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» 2014年12月17日 10時00分 公開

CO2排出ゼロの新エネルギー「アンモニア発電」とは?5分で分かる最新キーワード解説(2/3 ページ)

[土肥正弘,ドキュメント工房]

世界初のアンモニア発電の仕組みは?

 再生可能エネルギー研究センターでの実証実験は、不慮の事故が起きないよう慎重に行われた。マイクロガスタービンは既存の設備を流用し、アンモニアなどが供給できるガス配管を追加した上、燃焼器を試作するなどの改修を施した。

 まずは灯油だけを供給してガスタービンを起動して発電を開始し、21キロワットで安定した発電ができたところで、気体燃料を供給するガス配管に窒素ーアンモニア混合ガスを供給してアンモニアの燃焼を開始した。

 ゆっくりと供給するアンモニアの割合を増やし、窒素の割合を減らすようにした。最終的に窒素供給を止め、灯油とアンモニアによる発電にもっていった。発電出力を変えないように徐々に灯油の割合を下げていくと、灯油の供給量を30%削減した状態でも21キロワットの出力が安定して維持できた。つまり、図3に見るように、アンモニアの燃焼量が増えて、灯油の流量を30%少なくしても、同じ発電出力を保てたというわけだ。

灯油とアンモニアの混焼実験の経過 図3 灯油とアンモニアの混焼実験の経過(出典:産総研)

 また、ガスタービンでの燃焼により生成したガスは、その先に設置されたNOx除去装置に導かれ、アンモニアを供給してNOxを還元した。アンモニアの濃度を上げるほどにNOx濃度は減少し、最終的には環境基準に見合う濃度にまで下げられた(図4)。

排気ガスに添加したアンモニアの効果 図4 排気ガスに添加したアンモニアの効果(出典:産総研)

 つまり、灯油を3割減らしてCO2排出を削減した上、NOxの排出も環境基準内に収めることに成功したことになる。研究チームは、既に次の実証実験に備えた設備を建築中で、12月中にはアンモニアだけを利用する発電実験が開始される予定だ。

 ただし、研究チームは必ずしもフルアンモニアでの発電だけを考えているわけではない。実験により、従来の燃料とアンモニアの混焼により、化石燃料の量が減らせることが分かっている。現在、最も高効率な天然ガスを用いたガスタービン発電の燃料の一部をアンモニアに替えることで、コストを抑えながらCO2排出も抑制することも視野に入った。

 アンモニアはやがて量産されるようになって低価格化することが見込まれてはいるものの、それでも天然ガスに比べて高価なものになるだろう。天然ガスをベースにしながら、アンモニアによって一部を代替することが、現実的な考え方かもしれない。

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