アンモニアを燃料とするガスタービン 49
ストーリー by hylom
異臭のイメージが強いですが 部門より
異臭のイメージが強いですが 部門より
maia 曰く、
産業技術総合研究所（産総研）はアンモニアを燃料として利用する研究を行っているが、その第1段階としてアンモニアを灯油と混焼（灯油70％・アンモニア30％）させるガスタービン発電に成功した（ITmediaの記事）。最初は灯油だけでガスタービンを起動し、出力が安定してからアンモニアと窒素の混合ガスの供給を開始し、徐々に窒素を少なくしてアンモニアを増やしていく。将来は、天然ガスとアンモニアの混焼、さらにアンモニアだけを燃料にした専焼の研究も進められる。
アンモニア（NH3）は水素を多く含み、エネルギー坦体として有効である。研究段階だが、燃料電池にも使える。水素そのものやLNGより輸送・貯蔵が扱いやすく、炭素を含まないのでCO2を排出しない利点もある。問題は製造だが、LNGやパイプラインを利用しにくい条件の天然ガス田の有効活用が当面考えられるらしい。あと触媒を使う省エネ製造法も研究されている。具体的にはともかく、太陽エネルギーを利用する再生可能エネルギーのチェーンの一つの要素として、アンモニアは興味深い。
大元は? (スコア:1)
元となるアンモニアは工業的にハーバー・ボッシュ法 [wikipedia.org]で作るとして、その大元になる水素とエネルギーはどこから調達すればいいんだろう。
やっぱり太陽光からか?
＃あぁ、だから「エネルギー担体として」というわけだな。
Re: (スコア:0)
「エネルギー電池」としてアンモニアが使えると。
運搬や貯蔵に設備が必要なのが電気やガスの問題点だから、
アンモニアならそれなりの設備で輸送できるというわけですね。
エネルギー製造にかかる問題は別の話と。
Re:大元は? (スコア:2, 参考になる)
アンモニアは、窒素と水（水蒸気）の電気還元で製造できます。
エネルギー使用量はハーバー・ボッシュ法と同程度ですが、
電気でできるというところがミソでしょう。
このＰＪの中の人の考えでは、南米とかの風力発電でアンモニアを電気合成して、
液化したアンモニアを日本に持ってくる、という構想だそうです。
最近 (スコア:1)
ハーバーボッシュ法より低コスト/低エネルギーな方法の研究の話もいろいろ聞きますしね。
うまくいけば臭い燃料...っていまでも臭いか(たしか匂い付けてるけど)
M-FalconSky (暑いか寒い)
Re:最近 (スコア:2)
燃焼器の近くでは灯油の硫黄濃度が濃いと硫安ができてタービンも痛むか?
え、NOｘは？ (スコア:1)
と思ったら、
> 燃焼によって生じる有害な窒素酸化物を除去するための脱硝装置も設置した
なんですね。で、こいつの触媒がアンモニアって、ふーん。
Re:え、NOｘは？ (スコア:4, 参考になる)
第89回 化学技術がエネルギー問題を解決する－アンモニアが面白い－
http://dndi.jp/17-shiozawa/shiozawa_89.php [dndi.jp]
にいろいろ興味深い話があるのだが
>また、アンモニアは発火点が651℃と高く、アンモニア
>自体は不燃性物質です。したがって、ハンドリングも
>比較的容易です。実は、アンモニアは不燃性物質と
>はいっても、最初に水素などで点火してやると燃え、
>燃料にもなります。アンモニアは燃えると窒素になり
>、温室効果ガスを発生することはありません(8)。
>8) 実際の燃焼では、空気中の酸素により、ごく微量
>の窒素酸化物が生成しますが、これは実用化されて
>いる脱硝触媒で問題なく除去できます。
Re:え、NOｘは？ (スコア:1)
理想的なアンモニアの燃焼では、NOxは発生しない
4NH3+3O2 → 2N2 + 6H20
ただし燃焼の影響で微量に発生する。
Re: (スコア:0)
