アンモニアを燃料とするガスタービン発電に成功
―メタン混合燃焼、100%専焼とも排ガスのNOx基準以下に
:産業技術総合研究所/東北大学(2015年9月17日発表)

 (国)産業技術総合研究所は9月17日、総研究所再生可能エネルギー研究センターと東北大学との共同研究で、アンモニアを燃料にしたガスタービン発電に成功したと発表した。大型火力発電所で石炭や天然ガスからアンモニア燃料に切り替えが進むことができれば、火力発電所による温室効果ガスの二酸化炭素(CO2)の大幅な削減に寄与すると期待されている。

 

■発電での温室効果ガスの大幅削減に期待

 

 アンモニア(NH3)は分子中に炭素を含まず、燃焼しても水と窒素しか発生しない。このため、従来の燃料の一部をアンモニアに換えるだけでもCOの削減効果は大きいとみられている。しかし、アンモニアは一般の燃料より着火しにくく、燃焼速度も遅いのが難点で、これまでアンモニア燃料のガスタービン発電は行われていなかった。

 産総研ではこれまで、さまざまな燃料が使えるガスタービンを用いた発電の実証試験を行い、2014年に灯油にアンモニアを約30%混焼させて21kwの発電に成功している。産総研はその後、アンモニアを主力の燃料としたガスタービン運転の技術開発を進めてきた。

 産総研は今回、福島再生可能エネルギー研究所で、「メタン・アンモニア混焼試験」と「アンモニア専焼試験」の2つを実施した。混焼試験では、噴射弁に灯油を供給してガスタービンを起動し、タービン回転数が分速7万5000回転で安定したところにメタンを供給、さらに灯油供給を停止し、アンモニアを加えて出力を調整し41.8KWの発電を達成した。また、専焼試験では灯油でガスタービンを起動した後にアンモニアを加え、続いてアンモニア専焼に移行し同様に41.8KWの出力を達成した。

 混焼、専焼ともに燃焼後の排出ガスにアンモニアを適量添加し、脱硫装置で処理することで有害な窒素酸化物(NOx)を環境基準以下の10ppm未満に削減した。 

 今後は、燃焼強化とともに低NOx燃焼で、アンモニア発電システムの実現を目指す。

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図

左は、メタン・アンモニア混焼での供給燃料の切り替えと発電出力の変化。右は、アンモニア専焼(提供:(国)産業技術総合研究所)