九州産業保安監督部 令和4年度ボイラー・タービン主任技術者会議(九州)講演会アンモニア焚きガスタービンの技術開発

2023.02.14
三菱重工業(株)ガスタービン技術部

ガスタービン燃焼器Gr

安部 直樹© Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. All Rights Reserved.

SL2, ECT: N/A

1. 会社紹介

2. ガスタービンコンバインドサイクル(GTCC)の概要
3. ガスタービン市場動向
4. アンモニア焚きガスタービンについてa). アンモニア焚きガスタービンの役割b). アンモニア利用ガスタービンの開発状況c). アンモニア焚きガスタービンの実装計画
5. まとめ© MITSUBISHI HEAVY INDUSTRIES, LTD. All Rights Reserved.

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SL2, ECT: N/A

1. 会社紹介

2. ガスタービンコンバインドサイクル(GTCC)の概要
3. ガスタービン市場動向
4. アンモニア焚きガスタービンについてa). アンモニア焚きガスタービンの役割b). アンモニア利用ガスタービンの開発状況c). アンモニア焚きガスタービンの実装計画
5. まとめ© MITSUBISHI HEAVY INDUSTRIES, LTD. All Rights Reserved.

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SL2, ECT: N/A

1. 会社紹介
三菱重工は、エンジニアリングとものづくりのグローバルリーダーとして、
1884年の創立以来、社会課題に真摯に向き合い、人々の暮らしを支えてきました。
下表は、グループ内の水素に関連する企業と製品を掲載したものです。

総合研究所・ICTソリューション本部 etc.

エナジードメイン

プラント・インフラドメイン

民間機セグメント
防衛・宇宙セグメント

水素ガスタービン・燃料電池

製鉄機械

航空機

（エナジートランジション&パワー事業本部）（Primetals Technologies, Ltd）

（三菱航空機株式会社）ジェットエンジン

CO2回収
アンモニア・メタノール設備

H-IIAロケット（三菱重工航空エンジン株式会社）

洋上風力発電設備（MHIべスタスジャパン株式会社）

圧縮機（三菱重工エンジニアリング株式会社）

燃料運搬船（三菱造船株式会社）（三菱重工コンプレッサ株式会社）© Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. All Rights Reserved.

4
SL2, ECT: N/A

1. 会社紹介～エナジートランジション＆パワー事業～
三菱重工は、革新的な発電技術とソリューションにより、エネルギーの脱炭素化と電力の安定供給に世界中で貢献し、持続可能な未来の実現に取り組んでいます。

大型ガスタービン© Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. All Rights Reserved.

中小型ガスタービン

発電プラント5
SL2, ECT: N/A

1. 会社紹介～三菱重工のガスタービン技術（50Hz）～
三菱重工は小型から大型まで、幅広いラインアップでお客様の様々なニーズに対応します。

© Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. All Rights Reserved.

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SL2, ECT: N/A

1. 会社紹介～三菱重工のガスタービン技術（60Hz）～
三菱重工は小型から大型まで、幅広いラインアップでお客様の様々なニーズに対応します。

© Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. All Rights Reserved.

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SL2, ECT: N/A

1. 会社紹介～国内拠点～
高砂製作所
北海道
支社

大型ガスタービン

東北支社

中小型ガスタービン

北陸
支社

九州
支社

日立工場

中小型ガスタービン

蒸気タービン

関西
支社

中国
支社

中部
支社

四国
支社

本社・本牧地区

長崎造船所
呉工場
ボイラー

SOFC

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ボイラー

石炭ガス化複合発電
ガス化炉

8

SL2, ECT: N/A

1. 会社紹介～高砂製作所～
研究開発
遠隔監視センター（Remote Monitoring Center)

運転情報
実証

設計

IoT/AIを利用

製造© MITSUBISHI HEAVY INDUSTRIES, LTD. All Rights Reserved.

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SL2, ECT: N/A

1. 会社紹介

2. ガスタービンコンバインドサイクル(GTCC)の概要
3. ガスタービン市場動向
4. アンモニア焚きガスタービンについてa). アンモニア焚きガスタービンの役割b). アンモニア利用ガスタービンの開発状況c). アンモニア焚きガスタービンの実装計画
5. まとめ© MITSUBISHI HEAVY INDUSTRIES, LTD. All Rights Reserved.

