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日本はアンモニアの力で脱炭素化したい

気候変動への懸念を念頭に置いて、世界はできるだけ早く正味ゼロの炭素排出を達成したいと考えています。 従来の乗用車では直接電化が普及しつつありますが、航空機や大陸間輸送などのよりエネルギー集約型のアプリケーションではまだ実用的ではありません。 そのため、従来の化石燃料に代わるクリーンな代替燃料を探し求めています。

水素は、よりクリーンに燃焼するため、最も一般的に好まれています。 その唯一の主要な燃焼生​​成物は水ですが、空気中で燃焼すると、燃焼により窒素酸化物が生成されます。 しかし、輸送、貯蔵、生産を取り巻く問題により、水素はまだ大量に普及していません。

しかし、これはすべて、園芸用化学物質であるアンモニアの助けを借りて変えることができます。 アンモニアは現在、代替ソリューションとして浮上しています。 1 つの窒素原子と 3 つの水素原子からなる化学式を持っているため、水素を別の化学形態で貯蔵および輸送する方法としてしばしば引用されます。 しかし最近では、アンモニア自体が燃料と見なされるようになりました。

この一般的なクリーニング製品が新しいエネルギー革命の一部になる方法を見てみましょう.

きれいなやけど

水素と同様に、アンモニアは可燃性です。 また、炭素を含まないため、燃焼しても二酸化炭素を発生しません。 ディーゼルのわずか 3 分の 1 ですが、水素の約 2 倍の非常に優れたエネルギー量を持っています。 水素よりも貯蔵がはるかに簡単です。 液体水素は-253°Cで貯蔵しなければならないのに対し、-33°Cで液体です。 さらに、アンモニアは水素と同じような貯蔵の問題を抱えていません。水素は、ほとんどすべての材料の小さなスペースに浸透し、プロセスで損傷することがよくあります.

ハーバー・ボッシュ過程の模式図。 水蒸気改質段階は、主な炭素排出源です。 出典: パルマ その他多数CC-BY

この燃料をきれいにすることについての懸念。 現在、アンモニアは、水素と窒素を結合させてアンモニアを生成するハーバー・ボッシュ法を使用して製造されています。 化石燃料は、水素の供給源として一般的に使用されています。 水蒸気改質と呼ばれるプロセスでは、天然ガスからのメタンが水素に変換されますが、このプロセスでは大量の二酸化炭素が排出されます。 実際、アンモニア生産は現在、世界の炭素排出量の 1% を占めています。

水素がクリーンに供給される緑色のアンモニア溶液。 これには通常、水を風力や太陽光などの再生可能エネルギー源で分解して生成した水素を使用することが含まれます。 これにより、二酸化炭素をほとんど放出せずにアンモニアを生成することができます。そうでなければ、クリーンな燃料としての可能性が失われます。

出荷のために

海運部門は、世界の二酸化炭素排出量の 2.5% を占めています。 海運の排出量を全面的に削減するための努力は長い間行われており、アンモニアはその戦いにおける最新のツールである可能性があります。

貨物船ダニエル・ラミレス脚本の作品

残念ながら、アンモニアの独特な燃焼特性は、既存の船舶用燃料の代わりにはなりません。 これらには通常、ディーゼルや重油が含まれますが、液化天然ガスは、わずかに環境に優しい代替手段として人気が高まっています.

そのため、アンモニアを燃料とする船舶用エンジンの開発が進められています。 進化したMAN アンモニアで動く2ストローク船舶用エンジン、 そして、すでにエンジンを使用する計画があります タンカー としても バルクキャリアとコンテナ船。 同社は、古い船をアンモニアで走らせるための改造パッケージに取り組んでいます。

アンモニアは、エンジンの外でいくつかのユニークな課題を提示します。 ディーゼルに比べてエネルギー密度が低いため、通常は 1,000 m。3 燃料タンクの交換には2,755mが必要3 代わりにアンモニアを使用して、長い道のりを歩んでください。 ただし、4,117 m を必要とする実行可能なオプションとして、水素またはバッテリーよりも優れています。3 14,000m3 それぞれ同じエネルギーを蓄えます。

ほとんどの新しい燃料と同様に、インフラの問題があります。 現在、大量のアンモニアを燃料として供給している港はほとんどなく、船の仲間を地元のスーパーマーケットに送って、機械を動かすために何千ものボトルの洗浄剤を受け取るのは現実的ではありません. ただし、アンモニアエンジンが実際にうまく機能する場合、それが普及する可能性は十分にあり、海運業界はよりクリーンな燃料の主流使用への推進を開始するでしょう.

発電所向け

日本は、アンモニアを燃料として使用するための先進的なロードマップを持っています。 借金: Ammoniaenergy.org

日本はアンモニアの利用を模索している 石炭火力発電所の混焼燃料として。 これらのプラントの燃料には、炭素排出量を削減するために、発熱量 20% のアンモニア含有量が必要です。 多くのクリーン燃料プロジェクトと同様に、混合から始めることは技術的に困難ではなく、サプライ チェーンへの圧力を軽減します。 この技術は 2023 年にテストが開始され、2025 年までに混合燃料の 20% が実用化されることが期待されています。 長期的には、100% アンモニア燃焼が発電に使用できると考えられていますが、その目標は設定されています。 2040年頃。

発電用のゼロカーボン燃料は、24 時間体制で利用できない再生可能エネルギー源をバックアップするための便利なツールになる可能性があります。 ただし、アンモニアを燃やすと依然として窒素酸化物が生成されるため、太陽光や風力などのオプションほどクリーンではありません。

発電にアンモニアを使用すると、化学物質に対する日本の需要が大幅に増加します。 2019 年、日本は 110 万トンのアンモニアしか使用しませんでした。 2030 年代半ばまでに 20% のアンモニア混焼という目標を達成するには、日本は年間 2,000 万トンのアンモニアを必要とします。 これは、現在世界市場で販売されているアンモニアのおおよその量であるため、それ以上購入することはできません.

2030年までに国内のサプライチェーンで300万トンを測定する計画があります。 2050年までにさらに3000万トンまで増やす計画だ。 海外から輸入業界は、海上で年間数十万トンを出荷するための新しいターミナルを建設するオプションを模索しています。

将来を見据えて

アンモニアが将来のクリーンな燃料として人気を博すためには、いくつかのドミノが有利に働く必要があります。 再生可能エネルギー源からクリーンにアンモニアを生産するには、大規模な生産施設を開発する必要があります。 保管と輸送のインフラストラクチャーは従う必要があり、燃料効率は現実の世界で実証されなければなりません。 太陽光や風力による直接電力などの再生可能エネルギーの選択肢と競争力を持たなければならず、これはグリッド エネルギー分野では厳しい要求です。

しかし、人間は化石燃料をエネルギーとして燃焼することに慣れ親しみ、安心感を覚え、液体燃料のベスト プラクティスは存在しますが、代替ソリューションはまだ一致していません。 アンモニアは、人類がクリーン エネルギーの未来に向けて前進する際のスターになる可能性があります。

バナー写真: “大阪府」 ペドロ・セーケリー

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