され、IETF からの同額の支援によりプロジェクトのリスクが軽減され、FEED への参入のためのベースライン定義の確保が可能となり、最終的には Hope へのそのような技術の恒久的な設置をサポートできる可能性があります。

ホープ・セメント工場マネージャー、ブリードンのエドワード・キャバナー博士は、「ピーク・ディストリクト国立公園の奥深くにあるホープ・セメント工場のような現場でのCCSの可能性を理解することは、操業の大きな進歩を促進するだけでなく、支援にもつながるだろう」と述べた。ネットゼロカーボンセメント生産に向けた部門別ロードマップに向けて重要な措置を継続的に講じることを保証する」と述べた。

提供される IETF 助成金:£136,417プロジェクト費用:£329,561位置：ピーターバラエネルギー効率導入コンテスト:低温オーブンのエネルギー効率向上

Pioneer Foods (UK) Ltd は英国の大手シリアル メーカーで、朝食用シリアルと健康的なフルーツ スナックを製造しています。 ピーターバラの工場では、英国にある製造施設の 1 つに重点を置き、英国およびヨーロッパの大手小売店やブランド向けにグラノーラをベースにしたさまざまな製品を製造しています。 パイオニアフーズは、今後数年間でネットゼロを達成するという目標を掲げ、エネルギー効率の向上、プロセスの最適化、炭素排出量の削減を目的としたプロジェクトを継続的に実施しています。 IETF補助金申請の成功による2021年のEnviryaによる最初の実現可能性レポートを受けて、Pioneer Foodsはエネルギーエンジニアリングパートナーと協力してオーブンのプロセス最適化プロジェクトを実施しました。

このプロジェクトの目的は、既存のオーブンに後付けできる確立された技術を通じて、工業用乾燥プロセスのエネルギー効率を最大化し、全体的なガス消費量と炭素排出量を削減することです。 3 台のオーブンに実装されるテクノロジーには次のものがあります。

IETF 助成金からの支援により、パイオニアフーズはネットゼロコミットメントに向けた省エネプロジェクトの実行に成功しました。 燃料と穀物の価格が上昇しているため、脱炭素化への投資はさらに困難になっています。 資金がなければ、プロジェクトは 1 台のオーブンのみに焦点を当て、最も早く回収するためにのみバーナー交換を実施することに限定されていたでしょう。 IETF からの CapEx 資金により、Pioneer Foods は 3 つのオーブンすべてでプロジェクトをターゲットにすることができ、全体的なプロセス効率が向上しました。

バーナー、熱回収、ダンパー制御、高効率モーターの導入後、プロジェクトによる全体的な二酸化炭素削減量は年間 326 tCO2e を超えると予想されます。 これにより、プロセスの効率が大幅に向上すると同時に、他の工業用低温プロセスの柔軟性、再現性、拡張性が実証されます。 これは、既存の低温熱プロセスを改修する利点を真に強調し、潜在的な障壁とそれらを実際にどのように克服できるかを概説します。

提供される IETF 助成金:£92,481プロジェクト費用:£184,962位置：ダービーシャー州バクストン学習コンテスト:ロイストの脱炭素化研究

Lhoist Group は、石灰、ドリム、ミネラルのリーダーです。 ベルギーに本社を置き、25 か国に拠点を置き、世界中に 100 以上の施設を構えています。 同社は顧客に寄り添い、顧客のニーズを理解し、顧客の活動に必要な高品質の製品を提供することでビジネスを差別化しています。 同社は 1889 年にベルギー国内で設立された家族経営の会社ですが、現在は世界中に 6,400 人の従業員がおり、国籍は 50 以上です。

英国内のその施設の 1 つは、ダービーシャーのバクストン近くにあるヒンドロー工場です。 Hindlow 工場では、化学、環境、建築、土木、ガス処理、水などの幅広い用途向けに、高品質の石灰、消石灰、その他の材料を製造しています。

ロイスト社は、このプラントが他の産業パートナーやプログレッシブ・エナジーとともに「ピーク・クラスター」プロジェクトの一部であることを嬉しく思っています。 このプロジェクトは、元の沿岸クラスターから少し離れた場所で産業規模での CO2 回収を構想するという、HyNet の一環としてすでに実施されている多大な取り組みに基づいています。 この資金は、ハインドローでの二酸化炭素回収の実現可能性に関する追加の研究を支援し、それを他の施設と組み合わせ、パイプラインソリューションを使用して排出物をアイリッシュ海の地下貯蔵所に安全に輸送します。

