MHIET、5.75MW発電用ガスエンジンの単筒試験機で水素混焼率50%までの安定燃焼を実現

◆ 発電および蒸気利用における水素混焼時のCO2排出係数：0.27kg－CO2／kWhレベルの実現見通しを確立
◆ 幅広い産業界でコージェネレーションシステムとして使用されるKUガスエンジン（3.65～5.75MW）の水素混焼化により、分散型電源の低炭素化に貢献
◆ 水素混焼に対応した発電用KUガスエンジンの2025年度中の商品化を目指す

KUガスエンジン（18KU30GSI）

三菱重工グループの三菱重工エンジン＆ターボチャージャ株式会社（MHIET、社長：古殿 通義、本社：相模原市中央区）は、5.75MW発電用ガスエンジンの単筒試験機での水素混焼試験を実施し、定格相当出力において水素混焼率50%（体積比）までの安定燃焼を確認しました。今後、プラント補機や制御仕様なども含めた生産化に向けた仕様を決定し、2025年度中の商品化を目指します。

MHIETは、三菱重工グループの2040年のCO2排出量ネットゼロ達成を掲げた「MISSION NET ZERO」を実現する製品開発の1つとして、カーボンニュートラル実現に向けたロードマップ※1で掲げる、水素エンジンの開発と商用化に向けた取り組みを強化しています。本実証試験は、幅広い産業界でコージェネレーションシステムとして使用されるKUガスエンジンの低炭素化を実現するために実施したものです。

水素混焼により燃焼が早くなることで、ノッキングやプレイグニッション※2が発生する課題に対して、空気過剰率などの調整による安定燃焼の実現に本実証試験では取り組みました。その結果、コージェネレーションシステムとして発電と蒸気を合わせ効率を高めた総合効率仕様において、定格相当出力で水素混焼率50%までの安定した燃焼を実証しました。

また本実証試験を通じて、KUガスエンジンにおける、発電および蒸気利用における水素混焼時のCO2排出係数：0.27kg－CO2／kWhレベルの実現見通しを確立しました。同レベルは、持続可能な経済活動を分類する「EUタクソノミー」規則における天然ガスに係る技術的基準において、移行期の活動に分類されている基準です※3。なお、KUガスエンジンは、既に実用化している全蒸気仕様（ガスエンジンの排ガスから生成される蒸気だけでなく、エンジンの冷却水を熱源として発生させた蒸気も活用する仕様）においても、CO2排出係数：0.27kg－CO2／kWhレベルを達成しており、水素混焼を適用することでCO2排出係数のさらなる低減が見込まれるため、全蒸気仕様の水素混焼化についても取り組んでいきます。

KUガスエンジンは、国内外のお客様に長年使用いただいている実績に基づいたエンジンであり、近年は着火方式の変更などを施すGSI化改造工事による高効率化の実現により、CO2の削減と既設設備の持続的な有効利用に貢献しています。また中長期的なカーボンニュートラル社会への対応として、水素利用へのニーズが高まっていることから、MHIETはKUガスエンジンにおいても水素混焼・専焼の製品投入を加速することで、低・脱炭素社会実現に向けた選択肢の拡充を目指します。

※1 カーボンニュートラル実現に向けたロードマップは、MHIETの「SDGsへの貢献」ページをご覧ください。
https://www.mhi.com/jp/group/mhiet/feature/sdgs
※2 異常燃焼の種類であり、ノッキングは点火時期が早すぎる場合や圧縮比が高すぎる場合に、通常の燃焼開始後に未燃混合気が圧縮されることで自着火して燃焼室内の圧力が急激に上昇する現象です。またプレイグニッションは、通常の点火の前に、混合気が自着火して燃焼室内の圧力が急激に上昇する現象です。いずれも頻発するとエンジン内部部品損傷の原因となることがあります。
※3 2022年7月15日付「COMMISSION DELEGATED REGULATION (EU) 2022/1214 of 9 March 2022
amending Delegated Regulation (EU) 2021/2139 as regards economic activities in certain energy sectors and Delegated Regulation (EU) 2021/2178 as regards specific public disclosures for those economic activities」によります。


【参考資料】ガスコージェネレーションシステムおよび水素利用に関する取り組み
◆カーボンニュートラルに向けたガスエンジンコージェネレーションシステムの開発のご紹介
・三菱重工技報 Vol.60 No.2（2023）
　技術論文「ガスエンジンコージェネレーションシステムによるCO2削減」
　https://www.mhi.co.jp/technology/review/jp/abstractj-60-2-120.html

◆水素専焼エンジン発電セットの実証試験（プレスリリース）
・2023年7月6日付
　「MHIET、水素専焼エンジン発電セットの実証試験設備を相模原工場の所内発電所エリアに建設開始」
　https://www.mhi.com/jp/news/230706.html

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