炭化水素と空気の理想燃焼でも発生しませんけどね（笑）
Re:え、NOｘは？ (スコア:1)
そもそも発生しないし勝手に消える、脱硝装置なんていらんかったんや！
・・・というわけはなく、NH3は燃料に混ぜれば普通に Fuel NOx 源になるし、非触媒気相脱硝に使えるといっても結構条件は難しい
Re: (スコア:0)
ガスタービンなら排ガス再循環とか従来の低NOx技術が
活きるのでは。
Re: (スコア:0)
炭素の酸化物(CO2)が発生するのでは。
アンモニアの燃焼において窒素の酸化物が生成されるわけではない。
Re: (スコア:0)
CO2よりはマシってことですかね。
フィルターで除去しやすいから。
しかし適切に運用されなくて（後進国ではありそうなこと）NOｘが散布されちゃったらそれはそれでまずくないかと。
そのぐらいのことは考えずに普及するとは思えないですが。
Re: (スコア:0)
NOxにどんどんNH3を送ってやると
窒素ガスと水になる。
アンモニアのほかに方法はないのかよ？ (スコア:0)
ハーバー・ボッシュ法 [wikipedia.org] を読んだら、めまいがしたんですけど、水素固定が目的なら、他に方法はないの？
Re:アンモニアのほかに方法はないのかよ？ (スコア:1)
リンク先のITmediaの記事にもひっそりと書いてありますけど、有機ハイドライドを使う方法 [itmedia.co.jp]もありますよ。
Re:アンモニアのほかに方法はないのかよ？ (スコア:2, 参考になる)
しかしだ。以前にも別のトピックで書いたけれど現状で水素は石油精製やコークス製造のついでみたいな形で作られており [rist.or.jp]、価格も安くない訳ですよ。アンモニアから合成する肥料の需要以外に燃料でがぶ飲みしようとしたら化石燃料で作る訳にも行かないし太陽光利用での製造なんて考慮にも値しない。 [rist.or.jp]
ま、結局高温ガス炉を作って水素製造するしか無い訳で、日本は着々と重原子力国家への途を歩んでるよねえ。
Re:アンモニアのほかに方法はないのかよ？ (スコア:5, すばらしい洞察)
おっしゃる通りだけど、こういう研究ってのは５０年とか１００年ぐらい先を見据えての基礎研究だと思います。
現時点では、実用化も難しいし、コスト面を考えると商業化を検討する価値もあまりないと思います。
ただ将来的に、化石燃料に頼るより太陽光利用の方が安くなったりする可能性は多いにあります。
その時の選択肢を増やすために、国が産総研とかristに税金を投入して、色んな方法・可能性を検討させているのだと思います。
Re:アンモニアのほかに方法はないのかよ？ (スコア:1)
でもね、前もって開発しておけば例えば直接還元製鉄法みたいに原子炉からの熱と水素の替わりに、現地で生産されるタダ同然の石油ガスや天然ガスを使って操業するプラントが輸出できたりする余録も在るわけで。
Re: (スコア:0)
高炉の水素はいらない子だから安いですよ。 他所に運ぶこと考えなければ、ですが。
精油所の水素はこれから使う子だから高いです。
Re:アンモニアのほかに方法はないのかよ？ (スコア:1)
ガスタービンメーカーさんに「うわ、なにこのタールと硫黄まみれのばっちいガス」と言われようと、俺らには宝物なの
日経新聞 [nikkei.com]が
とかデタラメ書いてるけど信じないでよ
新日鐵住金 [nssmc.com]は副生ガス利用率100%(16ページ)としてるし、神戸製鋼 [kobelco.co.jp]も放散率1%未満としてるから利用率なら同様にほぼ100%
Re: (スコア:0)
利用率がそこまで高くなったのは高炉の歴史から見ればつい最近の話と記憶してます。
少なくとも10年程前じゃ、間違って燃料電池自動車を100万台普及させるとかトチ狂ったことを政府が言い出したら燃料の水素は?
