プロセスシミュレーションソフト(SIM)活用による：プラントのエネルギー効率改善－プラントシミュレータを用いたエネルギー効率改善

摘要

原油価格の急激な高騰は，毎日のように新聞紙上を賑わせている。 この文章を執筆している段階で60ドル／バレルを越えた水準であるが，過去を振り返ってみると1940年代からの推移は，図1のように2度のオイルショックで1980年代前半は30ドル前後に上昇したものの，その後は15～20ドル程度で推移しており，2000年に入ってからは大幅な高騰に転じている。 オイルショック前は2，3ドルの水準であるから，30ドルというのは相当なインパクトであった。 これに対して1973年以降，石油の安定供給，代替エネルギー開発と並んで省エネルギーというエネルギー政策が推進され，各方面で取り組みが行われた。 図2は各産業のエネルギー消費原単位の推移を，1973年を100としてプロットしたものであるが，原油価格の高騰に呼応するように大幅なエネルギー消費量の削減が図られたことが読みとれる。 とくに化学業界は，第1次オイルショック後10年で，エネルギー消費量を50％までの水準に下げることに成功している。一方，1992年に開催された地球サミットを機に地球温暖化問題への関心が高まり，1997年の京都会議で数値目標が設定されるに至った。 日本は2008年から2012年までに，1990年に対して6％削減を目標として設定した。 地球温暖化の原因の大部分は温室ガス効果のあるCO{sub}2の増加であり，ほとんどは化石燃料の消費によるものである。 温暖化対策はすなわち省エネルギーへの取り組みということになる。 これに対して，経団連は1996年に環境に関する自主行動計画を発表した。 業界団体ごとに2010年をゴールにした数値目標を掲げている。日本化学工業協会および石油連盟ではともにエネルギー原単位で2010年までに1990年の90％を目標にしていた。2004年度フォローアップ結果の報告では，化学業界で89％，石油業界で87％を達成したという。 前倒しで達成できたわけであるが，CO{sub}2排出量では残念ながら1998年以降一進一退を繰り返しており，生産量の増加が影響している。 このためさらなるエネルギー原単位の削減が必要とされている。 熱回収やエネルギー効率改善に対して，エクセルギー解析やピンチテクノロジーなどの技術は，定常状態の熱収支を使って有効な熱回収ポイントを見つけるのに威力を発揮してきた。 最近は静的なバランスによる検討のみばかりでなく，運転レベルまで立ち入って改善の影響を評価することが行われている。本稿では，ダイナミックシミュレータを使ったエネルギー効率改善の検討事例，直接的にはエネルギー効率改善の事例ではないが，工場全体のエネルギー消費量の監視をオンラインで行うシステムについて紹介する。