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SL2, ECT: N/A

2. ガスタービンコンバインドサイクル(GTCC)の概要～発電ガスタービンとは～飛行機のジェットエンジンと基本構造は同じ、圧縮機・燃焼器・タービンの3要素から構成。
飛行機はファンの駆動にパワーを使う、ガスタービンは発電機駆動にパワーを使う。
発電用

航空用

出典：GE Web

推力
発電機

7.3ｍ

出力 M701J形で約480MW© MITSUBISHI HEAVY INDUSTRIES, LTD. All Rights Reserved.

約５倍

出力 約100MW
11

SL2, ECT: N/A

2. ガスタービンコンバインドサイクル(GTCC)の概要～熱機関と効率～
ガスタービンと蒸気タービンの組み合わせで 高効率かつ大出力を実現
60GT

熱効率 (HHV) [%]

50
40

+

ST

原子力発電

30

GTCC
(写真 三菱重工業 実証発電設備)

GT

20
10

大出力
0
0.001

0.01

© MITSUBISHI HEAVY INDUSTRIES, LTD. All Rights Reserved.

0.1

1

10
出力 [MW]

100

1000
12

SL2, ECT: N/A

2. ガスタービンコンバインドサイクル(GTCC)の概要～発電方式別CO2排出量～
天然ガス(LNG)を燃料とするガスタービン複合発電は、火力発電の中ではCO2排出量が最も低く、低炭素社会実現には必要な発電設備（経済産業省Webサイト記載の数字を引用)© MITSUBISHI HEAVY INDUSTRIES, LTD. All Rights Reserved.

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SL2, ECT: N/A

2. ガスタービンコンバインドサイクル(GTCC)の概要～燃焼器低NOx化技術(拡散方式と予混合方式)～
予混合方式 ・・・ 多くの大型プラントに適用、燃焼ガス温度を下げることによりNOx低減が可能
一方で、火炎の位置が不安定になる場合があり、フラッシュバックリスクを伴う
形式

拡散方式

予混合方式

空気
空気

構造

燃料

空気
予混合炎

拡散炎

T(予)

燃料

T(拡)

予混合ﾉｽﾞﾙ

燃焼
特性

•
•
•

燃料と燃焼用空気を別々に噴射
高温ｽﾎﾟｯﾄが生じやすい（NOx高）
火炎が安定

•
•
•

燃料は空気と混合され噴射
高温ｽﾎﾟｯﾄが生じにくい（NOx低）火炎の位置が不安定：フラッシュバックリスク

特徴

•
•
•

燃料性状変動への許容範囲が大きい
燃料系統が簡素NOx対策(蒸気/水噴射)による
性能低下

•
•

CO2削減(高効率)と低NOx化を両立
燃料系統が複雑© MITSUBISHI HEAVY INDUSTRIES, LTD. All Rights Reserved.

NOx(ppm)NOx ∝ exp (火炎温度)
拡散燃焼

予混合燃焼
14

火炎温度(K) SL2, ECT: N/A

2. ガスタービンコンバインドサイクル(GTCC)の概要
水素燃焼技術の課題 ～窒素酸化物(NOx)～◼ 燃焼時に『空気』または『燃料中』の窒素(N2,N)と反応し、NOxが生成◼ 水素含有時は火炎位置が上流に移動し、空気と十分に混合する前に高い火炎温度で燃焼するため、NOxが増加する『空気の窒素(N2)から生成』『燃料中の窒素成分(N)から生成』

サーマルNOx
NOx

NOx
N

N

N

+

O

フューエルNOx

アンモニア等

O

+

NH3

O
N

O

O
N

H

H

H

N

O

H2O

H

O

その他の化学種にもなりうる

サーマルNOxの特徴 ：NOxは火炎温度高で増加

NOx生成量(ppm)NOx ∝ exp (火炎温度)© Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. All Rights Reserved.

