日揮など 再生可能エネ由来水素でアンモニア合成などに成功

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2018年10月24日

 日揮と産業技術総合研究所(産総研)で構成するグループは、内閣府総合科学技術・イノベーション会議の戦略的イノベーション創造プログラム(SIP)「エネルギーキャリア」のもと、共同で研究を進めていた再生可能エネルギーによる水の電気分解で製造した水素を原料とするアンモニアの合成と、合成したアンモニアを燃料としたガスタービンによる発電に世界で初めて成功した。

 日揮・産総研グループは、水のエネルギーキャリアとしてのアンモニアの優位性に基づき、2014年から「新規アンモニア合成触媒および再生可能エネルギーによる水の電気分解で得られた水素を原料としたアンモニア合成プロセス」の研究を進めてきた。

 今年5月には、産総研・沼津工業高等専門学校・日揮触媒化成と共同で、触媒に使用する担体や触媒の製造方法を改良することに成功。日揮グループは産総研福島再生可能エネルギー研究所(郡山市)の敷地内に建設した同触媒と一時的な水素供給用に設置した高純度水素ガスボンベを用いてアンモニアを合成する実証試験装置により、実証試験(アンモニア生産能力日量20kg)を開始した。

 新たに開発した触媒が低温・低圧で高い活性を持つことを確認するとともに、再生可能エネルギーの使用時に課題となる急な運転条件の変更によるアンモニア製造量の変動に対応できることが検証できた。

 これを受け、同社グループは実証試験時に使用した高純度水素ガスボンベの代わりに、太陽光発電設備で発電した電力による水の電気分解を通じて製造した水素を用いてアンモニアの合成試験を行い、合成したアンモニアを燃料にガスタービンによる発電試験(発電量47kW)を実施した。

 なお、水素製造の同試験では産総研福島再生可能エネルギー研究所、アンモニアガスタービン発電の同試験ではSIPの「アンモニア直接燃焼」チームが協力。同社グループによる再生可能エネルギーを活用した水素・アンモニアの製造と、これを燃料とした発電は世界初で、製造から発電に至るまでCO2を排出しないアンモニア(CO2フリー)を活用したエネルギーチェーンの確立に前進した。

 今後も同社グループは、再生可能エネルギーを活用したアンモニアの製造コスト低減に向けて研究開発を行うとともに、SIPエネルギーキャリア研究が2030年を目途に推進する「日本が革新的で低炭素な水素エネルギー社会を実現し、水素関連産業で市場をリードする」ビジョンの達成を通じて、エネルギーの多様化と低炭素社会の実現に向けて積極的に取り組んでいく考えだ。