排出量の４割

化石燃料を使用した火力発電の二酸化炭素（ＣＯ２）排出量は合計で４・５億トン（２０１８年）と、国内の総ＣＯ２排出量の約４割を占める。日本が５０年にカーボンニュートラルを実現するためには、火力発電の低炭素化、脱炭素化が欠かせない。そこで有望視されるのが、石炭や液化天然ガス（ＬＮＧ）に代わり、アンモニアや水素を燃焼する方法。普及に向け水素、アンモニアの低コスト化、安定調達が求められる。

「化石燃料を使う発電所で、カーボンフリーの燃料に変えていく」。５０年ゼロエミッション目標を策定したＪＥＲＡの小野田聡社長は、達成のカギをこう語る。非効率石炭火力を休廃止する一方、既存の石炭火力でアンモニア、ＬＮＧ火力で水素を混焼し、５０年までに専焼化する計画だ。

まず２０年代前半に碧南火力発電所（愛知県碧南市）で石炭とアンモニアで混焼の実証を始める。ＬＮＧ火力での水素混焼は「３０―４０％は確認できているが、コストがまだ高い。３０年よりも後に消費を増やす」（小野田社長）と先を見据える。

安定調達

アンモニアも水素も安定調達が課題だ。アンモニアは２０％混焼で１基当たり年間５０万トンが必要とされる。経済産業省の試算では国内の全石炭火力で実施した場合に年間２０００万トンと、世界の貿易量に相当する。海外生産国との調達網を構築しなければならない。

水素はまだ最適なキャリアが確立されていない。液化はマイナス２５３度Ｃまで冷却する必要があり、気化させずに運ぶ難度が高い。有機ハイドライドやアンモニアに合成した輸送も検討され、ＪＥＲＡは「現状はアンモニアが一番安く、有効な手段」（同）とみる。

豪州南東部の端に位置する炭鉱地区ラトロブバレー。採炭場に程近い実証プラントで、褐炭をガス化して純度９９・９９９％の水素の製造に成功した。川崎重工業、Ｊパワーなど６社が参画する水素サプライチェーン実証だ。２１年中にも液化水素運搬船で日本に運び込む予定だ。褐炭ガス化、水素精製を担うＪパワーの玉村琢之研究推進室総括マネージャーは「今後は複数の褐炭の性能を評価する」とし、商用化をにらむ。

水素やアンモニアの需要拡大を受け、製造に乗り出す企業も増えてきた。天然ガス油田の上流開発を手がける国際石油開発帝石は、「国内で水素の１０％を扱う事業者になる」（上田隆之社長）と宣言した。天然ガスからＣＯ２を回収・貯留した上で生成したブルー水素を手がける。

枠を超え連携

南長岡ガス田（新潟県長岡市）で生産した天然ガスを新潟県柏崎市の設備で水素に生成し、分離したＣＯ２は他の減退ガス田の地中に圧入してガス増進回収（ＥＧＲ）に活用する。この実証の成果を基にアラブ首長国連邦（ＵＡＥ）アブダビなどで水素やアンモニアの製造を検討する。池田隆彦副社長は「ガス油田の開発で長年の蓄積がある強みを生かせる」とみる。

岩谷産業は再生可能エネルギーで電気分解して生成するグリーン水素で豪スタンウェルと連携した。伊藤忠エネクスは仏エア・リキードと協業し、水素製造に乗り出す構えだ。ＪＥＲＡの小野田社長は「産業界を含めて仲間を増やし、みなで使えば消費量も増え、コストも下がる。技術協力しながら進めるのが大事だ」とし、業種や国の枠を超えて連携する重要性を説く。