①水素混焼
NOx高

②天然ガス
火炎温度(K)15
SL2, ECT: N/A

1. 会社紹介

2. ガスタービンコンバインドサイクル(GTCC)の概要
3. ガスタービン市場動向
4. アンモニア焚きガスタービンについてa). アンモニア焚きガスタービンの役割b). アンモニア利用ガスタービンの開発状況c). アンモニア焚きガスタービンの実装計画
5. まとめ© MITSUBISHI HEAVY INDUSTRIES, LTD. All Rights Reserved.

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SL2, ECT: N/A

3. ガスタービン市場動向～2040年 カーボンニュートラル宣言～

カーボンニュートラル社会実現に向けた取り組み

カーボンニュートラル社会実現に向け革新的なエコシステムを構築する© MITSUBISHI HEAVY INDUSTRIES, LTD. All Rights Reserved.

17

SL2, ECT: N/A

3. ガスタービン市場動向～CO2削減のために～日本のCO2発生のうち42%は発電部門から・・・（自動車他運輸は17%に過ぎない）→CO2削減のために電力部門のパラダイムシフトが必要

発電所

化石燃料が99.4%
日本の部門別CO2排出量(2016年度)(1© MITSUBISHI HEAVY INDUSTRIES, LTD. All Rights Reserved.

電源別CO2排出量割合(218SL2, ECT: N/A

3. ガスタービン市場動向～エネルギー変遷におけるガスタービンの役割～
風力や太陽光発電を中心に、再生可能エネルギーは今後も普及拡大が予想されます。

過去

発電容量（GW）

20,000予測

総発電容量15,000太陽光
10,000

太陽光

5,000
風力

風力
2013

2020

2025

2030

2035

2040

2045

2050

Year
出典：Bloomberg New Energy Finance（2019年）© MITSUBISHI HEAVY INDUSTRIES, LTD. All Rights Reserved.

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SL2, ECT: N/A

3. ガスタービン市場動向～エネルギー変遷におけるガスタービンの役割～
一方、再生可能エネルギーの発電量は天候に左右されるため、再生可能エネルギーだけでは、すべての電力需要を満たすことはできません。

再生可能エネルギーによる発電量と電力需要のギャップ

電力需要
発電量

火力発電（ガスタービン）

再生可能エネルギー（風力、太陽光等）

朝

午後

夜

ガスタービンは、柔軟なエネルギー源として、
電力需要と再生可能エネルギーのギャップを埋めることが可能です。
出典: 経済産業省© MITSUBISHI HEAVY INDUSTRIES, LTD. All Rights Reserved.

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SL2, ECT: N/A

3. ガスタービン市場動向～エネルギー変遷におけるガスタービンの役割～
世界的な脱炭素化の潮流と、これに応じたサプライチェーンの発展に伴い、電力セクターにおいてもクリーンエネルギーの利用が進むシナリオが想定されます。
電力セクターにおける水素・アンモニア利用シナリオ

水素サプライチェーンの変遷シナリオ

天然ガス焚き火力発電
水素混焼
水素専焼（100%）

石炭焚き火力発電

再エネ由来水素

アンモニア混焼100％

CCUSの利用
2030

2040

CCUSを伴う化石由来水素
化石由来水素

2050

0％

2030

2040

展望1（中期）展望1（中期）

CO2フリーの水素およびアンモニアの混焼

水素社会実現の起爆剤および促進剤として、
CCUSを伴う化石燃料由来の水素が普及

展望2（長期）

展望2（長期）

再エネ由来水素を用いた水素専焼発電および石炭火力+CCUSによる火力発電の脱炭素化

継続的な技術革新と大幅なコスト削減により再エネ由来の水素（CO2フリー水素）が主流© MITSUBISHI HEAVY INDUSTRIES, LTD. All Rights Reserved.