ヨーロッパのエネルギー戦略・移行ディレクターのアンドリュー・ジャクソン氏は、「ローイストはDESNZからIETFの資金提供を受けられることをうれしく思っており、プロジェクトをさらに発展させることを楽しみにしている。この種のプロジェクトは当社の炭素ロードマップと完全に一致しており、持続可能な社会を促進する」と述べた。ダービーシャー州ハインドローでは今後数十年にわたって高品質の工業用石灰の製造が可能であり、それが現実になることに興奮しています。」

提供される IETF 助成金:£19,000プロジェクト費用:£39,145位置：ウェールズ、レクサム学習コンテスト:シリアル製造におけるプロセスオーブンおよび乾燥機での熱回収

レクサムにあるケロッグの工場では、1970 年代後半から朝食用シリアルを製造しています。 シリアルの製造プロセスはエネルギーを大量に消費し、シリアルを高温で調理、乾燥、トーストするには大量の天然ガスが必要です。 この実現可能性調査において、同社は全体的なガス需要を削減するために、これらのプロセスからの廃熱を回収する可能性を評価しています。

この問題は、プロセスのさまざまな制約や操作要件、たとえば、生産の柔軟性を高めるために乾燥機をプロセスの他の部分から独立して操作する機能などにより、困難な課題となっています。 さらに、乾燥機はプロセスから独立して運転することができないため、運転時間は特定の時間帯に固定されます。 熱交換器ネットワークを実装するには、乾燥機とオーブンの間の物理的な距離も考慮し、詳細な工学設計を行う必要があります。 結果として得られるソリューションは、プロセスによって生成される廃熱を利用し、プロセス全体のエネルギー効率を向上させることを目的としています。

この実現可能性調査の目的は、エネルギー節約と炭素削減の機会を特定し、リスク、投資コスト、選択したソリューションに必要なリソースを合理的に理解することです。

IETF の実現可能性調査助成金と、同社の基金からのマッチファンディングを組み合わせて、この調査の費用をカバーします。 このプロジェクトにより、温室効果ガスの排出量が大幅に削減され、財政的節約がもたらされることが期待されており、これによりエネルギーコストの上昇がある程度緩和され、同社のカーボンニュートラル目標の目標が達成されることになる。 同社は IETF と協力してカーボンゼロの目標に向けて取り組んでいます。

技術開発マネージャーのフィル・メイキン氏は、「産業エネルギー変革基金のおかげで、当社のレクサム拠点は将来の持続可能性による節約とメリットを最大限に活用できると同時に、当社全体の二酸化炭素排出量を削減し、ケロッグの2030年カーボンニュートラル目標に向けた支援を行うことができます。」と述べた。

提供される IETF 助成金:73,100ポンドプロジェクト費用:£152,690位置：サウスヨークシャー州バーンズリー学習コンテスト:廃熱回収の利用可能性に関する実現可能性調査と、エネルギー効率を最大化するために廃熱エネルギーを再利用するアプローチの開発

バーンズリーのコーソーンにある Naylor Drainage の工場は、過去 130 年以来、特殊な土管やその他の建設製品を製造してきました。 土管の製造プロセスは非常にエネルギーを消費し、最初に土管を乾燥させ、次に特別に設計された窯で高温で焼くために大量の天然ガスが必要です。 この実現可能性調査において、同社は乾燥機のガス需要を相殺するためにキルンの排ガスからの廃熱を利用する可能性と、そうでなければ無駄になっていたであろう熱から電力を生成する可能性を評価している。

この問題は、プロセスのさまざまな制約や操作要件により困難です。たとえば、生産の柔軟性を高めるために乾燥機をキルンから独立して操作できること、熱源とシンクの間の物理的距離、複数のキルンからの熱の分散特性などが挙げられます。 、アクセス要件などを考慮し、慎重な検討、エンジニアリング設計、オーダーメイドのソリューションが必要になります。 この実現可能性調査の目的は、エネルギー節約と炭素削減の機会を特定し、リスク、投資コスト、選択したソリューションに必要なリソースを合理的に理解することです。

IETF の実現可能性調査助成金と、ネイラーの企業ファンドからのマッチファンディングを組み合わせて、このプロジェクトの費用を賄います。 このプロジェクトは、完成時には温室効果ガスの排出量を大幅に削減し、ガス消費量を節約することが期待されており、ガス価格の上昇からある程度免責されることになります。

そこで同社は、シェフィールド・ハラム大学のハラム・エナジー社を、この研究を主導する専門の下請け業者として任命した。 Hallam Energy は、ディレクターのアビシェク・アスタナ博士が率いており、5 つの IETF プロジェクトを含む 65 の産業効率化および脱炭素化プロジェクトを実施してきました。 Hallam Energy は、熱源と熱源のテスト、分析、エンジニアリング設計と仕様、提案された投資の財務モデリングを含む詳細な技術経済調査を実施しています。

