火力発電の代替燃料としてアンモニアが注目を浴びている。既存の発電プラントを活用できる利点は大きいが、燃料製造時に課題がある。

 燃焼時にCO2を排出しないアンモニアが石炭・石油の代替燃料として注目されている。政府とエネルギー企業などで構成する官民協議会は21年2月、その導入拡大に向けたロードマップを公表した。

 現在、国内のアンモニア需要は工業用が中心で年間約100万t。これを30年に年間300万t、50年に3000万tまで拡大し、発電や工業炉、船舶や自動車の燃料などに利用することでCO2排出を削減する。

 最も期待されているのが発電分野だ。50年までに大手電力の全ての石炭火力をアンモニアだけで発電する「専焼」に切り替えればCO2排出量を約2億t削減でき、現在の電力部門からの排出量を半減できるとみている。まず30年に向けて20%混焼の導入・普及を目指し、その後順次、混焼率を拡大していく。

■ 燃料アンモニア利用拡大へのロードマップ
■ 燃料アンモニア利用拡大へのロードマップ
* 熱量等価での水素換算

2030年までに石炭火力発電への20%アンモニア混焼の導入を進め、徐々に混焼率を高め、50年までに100%アンモニアの専焼を開始する
(出所:燃料アンモニア 導入官民協議会資料)
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石炭火力発電所で実証に着手

 燃料アンモニアの発電利用に先行して取り組んでいるのが、東京電力フュエル&パワーと中部電力が折半出資する国内最大の発電事業者であるJERAだ。

 国内に27カ所の火力発電所を保有し、国内のCO2総排出量の1割強を占める同社は20年10月に「JERAゼロエミッション2050」を公表。50年までの事業活動に伴うCO2排出実質ゼロを宣言した。再生可能エネルギーの拡大の他、火力発電所にアンモニア混焼や水素混焼を導入することで脱炭素化を進める方針だ。

 アンモニア混焼技術については、中部電力が16年から内閣府の戦略的イノベーション創造プログラム(SIP)に参画して開発を進めてきたものをJERAが引き継いだ。20年、新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)の委託事業としてアンモニア混焼に必要な設備の詳細設計やコスト評価などを行い、21年春からは愛知県の碧南火力発電所において20%混焼の実証実験に着手する。

 「アンモニアは石炭火力プラントとの相性が良く、混焼する場合に大がかりな改造工事を必要としないという利点がある」と、経営企画本部調査部 技術経営戦略ユニット長の尾崎亮一氏は話す。ボイラーにアンモニアを送り込むパイプラインを増設し、専用のバーナーに取り替えるという小規模改造で済む(下の図)。

■ 石炭火力発電所を改造してアンモニア混焼を実証
■ 石炭火力発電所を改造してアンモニア混焼を実証
石炭火力発電プラントのボイラーに燃料のアンモニアを送り込むパイプラインを増設し、専用のバーナーに改造すれば混焼が可能になる。脱硝装置や脱硫装置などはそのまま使用できる。アンモニアは燃料の輸送技術が進んでおり早期実用化が期待できる
(出所:JERA)
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