というと話しになった時は高炉から持ってくれば全然問題なく供給できる、という話を石油元売りの人が自動車関連のシンポジウムで言うレベルでした。
確かに鉄屋さんの発言ではありませんが、日経ではなくエネルギーの専門家が10年前まではそういう認識だったのは事実です。
Re: (スコア:0)
H18Fyエネルギー白書概要 [meti.go.jp]の12ページあたりにまとまったグラフがありますが、1980年代に副生ガス回収の設備投資は完了してます
（1982くらいから石油消費が横ばいになっているのは、この時点で一次エネルギーが石炭に切り替わったことを示していま
Re:アンモニアのほかに方法はないのかよ？ (スコア:1)
水素吸蔵合金とか。
ハーバー・ボッシュ法を使うかはともかく、アンモニアを使うというのは水素利用の
方法としては比較的優秀な方法のようです。
# だからこそ「水素社会」なんてのはスジが悪いと言われるわけで...
Re: (スコア:0)
＞ 水素固定が目的なら、他に方法はないの？
水素が潤沢に得られるようになれば、本命は石炭液化じゃないかな余り話題にならないけれど。
色々な研究を行って置くのはよいけれど、製造だけでなく消費にも新しい装置が必要なのは大変だと思う。
エネルギーの主成分は石炭からのCで、CO2の排出を減らないけれど、
基礎的な技術は随分以前に開発済みだから石油のコストと水素のコスト次第。
アンモニアの炎は橙色らしい (スコア:0)
なぜかコンテナ内で？！
https://www.youtube.com/watch?v=n4ktAaGAyLc [youtube.com]
O2をアンモニア水に吹き込んで赤熱した白金で触媒
https://www.youtube.com/watch?v=G7Lg9mdazC4 [youtube.com]
このスレの中にジジイはいらっしゃいますか？ (スコア:0)
さすがに50手前の私でもアンモニア冷媒の冷蔵庫は知識レベルで使っていたような実感がありません。
アンモニアガスタービンで発電して、それで冷蔵庫に使うとか………
※アンモニアと言えば、高校生の時、デシケーターに青い綺麗なものが入っているのでよく見ようと蓋を取ったら、乾燥剤として濃アンモニア水を使っていて、蓋を落としそうになりました(後ろで教師が「注意しようとしたら開けちゃうんだもんなぁ」と笑っていた)。
※普通科の高校で赤外・可視紫外分光光度計とガスクロなんか置いてあるところはうちぐらいだろうな………
Re:このスレの中にジジイはいらっしゃいますか？ (スコア:1)
業務用の冷蔵庫(というか冷凍設備)の冷媒は今でもアンモニアが結構使われている [mayekawa.co.jp]。
このエンジン、宇宙空間で使えるかな？
地上で一般的に使われる、というイメージが浮かばない。
Re:このスレの中にジジイはいらっしゃいますか？ (スコア:2)
NOｘ対策して地上で使うに決まってる。
Re:このスレの中にジジイはいらっしゃいますか？ (スコア:1)
国際宇宙ステーションの冷媒に使われていて
時々漏れてニュースになりますね
http://iss.jaxa.jp/topics/2013/05/130510_iss.html [iss.jaxa.jp]
Re: (スコア:0)
2001年のディスカバリー１号も燃料アンモニアの設定だよ。
まあ、アンモニアを原子炉でプラズマ化して使う推進剤だけど。
水素より高分子で長期間漏れないつーことで2010年でも燃料が残ってるって設定のはず
Re:このスレの中にジジイはいらっしゃいますか？ (スコア:1)
アンモニア冷媒の冷蔵庫、吸収式じゃなくて蒸発式の話ですよね？吸収式であれば、キャンプ用の冷蔵庫 [amazon.co.jp]があります。
家庭用で蒸発式のものは、非常に初期のものだけでしょう。あなたが生まれた時には、市場から駆逐されていたと思います。駆逐された理由は多分、漏れた時に被害が大だからと思います。
業務用というか冷凍倉庫用でまだアンモニア冷媒の冷凍機が使われている理由は、フロンに比べて低い温度（-50℃とか）が可能だからでしょうね。
Re: (スコア:0)
子供の頃家の台所にあったよ。
で、親が冷凍室についた霜を取り除こうとアイスピックで突いているうちに穴を開けてしまって、
台所が大惨事というオチまで付いているので強烈に覚えているｗ
Re:このスレの中にジジイはいらっしゃいますか？ (スコア:2)