2050

21

SL2, ECT: N/A

3. ガスタービン市場動向～水素ガスタービンの利点～
水素ガスタービンには、複数の環境的・経済的メリットがあります。

1

2

3

投資コストの抑制

キャリアへの柔軟性

水素需要の喚起

液化水素／
メチルシクロヘキサン

水素

LH2/MCH

H2

アンモニア

NH3

最小限の改造により、既設発電所の低・脱炭素化が可能です。
* 詳細の改造範囲は個別プラントでの評価が必要です。

© MITSUBISHI HEAVY INDUSTRIES, LTD. All Rights Reserved.

1
水素GTCC

N2

H2

窒素ガス

水素

水素ガスタービンは、あらゆるキャリアで輸送される水素を燃料とすることが可能です。

水素利用量2,000,000
燃料電池車

大規模な水素需要を喚起すること
で水素サプライチェーンの拡大、コスト削減を促進します。

燃料自動車等に比して低純度な水素の利用が可能であり、水素コストの低減にも貢献します。

22

SL2, ECT: N/A

1. 会社紹介

2. ガスタービンコンバインドサイクル(GTCC)の概要
3. ガスタービン市場動向
4. アンモニア焚きガスタービンについてa). アンモニア焚きガスタービンの役割b). アンモニア利用ガスタービンの開発状況c). アンモニア焚きガスタービンの実装計画
5. まとめ© Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. All Rights Reserved.

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SL2, ECT: N/A4-a). アンモニア焚きガスタービンの役割～社会動向～◼ 世界はカーボンニュートラル社会へ移行◼ CO2低減・回収を推進し、2050年までに達成
2020

2030

SDGsの推進2050

脱炭素化が更に加速

カーボンニュートラル
社会の実現

CO2排出
導入を後押しする
仕組み

再エネ

CO2低減
ネットゼロカーボン達成

CO2回収© Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. All Rights Reserved.

24
SL2, ECT: N/A4-a). アンモニア焚きガスタービンの役割～ネットゼロカーボンに向けたエナジートランジション～

2020年11月26日発表 三菱重工 エナジートランジション説明会資料© Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. All Rights Reserved.

25
SL2, ECT: N/A4-a). アンモニア焚きガスタービンの役割～バリューチェーン構築～◼ 脱炭素社会実現にむけ、地域のニーズに合わせたカーボンフリー燃料の製造・貯蔵・供給および利用の一貫したサプライチェーンの構築が重要◼ 発電設備へのカーボンフリー水素/アンモニア導入を目標に、バリューチェーン全体で推進が必要© Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. All Rights Reserved.

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SL2, ECT: N/A4-a). アンモニア焚きガスタービンの役割～火力発電の脱炭素化技術開発ロードマップ～

2020年11月26日発表 三菱重工 エナジートランジション説明会資料© Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. All Rights Reserved.

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SL2, ECT: N/A4-a). アンモニア焚きガスタービンの役割～水素社会に向けたMHIグループの取組み～◼ CO2フリー水素・アンモニア市場確立のため、上流～下流まで幅広く、社外とのパートナリング含め、面を広げる戦略を推進◼ これらの技術を元に、海外でのFEEDに参画し、事業性評価、事業化に向け推進
水素・アンモニア製造

一次エナジー

再エネ

水電解

輸送・貯蔵

利用

水素貯蔵

水素・アンモニアガスタービン

アンモニア混焼ボイラー

触媒

原子力

高温水蒸気電解天然ガス

プラズマ熱分解(高温ガス炉）

燃料電池(SOFC)
H2

NH3

コンプレッサ(水素圧縮)

昇圧ポンプ(液体水素)

メタン熱分解自社技術・製品

水素ガスエンジン

水素還元製鉄パートナリング

FEEDへの参画（豪州南オーストラリア/独ハンブルク/英国等）
FEED：Front End Engineering Design（EPCの前段階として設計を通して技術的課題や概略費用などを検討）© Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. All Rights Reserved.

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SL2, ECT: N/A4-a). アンモニア焚きガスタービンの役割～脱炭素化に向けた三菱重工の取り組み～■水素(H2)、アンモニア(NH3)が燃焼可能なガスタービンを開発中■2030年までに燃料転換による脱炭素化を目指す
ベース

石炭火力

IGCC開発NH3、バイオ混焼
20%～30%削減

CO2排出量 [%]Ⓐ NH3混焼

カーボンフリーGTシステムⒸ 100％水素燃焼GTⒹ NH3分解GTCC GTCⒺ NH3直接燃焼GTC

ボイラー

GTCC転換
50

65％削減

高効率
GTCC
10％削減

Ⓑ
30%水素
混焼GT

CO2排出ゼロ

カーボンフリーGTシステム

0
2020年© Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. All Rights Reserved.