ネイラー・インダストリーズのグループEHS責任者のアレックス・ファーラー氏は、「私たちは地球のために持続可能な方法で事業を運営し、2050年までに国の正味ゼロ排出目標の達成に向けて役割を果たすことに熱心に取り組んでいます。私たちはエネルギー効率の面で先頭に立っていきたいと考えています」と述べた。 「英国のセラミック産業の脱炭素化を目指しています。DESNZ からの IETF 助成金は、可処分資金が限られているものの、この野心的なプロジェクトを通じて環境への野心を実際の行動に変えたいと考えている当社のような業界にとって、極めて重要なリソースです。」

提供される IETF 助成金:£1,122,686プロジェクト費用:£3,207,676位置：マンチェスターエネルギー効率導入コンテスト:熱統合プロジェクト

キャリントンにおける熱統合プロジェクトの目的は、廃棄される蒸気蒸気からの熱を利用することにより、ポリプロピレン プラントでの蒸気消費量を削減することです。 したがって、天然ガスの使用量を削減するには、サイトのボイラーを介して蒸気を 30% 生成する必要があり、したがって大幅なコスト削減になります。 持続可能性の観点からは、年間 4,000 トン以上の CO2 が節約されます。

熱統合プロジェクト技術は、主反応器の下流にプロピレンリサイクルシステムを備えたポリプロピレンプラントに導入される予定です。 液体プロピレンは、プロピレン蒸気からポリマー固体を分離できるようにするために、現場での蒸気需要が最も大きい熱交換器で低圧蒸気を使用して気化されます。 プロパン除去塔リボイラーでは、現場で 2 番目に大きな蒸気需要を持つ熱交換器で低圧蒸気を使用してプロパンを蒸発させます。

熱統合スキームは、プロピレン再循環蒸気流で利用可能な顕熱と潜熱を利用して、プロパン除去塔リボイラーの熱負荷を提供するために提案されています。 これにより、ほとんどの場合、塔リボイラーで蒸気を利用する必要がなくなります。

新しいリボイラーと流量計を伴う配管システムの変更計画は、関連する制御および安全システムの変更を伴うこのプロジェクトの一環として設置されます。

このプロジェクトには、LyondellBasell の一部である Basell Polyolefins UK Ltd が 65% を出資し、35% は英国政府が出資します。

このプロジェクトは持続可能性の観点から見てこの施設にとって大きな変化であり、これにより工場は CO2 排出量に関する環境目標の達成を確実に前進させることができます。 政府の投資は、プロジェクトの IRR と回収率を非常に魅力的なものにするのに非常に役立ちましたが、初期投資が比較的高い持続可能性プロジェクトにとっては困難な場合があります。 天然ガス消費量の削減は、キャリントン工場、そして英国全体がポリプロピレンの生産において他国の工場との競争力を維持し、非常に競争の激しい業界のマージンを保護し改善するのに役立ちます。

キャリントンのサイトマネージャー/Basell Polyolefins UK LimitedのディレクターであるLudovic Museur氏は、「Lyondellbasellのキャリントンサイトは、顧客のニーズを実現する活動を維持し、CO2排出量を削減することで気候変動に対処するために、エネルギー消費量の削減に全力で取り組んでいます。熱統合プロジェクトの実施を可能にする補助金を与えてくださった IETF に本当に感謝しています。このプロジェクトは、天然ガス消費量を 30% 削減するだけでなく、サイトの総 CO2 排出量を 20% 削減します。本当の一歩の変化だ。」

提供される IETF 助成金:£1,038,853プロジェクト費用:£2,968,150位置：マンチェスターエネルギー効率導入コンテスト:グルコースチャネル上の流下膜式蒸気蒸発器を機械的蒸気再圧縮を使用するように変換します

カーギルは 155 年以上の経験を持ち、70 か国以上で 155,000 人の従業員を擁するグローバル企業です。 同社の主な目的は、農家と市場、顧客と食材、人々と動物を繁栄するために必要な食料と結び付けることです。 カーギルは、経験と新しいテクノロジーおよび洞察を組み合わせて、125 か国以上の食品、農業、金融、産業の顧客にとって信頼できるパートナーとしての役割を果たしています。

