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公開番号2024113237
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-08-22
出願番号2023018067
出願日2023-02-09
発明の名称水素アンモニア関連のアセット管理装置、管理方法およびプログラム
出願人三菱重工業株式会社
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類F23C 1/00 20060101AFI20240815BHJP(燃焼装置;燃焼方法)
要約【課題】脱炭素目標の実現に向けて水素やアンモニア利用を行う最適なアセット管理を実施する。
【解決手段】アセット管理装置は、評価対象システムの設備状況と、実用可能な設備を表す設備情報と、評価対象システムに対する要求事項とを入力する入力部と、評価対象システムが、水素またはアンモニアの供給装置と、化石燃料と水素またはアンモニアとを混焼する燃焼装置と、燃焼装置の排気ガスから二酸化炭素を回収する回収装置とを備える場合に、選択肢となる供給装置と燃焼装置と回収装置との組み合わせを、設備状況と設備情報とに基づいて設定する選択肢設定部と、評価対象システムが排出する二酸化炭素に係る所定の指標をおよび要求事項に基づいて、目的関数と制約条件を設定し、選択肢を評価対象として、目的関数を最小化または最大化する選択肢を求める最適化部と、を備える。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
評価対象システムの設備状況と、実用可能な設備を表す設備情報と、前記評価対象システムに対する要求事項とを入力する入力部と、
前記評価対象システムが、水素またはアンモニアの供給装置と、化石燃料と前記水素またはアンモニアとを混焼する燃焼装置と、前記燃焼装置の排気ガスから二酸化炭素を回収する回収装置とを備える場合に、選択肢となる前記供給装置と前記燃焼装置と前記回収装置との組み合わせを、前記設備状況と前記設備情報とに基づいて設定する選択肢設定部と、
前記評価対象システムが排出する二酸化炭素に係る所定の指標および前記要求事項に基づいて、目的関数と制約条件を設定し、前記選択肢を評価対象として、前記目的関数を最小化または最大化する前記選択肢を求める最適化部と、
を備える設備構成の提案を含むアセット管理装置。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
前記最適化部は、前記目的関数を最小化または最大化する、前記選択肢と、前記水素またはアンモニアと前記化石燃料との推奨混焼率とを求める
請求項１に記載のアセット管理装置。
【請求項３】
前記指標は、前記評価対象システムの二酸化炭素排出削減率、二酸化炭素削減コスト効率、二酸化炭素の単位排出量当たりの創出利益、または、バリューチェーン総二酸化炭素排出量の１つ以上を含む
請求項１または２に記載のアセット管理装置。
【請求項４】
前記選択肢設定部は、前記評価対象システムのメンテナンス情報および／または市場情報に基づき、段階的に混焼率を向上させるよう複数の前記選択肢を設定する
請求項３に記載のアセット管理装置。
【請求項５】
前記燃焼装置は、ガスタービン、ボイラ、発電用エンジンまたは舶用エンジンの１以上を含む
請求項４に記載のアセット管理装置。
【請求項６】
前記供給装置は、水素またはアンモニアの製造装置、貯蔵装置または輸送船の少なくとも１つを含む
請求項５に記載のアセット管理装置。
【請求項７】
前記評価対象システムは、前記排気ガスに対する脱硝装置または脱硫装置の少なくとも１つをさらに備える
請求項６に記載のアセット管理装置。
【請求項８】
前記設備情報は、前記実用可能な設備として前記燃焼装置の構成部品の一部を更新した設備を含む
請求項７に記載のアセット管理装置。
【請求項９】
評価対象システムの設備状況と、実用可能な設備を表す設備情報と、前記評価対象システムに対する要求事項とを入力するステップと、
前記評価対象システムが、水素またはアンモニアの供給装置と、化石燃料と前記水素またはアンモニアとを混焼する燃焼装置と、前記燃焼装置の排気ガスから二酸化炭素を回収する回収装置とを備える場合に、選択肢となる前記供給装置と前記燃焼装置と前記回収装置との組み合わせを、前記設備状況と前記設備情報とに基づいて設定するステップと、
前記評価対象システムが排出する二酸化炭素に係る所定の指標および前記要求事項に基づいて、目的関数と制約条件を設定し、前記選択肢を評価対象として、前記目的関数を最小化または最大化する前記選択肢を求めるステップと、
を含む管理方法。
【請求項１０】
評価対象システムの設備状況と、実用可能な設備を表す設備情報と、前記評価対象システムに対する要求事項とを入力するステップと、
前記評価対象システムが、水素またはアンモニアの供給装置と、化石燃料と前記水素またはアンモニアとを混焼する燃焼装置と、前記燃焼装置の排気ガスから二酸化炭素を回収する回収装置とを備える場合に、選択肢となる前記供給装置と前記燃焼装置と前記回収装置との組み合わせを、前記設備状況と前記設備情報とに基づいて設定するステップと、
前記評価対象システムが排出する二酸化炭素に係る所定の指標および前記要求事項に基づいて、目的関数と制約条件を設定し、前記選択肢を評価対象として、前記目的関数を最小化または最大化する前記選択肢を求めるステップと、
をコンピュータに実行させるプログラム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、設備構成の提案を含むアセット管理装置、管理方法およびプログラムに関する。