100%水素燃焼GT小型GT
コジェネ

2025年

2030年
29
SL2, ECT: N/A4-a). アンモニア焚きガスタービンの役割～三菱重工の脱炭素関連機器～
カーボンフリー発電システムのラインアップを拡充しました。
機器

概要

適用時期

Ⓐ アンモニア混焼ボイラー

石炭焚きボイラーに20-30%(エネルギー)のアンモニアを混焼しCO2発生量を減らすもの。

2023実証開始予定Ⓑ 30%混焼

天然ガス焚き低N0x燃焼器に30%volの水素混合天然ガスを供給するもの。既設GTをそのまま、あるいは最小の改造で適用可能。

2018開発完了Ⓒ 専焼

マルチクラスタ燃焼器による100%水素燃焼器を開発中。

開発完了予定大型機：2025
小型機：2023Ⓓ アンモニア分解GTCC

GTの排熱を利用しアンモニアを分解し、それをGTの燃料とする。排ガス温度の高い大型機に向く。

開発中Ⓔ

分解装置が不要でありシステムが簡素になる。
2024年に開発を完了
アンモニア燃焼に伴うN0xの発生量が多く、専用燃焼し、実証を目指す。
器の開発が必要。また、排ガス脱硝装置も必須となる。

水素GT

アンモニア直接燃焼GT© Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. All Rights Reserved.

30
SL2, ECT: N/A4-a). アンモニア焚きガスタービンの役割～水素/アンモニア燃焼 ガスタービン～
天然ガス・ガスタービン(GT)から水素ガスタービンへの改造は、燃焼器部品、周囲の系統の入れ替えのみで対応可能。
本体はそのまま使用するため、改造が容易であることが特徴。

既存
インフラ設備

既存
インフラ設備

インフラ設備開発段階
On Site水素転換は2025頃実証予定© Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. All Rights Reserved.

天然ガス

アンモニア

燃焼器仕様 天然ガス向け

ガスタービン

燃焼器と回りの系統の交換のみで水素・アンモニア仕様へ

燃焼器仕様 アンモニア燃焼, 水素燃焼向け

水素

ガスタービン31
SL2, ECT: N/A

1. 会社紹介

2. ガスタービンコンバインドサイクル(GTCC)の概要
3. ガスタービン市場動向
4. アンモニア焚きガスタービンについてa). アンモニア焚きガスタービンの役割b). アンモニア利用ガスタービンの開発状況c). アンモニア焚きガスタービンの実装計画
5. まとめ© Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. All Rights Reserved.

32
SL2, ECT: N/A4-b). アンモニア利用ガスタービンの開発状況～アンモニア燃料を利用したガスタービン～■ アンモニア分解GTCC：大型高効率ガスタービン

3HN

剤化酸

NH3

H2,N2,残存NH3
NH3 →
水素用
H2 + N2燃焼器
器
解3分
3HN 空気
NH
分解装置

（液）

)ンコスガ(B)RTA(

アンモニアの分解に適した
高温の排ガス（600℃超）

HRSG

燃焼温度が高く、高効率運転可能な大型GTに適用可能

GSRH

C

T

脱硝

排気

GT

ンビータスガ■ アンモニア直接燃焼GT：中小型ガスタービン
3HN

剤化酸

NH3
（液）

)ンコスガ(

二段燃焼方式により燃焼温度はアンモニア用 相対的に低温となり、NOxのコントロールが可能。
燃焼器
脱硝装置により排出NOxを低減。

NH3(ガス)