同社は 1865 年に米国で設立され、1955 年から英国で事業を展開しています。英国内には現在 20 の拠点があり、カーギル PLC はその 1 つであるマンチェスターにあります。 トラフォード パークにあるカーギル マンチェスターの工場は、食品原料およびバイオインダストリアル ビジネス ユニットの一部です。 この工場では、小麦を原料としてグルコース シロップ、エタノール、グルテンやふすまなどの副産物を製造しています。 グルコースの製造は 1911 年以来この場所で行われてきましたが、カーギルによるセレスターの買収が完了したときはカーギルが所有していました。 このサイトでは、プラントの蒸気と電力の要件を満たし、余剰電力を送電網に送出する大規模な CHP プラントを運営しています。

カーギル マンチェスターのグルコース精製チャネル 1 の最終生産段階では、顧客のレシピにブレンドして輸送用に積み込む前に、流下膜式蒸発器を使用してグルコースの乾燥固形分を増加させます。 グルコース精製所で実施されたエネルギーモデリングとピンチ分析により、確立された代替技術に切り替えることでエネルギーと CO2 排出量を削減できる潜在的な機会が特定されました。

このプロジェクトの提案は、既存の 4 段階流下膜式蒸発器を改造して、機械的蒸気再圧縮を利用して必要な蒸発を達成するというものです。 原則として、このプロジェクトには、電気ヒートポンプ技術による熱エネルギーから電気エネルギーへの切り替えが含まれます。 ファンを2台設置することで蒸発器内の熱蒸気を再圧縮して循環させ、熱媒体として利用します。 これにより、蒸発プロセス全体を通じて蒸気を継続的に追加する必要がなくなり、蒸気の削減につながります。 新しく設置されたファンによる追加の電力消費は相殺され、全体的な天然ガスの削減とそれに伴う CO2 排出量の削減につながります。

同社の広報担当者は、「このプロジェクトはIETFの資金提供なしには進行しないだろう。なぜなら、このプロジェクトは十分な経済的利益をもたらさず、カーギルからCAPEX資金を得るために必要な社内プロジェクトの回収基準を満たしていないからだ」と述べた。

提供される IETF 助成金:£2,622,157プロジェクト費用:£4,370,262位置：ウォリントン徹底的な脱炭素化導入競争:蒸気ボイラープロジェクトの水素燃料供給

Ingevity のウォリントン工場では、ポリウレタン CASE 用途 (コーティング、接着剤、シーラント、エラストマー) と、バイオプラスチックや医療などの熱可塑性プラスチック用途の両方に使用される、ポリカプロラクトンとして知られる特殊化学品群を製造しています。 これらの Ingevity 製品の製造には蒸気の形でエネルギーが使用され、現在 2 つの天然ガス燃焼ボイラーによって供給されています。

IETF助成金の支援を受けたこのプロジェクトは、工場の現在のボイラーシステムを、将来的に水素燃料に変換できるように装備された新しい天然ガス燃料ボイラーに置き換えることです。 メーカーの試算によると、新しいボイラーの設置によりエネルギー効率が 4.3% 改善され、カプロラクトン製品の二酸化炭素排出量を削減する同社の戦略をサポートし、水素の使用による将来の脱炭素化のさらなる機会を提供します。

第三者によって運営されている既存のボイラーは 1995 年から稼働していますが、信頼性が低く、メンテナンス費用が高額なため、経済的寿命が終わりつつあります。 Ingevity は新しいボイラー システムに投資を行っており、IETF の資金提供により、ボイラーを将来にわたって水素に変換できるようにするために必要なサイトのアップグレードが可能になります。

「Ingevity の使命は、私たちの周囲の世界を浄化し、保護し、強化することです」と Ingevity の上級副社長兼アドバンスト ポリマー テクノロジー担当社長の Steve Hulme 氏は述べています。 「業務効率を最適化し、持続可能性への取り組みをサポートするアップグレードを導入し、製品の使用から得られる利点を超えて、地球へのプラスの影響をさらに拡大できることをうれしく思います。」

3 つの新しい天然ガス燃料ボイラーが設置され、水素燃料を供給できる設備を後から設置できるスペースが提供されます。 ボイラー自体に新しい水素レットダウンステーションやその他の機器を設置することで、ボイラーは水素に対応できるようになります。 Ingevity による 3 つの新しいボイラーの試運転に際し、既存の蒸気プラントは休止され、その後取り壊される予定です。

新しいボイラー システムには、将来または燃料切り替え後に必要になった場合に備えて、4 番目のボイラーの容量も含まれます。 4 番目のボイラーからの出力により、システムが 100% 水素燃料供給に切り替わった場合、容量が追加され、最大蒸気生産量の引き下げによるリスクが軽減されますが、これはボイラー メーカーが予想される出力の減少を示しています。 4 番目のボイラーは同じ建物内に設置され、他の 3 つのボイラーと同じ製造プラントに供給されます。