3手法で効率輸送　技術確立―利活用、仕組み構築

IHIはアンモニア専焼ガスタービン2000kW級で実証する

気体のままでは扱いにくい水素を大量に貯蔵・運搬できる水素キャリアをグローバルネットワークで供給する時代に入ってきた。日本は世界に先行して水素キャリアを開発し、輸送技術の確立から利活用までの仕組みを構築する。水素需要はこれまでの燃料電池から水素キャリア活用のガスタービンやガスエンジン、ボイラに広がりつつある。水素が大きく普及していくステージとなる。大規模な水素の利活用を見据えた企業の取り組みを取材した。（いわき・駒橋徐） 【一覧表】液体水素・MCH・アンモニア…水素キャリアの特徴 水素キャリアには液化水素、MCH（メチルシクロヘキサン）、燃料アンモニアがある。液化水素は水素をマイナス253度Cに冷やして液化し、体積を800分の1にしてより多くの水素を効率よく運べる。ただエネルギーロスが発生し、輸送コストが高い。MCHは常温常圧で貯蔵でき、ケミカルタンカーで運べる。トルエンを分離して水素を取り出し、トルエンは再びMCH合成に利用して循環させる。水素を含むアンモニアはマイナス33度Cで液化できるため扱いやすく、肥料用などですでに供給ネットワークが整う。 新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）の坂秀憲水素・アンモニア部水素SCチーム長は「どの水素キャリアが良いというのではなく、コストや安全性を含め需要側のインフラ状況も勘案して水素キャリアが選択される。それぞれの特徴をうまく生かして活用することでコストダウンが進み、3キャリアが普及していく」と指摘する。 アンモニアではIHIが実装に入る。体積水素密度が水素キャリア最大規模のアンモニアを用いた実用化となる。まずJERAの愛知県碧南市の出力100万キロワットの石炭火力発電所のボイラに20％アンモニア混焼実証を実施した。また2024年度からIHI相生事業所（兵庫県相生市）にアンモニア専焼ガスタービンを設置し、中型ガスタービンでの長期試験に入っている。米ゼネラル・エレクトリック（GE）と連携し、アンモニア専焼大型ガスタービンも開発する。30年までに開発し、実用化を目指す。 アンモニアの輸入受け入れ基地については今後、北海道苫小牧市、福島県相馬市、大阪府の臨海工業地帯にグループでサプライチェーン（供給網）を整備する。世界8カ所でグリーンアンモニア製造事業を検討し、28年からインドを皮切りにプロジェクトを進める計画だ。 液化水素では川崎重工業がグローバルネットワークの構築を進める。液化水素運搬パイロット船「すいそ　ふろんてぃあ」を開発し、日本―豪州間を褐炭から水素を製造・液化し、神戸港への輸送を実証している。29年の完成を目指す商用船は液化天然ガス（LNG）船と同規模の4万立方メートル球形タンク4基を搭載する。液化水素からのボイルオフ（気化）水素はガスエンジンで発電し、動力で利用する。川重は液化水素での水素専焼中小型ガスタービンと大型水素ガスエンジンの陸上用、船舶用で30年以降の実用化に向けた開発を進める。 ガスタービンでは3万4000キロワットまでの機種を実用化し、そのうち1800―3万キロワットまでの機種をDLE（乾式）燃焼の30％水素混焼を事業化している。一方、水素専焼の事業化はこれから。マイクロミックス方式を用いて実用化を目指している。このマイクロミックス方式での水素専焼を、同社はすでに神戸港で1800キロワットガスタービンで20年から実証しており、豪州の液化水素も利用した。「30年代後半からはマイクロミックス水素専焼DLEが中心になっていくだろう」（辰巳康治エネルギーソリューション＆マリンカンパニー水素発電プロジェクト開発室長）とみる。 水素ガスエンジンでは5000―7800キロワットで30％まで混焼を実証する。7800キロワットは神戸工場（神戸市中央区）で試験を開始。25年度以降の実用化を目指し、30年度までに専焼を達成する。 MCHでは千代田化工建設がグローバルネットワークを構築する。需要サイトで水素をMCHから分離し、トルエンをMCH生成原料として再利用する循環システムを実現させる。水素分離は触媒で反応温度300―400度C、圧力1メガパスカル（メガは100万）以下で脱水素を99％で安定回収を実現し、2年以上の連続運転を確認する。ブルネイでMCHを製造して海上輸送し、川崎市で脱水素して発電所で実証を終える。 シンガポールでは6月からMCHからの水素を燃料電池車両に供給し、港湾内走行が始まっている。欧州ではスコットランド政府やオランダ港湾公社、10企業と国際コンソーシアムで検討する。「日本では港からコンビナートなどへの水素供給や、国内再生エネの余剰電力をMCHでエネルギーの備蓄・利用もできる」（松岡憲正常務執行役員フロンティアビジネス本部長）と用途は広い。