> 子供の頃家の台所にあったよ。
いや、それは多分、蒸発式ではなくて吸収式でしょう。既に述べた様にアンモニア冷媒の吸収式の冷蔵庫は現在でも使用されています。2、30年前としても、吸収式の冷蔵庫が残っていても不思議ではないですね。何せ壊れませんから。
吸収式の冷媒は溶媒に溶解する事が必要なので、水に溶けるアンモニアはその意味で適当な訳です。
アンモニア冷媒の吸収式は、その機構上そんなに低温に出来ない、効率が悪い（多分。COPとしては１未満でしょう）などの問題はあります。
ですが、機構的に簡単、技術が無くても作れる、安く作れる、振動等がほとんど無いの理由で過去作られてきました。
アンモニアを再生するための熱源は必ずしも電気でなくても良い（ガスで加熱の設計もある）の理由で現在でもキャンプ用等の特殊用途の冷蔵庫は作られています。
#2680817でワインクーラーでアンモニアを使うものがあるとの言及がありますが、これも吸収式です。ただ、この種のものを作っているのは、キャンプ用の冷蔵庫を作っているDometic一社だと思いますよ。
アンモニアは漏れた時に大惨事（下手すると病院送り）となるヤバ目な冷媒です。現在でもアンモニア冷媒の蒸発式冷凍機を使用する冷凍倉庫は、その危険性から立地規制があります。
またアンモニアは、燃える、腐食性がある、液化しにくい、蒸発による冷却温度が-50℃程度と低すぎる等の問題もあり、家庭用の蒸発式冷蔵庫としてアンモニアは早期に消えていったはずです。
実際、1926年のフロンが発見（発表は1930年）以前の冷媒としては、エーテル、塩化メチル、炭化水素（ブタン等）が使用されていました。しかし、燃える、腐食性がある、毒性がある等、冷媒として色々問題がありました。
色々問題があるアンモニア冷媒ですが、アンモニアと二酸化炭素の２種の冷媒を使う複流式等、新しい形が模索されています。
Re:このスレの中にジジイはいらっしゃいますか？ (スコア:1)
現在でも、ホテルの客室用冷蔵庫とかに使われていますけど。
機械的な駆動部がないので完全無音です。
notice : I ignore an anonymous contribution.
Re: (スコア:0)
古い自動車のエアコンは冷媒にアンモニアを使ったものがあった
Re: (スコア:0)
アンモニア冷蔵機だと低振動にできるので、
現在でもワインクーラー等に使用されていますよ。
短所として、漏れたときに放置された濡れ雑巾なみの被害が予想されます。
CO2を排出しない利点？ (スコア:0)
> 水素そのものやLNGより輸送・貯蔵が扱いやすく、炭素を含まないのでCO2を排出しない利点もある。
> LNGやパイプラインを利用しにくい条件の天然ガス田の有効活用が当面考えられるらしい。
誰がこのタレコミの文章を書いたのか知りませんが、知識欠如でこういう文章を書いてしてしまう度胸には脱帽です。
アンモニア自体の燃焼ではCO2はでない、それはそうでしょうよ。でも当面とはいえ「天然ガス田の有効活用」が何を意味するか分かってないないですね。天然ガスの部分酸化で出来る水素をアンモニア合成の原料にしようって話でしょ？部分酸化で出て来たCO2は？当然大気中に放出でしょう。結局CO2をバカバカ放出ですね。
Re:CO2を排出しない利点？ (スコア:1)
アンモニア工場にCO2回収設備でも付けるとかそういうシナリオなんでしょ。
街中を走り回る自動車からそいつらが排出するCO2を回収するなんてのは到底不可能だけど、
放出場所を一カ所に固めてまとめてやっちゃうのならまだ目がある。
Re: (スコア:0)
> アンモニア工場にCO2回収設備でも付けるとかそういうシナリオなんでしょ。
理論的にはアリでしょうね。でも、そこにゼニ勘定を勘案すると、ありそうもないですねえ。
元々、想定が「LNGやパイプラインを利用しにくい条件の天然ガス田」な訳で、道路だけでアクセス可能な内陸のガス田を想定なんでしょう。炭酸ガスの様な商品価値の低いモノをわざわざ圧縮なり液化なりして運び出すのはコスト的に難しいでしょう。
産出ガスの品位を落とすガス田への炭酸ガスの注入もありそうもないとすれば、炭酸ガスは素直に大気に放出じゃないですか？
Re: (スコア:0)
そもそも、CO2をどこかに運んで埋めたりする話って、余分なコストと無駄なエネルギーを費やしてでも無理矢理にやるネタじゃないんですか?
