燃料アンモニアの動向(2022年2月調査)

発刊日
2022/06/15
体裁
B5 / 50頁
資料コード
R64200402
PDFサイズ
16.6MB
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調査資料詳細データ

調査概要
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本調査レポートは、定期刊行物 Yano E plus 2022年3月号 に掲載されたものです。

リサーチ内容

~石炭や天然ガスを、カーボンフリーのアンモニアに置き換えることで、
 大幅な二酸化炭素の排出削減が実現される~
 
1.温暖化対策の切り札となる燃料アンモニア
  1-1.3,000万トン/年の巨大市場へと変貌する燃料アンモニア
  1-2.アンモニアは脱炭素の切り札となるか
  1-3.動き出した電力会社
  1-4.海外からの調達を実現するサプライチェーン構築
2.燃料アンモニアの活用分野
  2-1.発電
  2-2.ジェットエンジン燃料
  2-3.舶用ディーゼルエンジン燃料
  2-4.自動車用エンジン燃料
3.国家プロジェクトとして動き出した燃料アンモニア
  3-1.経済産業省 資源エネルギー庁
    (1)燃料アンモニアサプライチェーンの構築:目的
    【図1.燃料アンモニアの社会実装に向けた好循環の創出】
    【図2.アンモニア利用の拡大に向けた道筋】
    【図3.燃料アンモニア導入・拡大のロードマップ】
    (2)燃料アンモニアサプライチェーンの構築:目標
    ①アンモニアの供給コストの低減に必要な技術の確立
    ②アンモニアの発電利用における高混焼化・専焼化
    【図4.研究開発目標と技術開発内容のリンケージ】
    (3)燃料アンモニアサプライチェーンの構築:研究開発・社会実装の方向性
    ①アンモニア供給コストの低減
    【図5.グリーンアンモニア電解合成技術の開発・実証】
    ②アンモニアの発電利用における高混焼化・専焼化
    【図6.石炭火力発電所におけるアンモニア利用の従来取組(混焼技術)】
    【図7.アンモニアの専焼化に向けた技術課題】
    (4)燃料アンモニアサプライチェーンの構築:タイムスケジュール
    ①アンモニア供給コストの低減に必要な技術の確立
    ②アンモニアの発電利用における高混焼化・専焼化
    【図8.2030年度までの実施スケジュール】
  3-2.国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)
    (1)NEDO(環境部)のアンモニア混焼・専焼事業のスケジュール
    【図9.NEDO(環境部)のアンモニア混焼・専焼事業の2019年以降のスケジュール】
    (2)具体的テーマと研究開発の成果あるいは予定
    ①石炭火力:微粉炭焚ボイラーにおける
    マルチバーナー対応アンモニア混焼技術の研究開発(成果)
    【図10.微粉炭焚ボイラーにおける
    マルチバーナー対応アンモニア混焼技術の研究開発】
    ②石炭火力:100万kW 級石炭火力におけるアンモニア20%混焼の実証研究
    【図11.100万kW 級石炭火力におけるアンモニア20%混焼の実証研究】
    ③石炭火力:火力発電所でのCO2 フリーアンモニア燃料利用拡大に向けた
    研究開発
    【図12.火力発電所でのCO2 フリーアンモニア燃料利用拡大に向けた研究開発】
    ④ガスタービン:液体アンモニア直接噴霧ガスタービンシステムの研究開発(成果)
    【図13.液体アンモニア直接噴霧ガスタービンシステムの研究開発】
    ⑤石炭火力/ガスタービン:アンモニアの発電利用における
    高混焼化・専焼化(公募中)
    【表1.アンモニア燃焼時の主な課題】
4.燃料アンモニアの市場規模
    【図・表1.燃料アンモニアの国内市場規模予測
    (数量・金額:2030、2035、2040年予測)】
5.燃料アンモニアに関連する企業・研究機関の取組動向
  5-1.国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所 海上技術安全研究所
    (1)内燃機関におけるアンモニア燃料利用の課題
    【図14.レシプロエンジン:ガソリンエンジン(左)と
    ディーゼルエンジン(右)の違い】
    (2)アンモニアが軽油の燃焼に及ぼす影響
    【図15.実験の概要】
    (3)アンモニア混焼による熱効率、排ガス成分等への影響
    (4)軽油2段噴射によるアンモニア及びN2Oの低減効果
    (5)まとめ
  5-2.国立研究開発法人産業技術総合研究所(産総研)
    (1)アンモニア直接燃焼ガスタービンの開発
    ①SIPとしての位置づけ
    【図16.SIP「エネルギーキャリア」の取組概要】
    ②アンモニア直接燃焼ガスタービンの開発
    【図17.アンモニア直接燃焼ガスタービン開発の取組】
    【図18.アンモニア専焼試験結果】
    ③リッチ・リーン燃焼方式による低NOx 燃焼技術の開発
    【図19.リッチ・リーン燃焼方式の開発】
    ④その他の取組
    (2)アンモニア燃焼触媒の開発
    ①アンモニアの燃料としての特徴
    ②触媒燃焼法
    【図20.触媒燃焼法の概要】
    【図21.新規アンモニア触媒燃焼法の特長】
  5-3.千代田化工建設株式会社
    (1)燃料アンモニアに対する基本的な考え方
    【図22.カーボンニュートラルに向けた様々なエネルギーの
    サプライチェーン構築の道筋】
    (2)取り組むべき課題
    【図23.燃料アンモニアに対して千代田化工建設の取り組むべき課題】
    ①海外アンモニア製造側(製造プラントのスケールアップ)
    【図24.KAFCO社向け設備の外観写真】
    ②国内受入基地側
    【図25.千代田化工建設の国内LNG基地建設実績】
    ③CCUSへの対応
    (3)2030年以降を見据えた対応
    ①新規アンモニア合成プロセスの開発
    ②グリーンアンモニアへの対応
  5-4.日揮ホールディングス株式会社(JGC)
    (1)JGCの水素、アンモニアに関する基本的な取組姿勢
    【図26.JGCの水素とアンモニアに関する取組概要】
    (2)グリーン水素/アンモニアに関する取組
    【図27.グリーン水素/アンモニアの最適化ツール(上)とシミュレーション例(下)】
    (3)再生可能エネルギー由来の水素を用いたアンモニア合成・発電に世界で初めて成功
    【図28.グリーンアンモニア生産および研究開発(SIP「エネルギーキャリア」)】
    (4)大規模水素製造システムを活用したグリーンケミカルプラント実証プロジェクトを開始
    【図29.中規模水電解・アンモニア検証プラント(2024年度~)】
    【図30.グリーンケミカルプラント向け統合制御システム・
    自動運転システムの開発概要】
    (5)世界初のブルーアンモニアの輸送が開始される
    【図31.日本/サウジアラビアにおけるブルーアンモニアサプライチェーンの
    実証概念図(実証期間:2020年8~10月】
  5-5.三井物産株式会社
    (1)三井物産のアンモニア事業
    (2)クリーン燃料アンモニアのサプライチェーンにおける三井物産の取組領域とその役割
    【図32.水素・クリーン燃料アンモニア事業における三井物産の役割】
    (3)三井物産が取り組んでいるクリーン燃料アンモニア製造案件
6.カーボンニュートラル実現におけるアンモニアの可能性

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