続きを表示（約 2,600 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、次のようなシステムが記載されている。すなわち、特許文献１に記載されているシステムは、ガスタービンシステムを備える。また、このガスタービンシステムは、ガスタービンと、ガスタービンシステムから排気ガスを受けるように構成された後処理システムと、制御装置とを含む。また、この制御装置は、入力を受け、入力に基づいてガスタービンおよび後処理システムを有する産業プラントの作動挙動をモデル化し、産業プラント用の１つ以上の動作パラメータ設定値を決定し、コスト関数の出力を減らす１つ以上の動作パラメータ設定値を選択し、産業プラントを制御するために１つ以上の動作パラメータ設定値を適用するように構成されている。特許文献１に記載されているシステムでは、ガスタービンおよび後処理システムのための設定値をリアルタイムで生成することによって、例えば、効率を高めたり、排出量を減らしたりすることで、燃料費および生涯運転費を削減しながら、長期間にわたってコンプライアンスを維持し、触媒の健全性監視を提供することができるとされる。
【０００３】
ところで、現在の脱炭素技術には、バリューチェーン全体でのＣＯ
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（二酸化炭素）をはじめとする排出ガス管理が求められており、その制約の中でシステム最適化を図る必要がある。また、既存設備からより脱炭素を実現する設備への移行において、実現可能かつ最も有効なアセット管理が課題となっている。また、本開示が対象とする水素やアンモニア関連設備については、既存の化石燃料からの段階的に置き換えが検討されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
米国特許第１００８２０６０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本開示は、上記課題を解決するためになされたものであって、脱炭素目標の実現に向けて水素やアンモニア利用を行う最適なアセット管理を実施することができる設備構成の提案を含むアセット管理装置、管理方法およびプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本開示に係る設備構成の提案を含むアセット管理装置は、評価対象システムの設備状況と、実用可能な設備を表す設備情報と、前記評価対象システムに対する要求事項とを入力する入力部と、前記評価対象システムが、水素またはアンモニアの供給装置と、化石燃料と前記水素またはアンモニアとを混焼する燃焼装置と、前記燃焼装置の排気ガスから二酸化炭素を回収する回収装置とを備える場合に、選択肢となる前記供給装置と前記燃焼装置と前記回収装置との組み合わせを、前記設備状況と前記設備情報とに基づいて設定する選択肢設定部と、前記評価対象システムが排出する二酸化炭素に係る所定の指標および前記要求事項に基づいて、目的関数と制約条件を設定し、前記選択肢を評価対象として、前記目的関数を最小化または最大化する前記選択肢を求める最適化部と、を備える。
【０００７】
本開示に係る管理方法は、評価対象システムの設備状況と、実用可能な設備を表す設備情報と、前記評価対象システムに対する要求事項とを入力するステップと、前記評価対象システムが、水素またはアンモニアの供給装置と、化石燃料と前記水素またはアンモニアとを混焼する燃焼装置と、前記燃焼装置の排気ガスから二酸化炭素を回収する回収装置とを備える場合に、選択肢となる前記供給装置と前記燃焼装置と前記回収装置との組み合わせを、前記設備状況と前記設備情報とに基づいて設定するステップと、前記評価対象システムが排出する二酸化炭素に係る所定の指標および前記要求事項に基づいて、目的関数と制約条件を設定し、前記選択肢を評価対象として、前記目的関数を最小化または最大化する前記選択肢を求めるステップと、を含む。
【０００８】
本開示に係るプログラムは、評価対象システムの設備状況と、実用可能な設備を表す設備情報と、前記評価対象システムに対する要求事項とを入力するステップと、前記評価対象システムが、水素またはアンモニアの供給装置と、化石燃料と前記水素またはアンモニアとを混焼する燃焼装置と、前記燃焼装置の排気ガスから二酸化炭素を回収する回収装置とを備える場合に、選択肢となる前記供給装置と前記燃焼装置と前記回収装置との組み合わせを、前記設備状況と前記設備情報とに基づいて設定するステップと、前記評価対象システムが排出する二酸化炭素に係る所定の指標および前記要求事項に基づいて、目的関数と制約条件を設定し、前記選択肢を評価対象として、前記目的関数を最小化または最大化する前記選択肢を求めるステップと、をコンピュータに実行させる。
【発明の効果】
【０００９】
本開示の設備構成の提案を含むアセット管理装置、管理方法およびプログラムによれば、脱炭素目標の実現に向けて水素やアンモニア利用を行う最適なアセット管理を実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本開示の第１実施形態に係る設備構成の提案を含むアセット管理装置（以下、アセット管理装置ともいう）の構成例を示すブロック図である。
本開示の第１実施形態に係る産業システムの構成例を示すブロック図である。
本開示の第１実施形態に係る評価対象システムの構成例を示すブロック図である。
本開示の第１実施形態に係るアセット管理装置の動作例を示すフローチャートである。
本開示の第１実施形態に係る設備状況の例を示す模式図である。
本開示の第１実施形態に係る設備情報の例を示す模式図である。
本開示の第１実施形態に係る要求事項の例を示す模式図である。
本開示の第１実施形態に係る出力結果の例を示す模式図である。
本開示の第１実施形態に係る出力結果の例を示す模式図である。
本開示の第２実施形態に係る評価対象システムの構成例を示すブロック図である。
少なくとも１つの実施形態に係るコンピュータの構成を示す概略ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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