クッパー･エンジニアリング社はアスプルンド･インフラストラクチャー･グループの一員であり、電力会社、発電事業者、エネルギー集約型顧客向けのインフラサービスおよびソリューションのリーディング企業です。クッパー･エンジニアリング社は、計画、設計から実施、立上げに至るまで、優れたフルサービスの専門エンジニアリング、エンジニアリングサポート、機器調達、オートメーション制御統合を提供します。
- 埋立地ガスを再生可能天然ガス(RNG)に変換するシステムを設計
- 現在から2026年までに20カ所のRNGプラントで実施
- ControlLogix®およびCompactLogix™制御システム、インテリジェント･モータ･コントロール･センタ、可変周波数ドライブなどのコンポーネントなどを含む、数十のアクチュエータ、モータ、バルブ、ポンプ、およびセンサで構成されたシステム
- ガス漏れをモニタ･検知し、換気を制御し、ファンを調整し、必要に応じてシステムを停止できる。
- 各20カ所で、毎分3,000～8,000標準立方フィートの埋立地ガスを再生可能な天然ガスに変換する。
食品･酪農事業から埋立地まで、クッパー･エンジニアリング社は企業が廃棄物や関連副産物を再生可能天然ガス(RNG)に変換するお手伝いをしています。有機廃棄物から排出されるバイオガスから作られるRNGは、パイプラインの品質基準に従って処理され、化石燃料の代替として使用されます。
エンジニアリング、制御、調達サービスのプロバイダであるクッパー社は、RNG生産施設の電気エンジニアリングサービスを提供する最初の企業の1社である。これまでに約30のRNGプロジェクトをサポートし、今後3年間でさらに30のプロジェクトを計画しています。これらには、埋立地ガスから供給されるRNGや、嫌気性消化システムを使用した動物性廃棄物や食品廃棄物が含まれます。
「「非再生可能」である天然ガスを地中から掘り出すのではなく、私たちは人間のプロセスの副産物を、人々が日常生活で利用できる資源に変えているのです」と、クッパー･エンジニアリング社の主任システムインテグレータであるジュード･マッテオ氏は語ります。
クッパー･エンジニアリング社のシニア･プロジェクト･マネージャであるウィリアム･モス氏は次のように付け加えました。「私たちがユニークなのは、エンジニアリングと制御の両方の会社として、このような高度に専門化されたプロジェクトにおいて、すべてのピースがどのように組み合わされるかを理解していることです。私たちは、初期設計から実施まで密接に関与し、これらのサイトのライフサイクルを通じてサポートします。」
クッパー社は、そのソリューションポートフォリオの一部として、10年以上にわたりロックウェル･オートメーションに信頼を寄せています。
課題
品質と管理が重要
クッパー社は、北米最大級の埋立処分場の運営会社が、その成長とサステナビリティ(持続可能性)戦略の一環として、RNGインフラを積極的に拡大するのを支援しています。
マッテオ氏は次のように説明します。「歴史的に、ゴミは埋立地に埋めると腐敗し、悪臭を放ち、蓄積すると非常に危険で、環境やオゾンに悪影響を及ぼすガスが発生しました。事業者がこの問題に対処する最初の方法は、埋立地のガスを除去してフレアすること、焼却することでした。しかし現在では、一連のプロセスを経て、埋立地からガスを取り出し、洗浄し、実質的に天然ガスに変えることができるようになりました。」
この事業者は、発生したRNGを輸送車両の燃料として使用し、残りを天然ガスパイプラインに戻す計画です。埋立地ガス(LFG)をパイプラインの高品質ガスに変換するプロセスには、厳しいガイドラインが適用されるため、プロセス管理が最も重要となります。
クッパー社のシニア･プロジェクト･マネージャであるマイケル･マーカム氏は次のように述べています。「埋立地のガスは通常、50%がメタンで、大量の二酸化炭素(CO2)と少量の微量成分が含まれています。CO2と微量成分を除去することで、最終的に純度98%のメタンを得ることができます。それには、圧縮、冷却、加熱、濾過などの工程が必要です。」
この制御システムには何十ものアクチュエータ、モータ、バルブ、ポンプ、およびセンサがあり、設計、接続、および制御が複雑です。クッパー社がLFGからRNGプロジェクトでControlLogix®およびCompactLogix™制御システム、インテリジェント･モータ･コントロール･センタ、可変周波数ドライブなどのロックウェル･オートメーショ ン製品を使用しているのはそのためです。
これらのテクノロジは、従業員とシステムの安全にとっても重要です。これらの技術は、施設のガス漏れのモニタと検出、換気の制御、ファンの調整、および必要に応じてシステムのシャットダウンを支援します。
ソリューション
プラント設計と設備の標準化
「私たちは、さまざまな規模のプロジェクトにおいて、プラントの設計と設備を標準化し、安全、信頼性、一貫性を確保したいという要望をお持ちのクライアントと関わるよう依頼されました」と、マーカム氏は説明します。
現在から2026年までの間に、クライアントは16,000から30,000平方フィートの4つのサイズで20カ所のRNGプラントを建設する予定を立てています。これらのプラントは、毎分3,000～8,000立方フィートのLFGを処理する能力を持っています。
マッテオ氏は次のように述べています。「このような施設では、設置、構成、統合が必要な何百ものコンポーネントを使用して、高速で動作する複雑なプロセスを実行します。ロックウェル･オートメーションの製品を使用することで、最も簡単で迅速な方法が実現できます。このようなプラントを今後も建設する予定なので、テンプレート化するようにしています。プログラミングを標準化し、モジュール化することができるため、ロックウェル･オートメーションの製品の性能を頼りにしています。」
これらはすべて、生産時間を最大化するために不可欠なものです。
マッテオ氏は次のように説明します。「消化漕であれ埋立地であれ、このクライアントのケースのように、常に継続的に処理しなければならないガスが発生しています。プラントが稼動していないときはいつでも、そのガスをどうにかしなければならず、通常はフレアリングすることになります。ですから、信頼性の向上は非常に有益です。」
結果
潜在的な経済的･環境的メリット
クッパー社は、2023年春に、このクライアントの現在のポートフォリオのための最初の標準化されたLFGからRNGへのサイトを稼動させ、2024年にはさらに約8カ所、その後の数年間で残りを稼動させる予定です。
平均的な施設では、年間78万MMBtu以上のRNGを回収･生産できる可能性があります。MMBtuは、発熱量と燃料価値を測定するために使用される一般的な指標です。この量は、年間2万6,000世帯以上または大型トラック676台分に相当し、530万ガロン以上のディーゼル燃料に相当します。化石燃料のかわりにこの規模のプラントからRNGを使用することで、年間5万トン以上の温室効果ガス排出を削減できる可能性があります。
マーカム氏は次のように述べています。「私たちは、このクライアントが厄介なガスの副産物を利用可能なエネルギーに変える手助けをしています。廃棄のために資本金や年間資金を費やすかわりに、環境にやさしく、収益性の高いエネルギー源を生産することができるのです。」
公開 2023年11月15日