エナジートランジションに貢献する革新的水素発電・製造技術
三菱重工業株式会社
技術・サービス概要
エナジートランジションがグローバルに加速する中で,三菱重工業株式会社の主力製品であるガスタービンコンバインドサイクル·汽力発電のカーボンニュートラルへの対応も急務です。
これら火力発電の脱炭素化には,発電設備の脱炭素化技術開発に加え,燃料の一つとなる水素を製造する技術開発が必要不可欠です。 当社では,発電設備のみならず,水素製造装置についても開発に取り組んでいます。
目的
地球温暖化問題の解決は人類の重要な課題であり，気候変動枠組条約締約国会議（COP）をはじめとする，国際的な気候変動対策への気運の高まりを受けて，日本国政府は 2020 年 10 月，2050 年までに温室効果ガスの排出を全体としてゼロにする“カーボンニュートラル”を目指すことを宣言しました。“排出を全体としてゼロ”とは，二酸化炭素（CO2）をはじめとする温室効果ガスの“（人為的な）排出量”から，植林や森林管理などによる“（人為的な）吸収量”を差し引いて，実質的な CO2排出量をゼロにすることを意味します。このカーボンニュートラルの達成のためには，再生可能エネルギーの大幅な普及拡大が不可欠です。また，それと並行して，経済性やエネルギーの安定供給を維持することもまた重要です。
当社は，既存の火力発電設備のエナジートランジションを進めることにより，社会的負担を最小化しながら，現実的かつ早期にカーボンニュートラル社会を実現することを目指しています。
特徴
三菱重工グループでは，“MISSION NET ZERO”を宣言し，当社グループの生産活動及びバリューチェーン全体からの CO2排出量 Net Zero を 2040 年までに実現し，お客様が 2050 年までにカーボンニュートラルを実現可能な製品，技術を提供することを目指しています。主な取組みとして，エナジートランジションによる事業・製品の低・脱炭素化を図り，加えて CO2 回収を含めたCCUS（Carbon Capture Utilization and Storage）の拡大を進め，カーボンニュートラル社会づくりに貢献します。
短時間の蓄エネルギーには，リチウム電池が有利ですが，数日・週間単位の比較的長期間の蓄エネルギーには，水素など化学エネルギーへの変換が有利です。世界の多くの地域では再生可能エネルギーの普及が進み，再生可能エネルギーの余剰電力による水電解により製造される水素の普及が進むと予想されます。一方で，日本・韓国等の再生可能エネルギー資源に恵まれない地域では，輸送効率が高いアンモニア利用の普及とともに，既存の天然ガスインフラを活かして水素を生成できるターコイズ水素への期待が高いです。ターコイズ水素は，天然ガスを熱分解することで生成され，炭素を固体で取り出すことができる特徴を有します。一口に脱炭素と言っても，各地域のニーズに沿った脱炭素技術の実証・社会実装が急がれます。
化石燃料からの脱却による社会的負担を軽減するためには，安価な水素が必要となる。電解による水素製造コストは，その大部分が電気代であるため，高効率なエネルギー転換技術が求められる。また，水素利用は数 MPa の高圧になることが多く，水素の圧縮動力は，システム全体の効率を大きく低下させる。通常，気体を圧縮するよりも，液体を加圧した方が消費エネルギーを抑制できるため，高圧な水・水蒸気を電解可能な装置が望ましい。
当社エナジードメインでは，まず初めに発電用途での水素利用に焦点を当て，高圧・高効率・大容量な固体電解質水蒸気電解（SOEC：Solid Oxide Electrolysis Cell），アニオン交換膜（ＡＥＭ：Anion Exchange Membrane）水電解及び，メタン熱分解によるターコイズ水素製造の３種類の水素製造技術開発に取り組んでいる。また，これらの電解装置を用いる合成燃料製造技術開発にも取り組んでいます。これら要素技術の総合的長期実証は，当社高砂地区の高砂水素パークにて，要素技術開発は，同長崎地区にある長崎カーボンニュートラルパークにて実施しています。
効果
エナジートランジション技術を用いて，当社の 2040 年に向けた三菱重工グループの宣言“MISSION NET ZERO”の達成を目指すとともに，カーボンニュートラル社会の実現に貢献します。
規制対象物質
参考資料
展開可能国
- 日本
- 東南アジア
- 中央、南アジア
- 中国、東アジア
- 中東
- アフリカ
- オセアニア
- 北米
- ヨーロッパ
- 中南米
- アセアン諸国
インドネシア,カンボジア,シンガポール,タイ,フィリピン,ブルネイ,ベトナム,マレーシア,ミャンマー,ラオス
視察可能な導入先
世界初の水素製造から発電利用まで一貫実証可能な「高砂水素パーク」が本格稼働
水電解装置による水素製造を開始
◆ 水素製造・貯蔵・利用の各設備が連係稼働、次世代水素製造技術も順次拡充へ
◆ 水素焚きガスタービンの商用化を加速し、カーボンニュートラル社会の早期実現に貢献
この技術が貢献するSDGs
- 3. すべての人に健康と福祉を
- 7. エネルギーをみんなに そしてクリーンに
- 8. 働きがいも経済成長も
- 9. 産業と技術革新の基盤をつくろう
- 11. 住み続けられるまちづくりを
- 12. つくる責任 つかう責任
- 13. 気候変動に具体的な対策を
- 17. パートナーシップで目標を達成しよう
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