IHI、世界初・液体アンモニア100%燃焼によるガスタービンで、CO2フリー発電を達成。温室効果ガスを99%以上削減

株式会社IHIは、2,000kW級ガスタービンで液体アンモニアのみを燃料とするCO₂フリー発電を実現。
燃焼時に発生する温室効果ガスを99%以上削減することに成功したことを発表した。

アンモニア（NH₃）は、炭素（C）を含まないため、燃焼時にCO₂を排出しない燃料として、既存発電設備で利用できる。IHIが取り組む、ガスタービンの燃焼器内に液体アンモニアを直接噴霧する燃焼方式は、貯蔵タンクからガスタービンまでの供給システムの簡素化や制御性向上など、社会実装に向けた利点があるという。

課題は、液体アンモニアは、天然ガスやアンモニアガスよりも燃焼性が低く燃えにくいため、アンモニア混焼率を高めた際、安定的なアンモニア燃焼と排気ガス中の温室効果ガスの排出抑制だった。これまでは、70%を超える高いアンモニア混焼率での運転時、CO₂の約300倍の温室効果を持つ温室効果ガスの一種・亜酸化窒素（N₂O）が発生し、CO₂排出量を削減できても温室効果ガス削減にはつながっていなかった。

今回、IHI横浜事業所の2,000kW級ガスタービンに、新たに開発した燃焼器を搭載して試験を実施した結果、70～100%の高いアンモニア混焼率でも温室効果ガス削減率99%以上を達成し、液体アンモニアのみの燃焼で2,000kWの発電ができることを実証したという。

今後の開発では、さらに窒素酸化物（NOx）を削減していくとともに運用性の向上や、長時間の耐久性評価を行い、2025年の液体アンモニア100%燃焼ガスタービン実用化に向けた取り組みを進めていくとしている。

また、IHIグループでは、再エネ適地国で、再エネ電力を利用することで製造・利用時にCO₂を排出しない、グリーンアンモニアを製造するプロジェクトも進めており、水素・アンモニアバリューチェーンの構築を積極的に推進していくという。CO₂の有効利用のためのカーボンリサイクル技術など、カーボンニュートラルを実現する多様なソリューションを提供することで、2050年カーボンニュートラル社会の実現に寄与したいとしている。

N₂O濃度および温室効果ガス削減率

温室効果ガス削減率

化石資源など炭化水素燃料のみを燃焼した際の温室効果ガス排出量を100%として、アンモニア燃焼により削減された温室効果ガス排出量の比率と定義。

炭化水素燃料をアンモニアで置き換えれば、CO₂排出量は削減できるが、燃焼時にN₂Oが発生すると温室効果ガス削減につながらない場合があるという。本研究開発では、温室効果ガスとしてCO₂とN₂Oを考慮している。