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炭素循環製鉄システムのエネルギー源としての高温ガス炉の検討

Technical examination on high temperature gas-cooled reactor as energy source of active carbon recycling energy system for steelmaking

笠原 清司  ; 佐藤 博之  ; 稲垣 嘉之; 小川 益郎

Kasahara, Seiji; Sato, Hiroyuki; Inagaki, Yoshiyuki; Ogawa, Masuro

製鉄におけるCO$$_{2}$$排出量の削減、並びに還元材である炭素資源の供給安全保障を目的として、製鉄プロセスへの炭素循環エネルギーシステム(ACRES)の適用が検討されている。ACRESは炭素資源利用後に発生するCO$$_{2}$$を非炭素系一次エネルギーによって炭素資源(CO)に再生し、再利用するものである。この適用性を評価するためには、非炭素系一次エネルギーやCO$$_{2}$$再生技術の選定が重要な課題となる。CO$$_{2}$$再生には電気・水素・高温熱等の利用が考えられることから、これらの供給が可能な高温ガス炉がその候補として挙げられる。ここでは、炭素循環製鉄システムのエネルギー源としての高温ガス炉について、熱・物質収支等の検討を行った。また、再生可能エネルギーである太陽光・熱もACRESの非炭素系一次エネルギーとして有望と考えられる。そこで、高温ガス炉と太陽光・熱による電気・熱供給の併用を想定して、高温ガス炉における負荷変動追従の成立性についても検討し、高温ガス炉と太陽光・熱の併用が可能であることを示した。

Application of ACRES (Active Carbon Recycling Energy System) to steelmaking process is proposed for reduction of CO$$_{2}$$ emission and security of fossil fuel supply. ACRES is the concept of reuse of carbon element in CO$$_{2}$$ from fossil fuel usage by reducting to CO using non-fosssil primary energy. Selection of the primary energy and CO$$_{2}$$ reduction technology is important for the usability evaluation. High temperature gas-cooled reactor is a candidate of the energy, which can supply electricity, hydrogen and high temperature heat usable for CO$$_{2}$$ reduction. Technical examination on high temperature gas-cooled reactor as energy source of ACRES for steelmaking was carried out. Renewable solar energy is an also promising energy source. Here, ability of HTGR to follow load change was investigated and validated for parallel use of HTGR and solar energy.

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