蒸発器
器解
分3HN
)RTA(

システムの簡素化が可能、
ただし低い燃焼温度での運用になるため中小型GT向き
GSRH

B

空気

HRSG
排気

T

C

脱硝

ンビGT
ータスガ
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33
SL2, ECT: N/A4-b). アンモニア利用ガスタービンの開発状況～アンモニア分解ガスによるガスタービンシステムの開発～■ ガスタービンの排熱を利用してアンモニアを水素と窒素に分解し、水素混焼ガスタービンへ適用■ 将来的には水素専焼ガスタービンを適用し、燃料すべてをアンモニア分解水素とすることも可能

天然ガス
空気

≒600℃
ガスタービン
排ガス

アンモニア分解ガス<大型GTCCへの適用メリット>
・高効率発電（CC効率60%超）・アンモニアの大量消費が可能（CO2排出量削減への貢献）

アンモニア分解装置

液体NH3
タンカー
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液体NH3
タンク

液体NH3
ポンプ

N2, H234
SL2, ECT: N/A4-b). アンモニア利用ガスタービンの開発状況～アンモニア直接燃焼GTの開発に着手(プレスリリース)～・H-25 (4万kW級) を対象として、アンモニア(100%)直接燃焼ガスタービンの開発に着手
・直接燃焼の課題である燃料中の窒素(N)分由来で発生するNOxの排出量を低減する燃焼器を開発
・カーボンフリー発電システムのラインアップを拡充

H-25ガスタービン
・出力：41.0MW
・効率：
36.2% (SC)80%超 (コジェネ)
・受注実績：約190台© Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. All Rights Reserved.

35
SL2, ECT: N/A4-b). アンモニア利用ガスタービンの開発状況～アンモニア直接燃焼の課題 ①難燃性～■ アンモニア燃料は一般的な燃料と比較して発熱量が低い■ アンモニアの燃焼速度は低く、火炎の保持が難しい

燃焼速度

低位発熱量
層流燃焼速度相対値 （-）

発熱量（MJ/ｋｇ）

140
120
100

80
60

発熱量は
発熱量は
メタンの1/3
メタンの1/3

40
20
0

7

メタン燃焼速度を1としたときの相対値

6
5
4

3
2

燃焼速度は
メタンの1/5

1

0
メタン
燃料種

© Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. All Rights Reserved.

8

水素

メタン
燃料種

水素

36
SL2, ECT: N/A4-b). アンモニア利用ガスタービンの開発状況～アンモニア直接燃焼の課題 ②Fuel NOx～
■ アンモニア燃料はN分を含んでおり、燃焼過程でFuel-NOxが発生■ Fuel-NOxの発生量は通常燃料で発生するNOxに比べオーダーが桁違いに大きい■ NOx発生メカニズムが通常燃料と異なるため、従来技術の対策で効果が得られない

燃料

通常燃料
(LNG等)

NOx発生メカニズム
高温燃焼場にて空気中の窒素が酸化反応することで窒素酸化物が生成 (Thermal-NOx)
N2 (空気) + O2 → NOx

NOx発生量(未対策時)

数百ppm
オーダー

対策技術
・水/蒸気噴射(従来技術)→ 局所温度上昇の回避
・予混合燃焼(従来技術)→ 火炎温度の均一化※NOx発生要因はN2の熱分解

燃料の酸化反応により窒素酸化物が生成 (Fuel-NOx)
アンモニア
(NH3)

NH3 (燃料) + O2
→ N2 + H2O + NOx

上記の対策は効果無し
数千ppm
オーダー

アンモニア直接燃焼に適した2段燃焼技術を採用※NOx発生要因は燃料の化学反応© Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. All Rights Reserved.

37
SL2, ECT: N/A4-b). アンモニア利用ガスタービンの開発状況～アンモニア燃焼時のFuel NOx排出特性～■ 三菱重工の大型GT作動領域の当量比は高く、Fuel-NOxの発生領域内■ アンモニア直接燃焼ではFuel-NOx発生領域を避ける必要あり■ 中小型GTの作動領域は燃料希薄領域にあり、アンモニア直接燃焼向き
𝐹ൗ

中小型GT(H-25)の作動条件

大型GTの作動条件

8000*当量比(𝛷) = 𝐹ൗ 𝐴

𝐴 ST

(実燃空比を理論燃空比で除したもの)

Fuel-NOx発生量 (ppm)

Fuel-NOx

発生領域
6000

4000

領域②
燃料希薄燃焼領域①
燃料過濃燃焼(リーン燃焼)(リッチ燃焼)20000

当量比(Φ) (-)

Fuel-NOxの排出特性© Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. All Rights Reserved.