万が一、そこまでやってもお釣りが来る程にCO2がヤバいということになったときのため、念のため開発してるとかそういう。
Re: (スコア:0)
海水を電気分解して塩素とナトリウムを製造
塩素はプラスチック原料として利用
ナトリウムは二酸化炭素と反応させて重曹を作る
アンモニアと同時にプラスチックや重曹も手にはいるぞ
重曹があれば油汚れもスッキリ
加熱して炭酸ナトリウムを作り複塩のセスキ炭酸を作れば洗濯もできる
最近は鹹水代わりに使うのが流行ってるみたいだし
天然ガス田って風力や太陽光の好立地が多いから火力じゃなくても電力は確保できる
いきなり馬鹿でかいコンビナートが出来そうだな
Re: (スコア:0)
破産する計画を立てるのはそんなに面白いのかい
Re:CO2を排出しない利点？ (スコア:1)
＞部分酸化で出て来たCO2は？当然大気中に放出でしょう。
知識欠如でこういう文章を書いてしてしまう度胸には脱帽です。
Re: (スコア:0)
獲物を見つけた時の君は、本当に輝いて見えるな。
Re: (スコア:0)
天然ガスにはもともとCO2が多く含まれていて、分離するための施設自体は含まれています。
せっかく分離したガスなので、大気中に放出するよりも天然ガス回収の圧入ガスとして、あるいはそのまま貯留する活用方法はあるようです。
Re: (スコア:0)
> せっかく分離したガスなので、大気中に放出するよりも天然ガス回収の圧入ガスとして、あるいはそのまま貯留する活用方法はあるようです。
ガス田に炭酸ガスを注入して天然ガスの収量を上げようと言う話は寡聞にして聞きませんが、どのガス田でそれが行われているのか、お教え頂けないでしょうか？あるいは油田の勘違いではないですか。
また、油田や使用済み（廃坑）のガス田を使っての炭酸ガス貯留は聞いた事がありますが、生産中のガス田でと言うのはこれも寡聞にして聞きません。どこのガス田でそれが行われているのか、これもお教え頂けないでしょうか？
Re: (スコア:0)
一応、ドイツ・Saxony-Anhalt州のAltmarkガス田でこれからCO2注入 Enhanced Gas Recovery をやろうというプロジェクト [the-linde-group.com]はあるみたいです。
まぁこのAltmark、資料によって「成熟ガス田」であったり「枯渇ガス田」であったりするようなので、実態はCCSがメインでガスも増えたらいいな的なプロジェクトなのかもしれません。
Re: (スコア:0)
二酸化炭素なら、光合成が活発になるから、本来問題ないはず。
（困った君は、地軸移動を温暖化にすり替える、昨今の予算取得方式なんだお）
どっちかというと、リアルに（懐とか）寒さが厳しい方を自覚した方が...