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Press Release

水素専焼タービンの先導的研究開発等に着手

―水素社会実現に向けた課題解決への取り組みを強化―
2016年7月5日
国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構
理事長 古川 一夫

NEDOは2030年以降の水素社会実現に向け、新たに水素専焼タービン燃焼器の先導的な研究開発2テーマに着手します。 また、水素社会実現までのシナリオ作成のための調査研究体制を刷新し、より精緻化された技術開発シナリオ・戦略の策定を目指します。

1.概要

2014年4月11日に閣議決定された「エネルギー基本計画」では、水素を日常の生活や産業活動で利活用する社会である“水素社会”の実現に向けた取り組みを加速することが定められています。

NEDOは「水素利用等先導研究開発事業」において、2030年以降の長期的視点をにらみ、将来の水素エネルギー利活用の本格化を見据え、再生可能エネルギーを利用した水素製造およびエネルギーキャリアを用いた水素の貯蔵・輸送における要素技術の研究開発を実施していますが、今般、将来の水素需要の創出に向けて水素発電の本格導入が検討されている中、2030年以降の実用化を目指し、発電効率を下げずに低NOxを達成するドライ型水素専焼※1 ガスタービン燃焼器の要素技術開発2テーマを新たに追加しました。

また、この事業では開発する技術の速やかな実用化・普及と技術課題の明確化、将来の技術課題・シーズの発掘を目指し、普及シナリオを作成していますが、水素社会実現までのシナリオ調査研究について、研究体制を刷新し、水素エネルギーに関する技術進展の将来予測について分析・評価等を行い、シナリオへの反映、精緻化を図ります。

2.採択テーマと委託予定先

<水素専焼対応型Dry Low NOx高温ガスタービンの研究開発>

【委託予定先】
三菱日立パワーシステムズ株式会社、三菱重工業株式会社
【事業期間】
2016年度~2017年度

数百MW級の発電事業者向け大型ガスタービンに適用可能な水素専焼ドライ低NOx※2 燃焼器の開発に向けて、クラスタバーナ※3 の大型高温化および燃焼器特性の評価等の技術開発を行います。燃焼器の構造成立性の検討、縮小モデルバーナの解析検討および設計・製作を行い、火炎形状の適正化、安定燃焼の実現、低NOxの実現を目指します。

  •  
    図1. 数百MW級水素専焼ガスタービン燃焼器のイメージ

<水素ガスタービン燃焼技術の研究開発>

【委託予定先】
川崎重工業株式会社
【事業期間】
2016年度~2017年度

数MW級の自家用発電向け水素ガスタービン発電において、キーコンポーネントとなる水素専焼ドライ低NOx燃焼器の研究開発を行います。数値流体力学(CFD)解析※4 を用いた流動、燃焼ガス分布の予測により、燃焼器形状の検討を行います。設計・試作した燃焼器は高圧水素燃焼試験を行い、低NOxで安定燃焼の達成を目指します。

  • 図2. 数MW級水素専焼ガスタービン燃焼器のイメージ

<トータルシステム導入シナリオ調査研究>

【委託予定先】
国立大学法人東京工業大学、国立研究開発法人産業技術総合研究所、
一般財団法人エネルギー総合工学研究所
【事業期間】
2016年度~2017年度

NEDOは、これまで水素社会実現に向けた基礎的調査研究において、技術情報および内外の政策情報を集約した各種要請を反映し、技術開発シナリオ検討のフレームワークを完成させるとともに、想定されうる前提条件に基づく一通りのシナリオを作成してきました。

今回の追加公募により、これまでの調査研究成果を継続、発展させるとともに、学理に根差した技術的革新性、社会的・組織的な合理性を付与させます。この研究によって、エネルギーシステム全体における水素エネルギーの位置づけを明確にするとともに、具体的導入形態の例示、開発中の技術の位置づけの明確化、および今後強化すべき技術等により、シナリオの精緻化を図ります。

  • 図3. 本調査研究の概略

【用語解説】

※1 水素専焼
天然ガスと水素との混合燃料ではなく、100%水素を燃料とした燃焼。
※2 ドライ低NOx
ガスタービン高効率化のために蒸気/水の噴射をせずに低NOxを実現する燃焼器。従来燃焼器はNOx排出を抑えるために燃焼器に蒸気/水を噴射していたが、この蒸気/水の噴射はガスタービン効率低下を伴う。
※3 クラスタバーナ
小型バーナを複数個組み合わせた形式の燃焼器。
※4 数値流体力学(CFD)解析
流れの状態や燃焼反応に関する各種の方程式をコンピュータを用いて解き、現象を予測するシミュレーション手法。

3.問い合わせ先

(本ニュースリリースの内容についての問い合わせ先)

NEDO 新エネルギー部 担当:大平 TEL:044-520-5261

(その他NEDO事業についての一般的な問い合わせ先)

NEDO 広報部 担当:坂本、髙津佐、佐藤、藤本 TEL:044-520-5151 E-mail:nedo_press@ml.nedo.go.jp