38
SL2, ECT: N/A4-b). アンモニア利用ガスタービンの開発状況～アンモニア直接燃焼 2段燃焼の適用～
・中小型ガスタービン燃焼器に2段燃焼方式を適用し、Fuel NOxを抑制
・低カロリー燃料のため燃焼安定性が課題【H-25燃焼器でのFuel-NOx生成制御】
NOx生成が抑制できる①燃料過濃と②希薄燃焼領域を用いて、NOx生成を制御【アンモニア燃焼の課題】
燃料由来の窒素酸化物（NOx）生成が課題
作動条件として燃焼器出口温度が低い
中小型GT（H-25)はNOx生成が抑制可能
低カロリー燃料のため燃焼安定性が課題

空気

NH3

H-25の
作動条件

ﾊﾞｰﾅ

領域①
燃料過濃燃焼領域②
燃料希薄燃焼Fuel NOx

発生領域

領
域
②

燃料希薄(リーン)

拡散燃焼器
領
域
①

燃料過濃(リッチ)

Fuel-NOxの排出特性© Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. All Rights Reserved.

燃焼
ガス

燃焼器

H-25ガスタービン
39
SL2, ECT: N/A4-b). アンモニア利用ガスタービンの開発状況～開発スケジュール～
三菱重工は水素燃焼方式に加え、アンモニア
直接燃焼方式の開発によりカーボンフリー発電
システムのラインアップをさらに拡充します。

H-25
ガスタービン☞ H-25ガスタービン向け低NOx燃焼器の開発に着手します。
☞ 2024年にシステム実証を計画します。
☞ 2025年からの実用化を目指します。

出力：41.0MW
効率：36.2% (SC)80%超 (コジェネ)
受注実績：約190台

開発工程

年

2021

2022

2023

2024

2025

燃焼器
開発
脱硝開発
システム
検討
実証

実用化
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40
SL2, ECT: N/A4-b). アンモニア利用ガスタービンの開発状況～アンモニア焚き燃焼器 開発進捗～
試作燃焼器

アンモニア焚き燃焼器による燃焼試験を大気圧条件にて実施中
ブロワより空気供給

燃焼空気

煙突へ

燃料
熱交換器

ﾘｯﾁﾘｰﾝ二段燃焼方式の燃焼器

燃焼ガス

燃焼ガスの
流れ方向

燃焼器

アンモニア燃焼試験装置

アンモニア火炎の様子

スケジュール

2021

2022

2023

2024

2025

Design(NG Start-up)
7/E

Rig test (Nagasaki)

Test facility plan and construction(Katsuta)© MITSUBISHI HEAVY INDUSTRIES, LTD. All Rights Reserved.

High pressure
Rig test (Katsuta) Design Fixed▽

Demonstration under survey

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1. 会社紹介

2. ガスタービンコンバインドサイクル(GTCC)の概要
3. ガスタービン市場動向
4. アンモニア焚きガスタービンについてa). アンモニア焚きガスタービンの役割b). アンモニア利用ガスタービンの開発状況c). アンモニア焚きガスタービンの実装計画
5. まとめ© Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. All Rights Reserved.

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SL2, ECT: N/A4-c). アンモニア焚きガスタービンの実装計画～社会実装計画 @インドネシア～
アンモニア工場

H-25 1on1 x2、80MW• インドネシア スマトラ島パレンバンに当社H25発電所と隣接してアンモニア製造工場（肥料工場）あり。
• 国立バンドン工科大学との共同研究FSからの提案プロジェクト。
• 昨年12月1日、日本国大使館(田村次席公使)にも現地ご視察頂いた。

• COP26にて岸田首相が発表したAETI (Asia
Energy Transition Initiative)を活用した
アンモニア焚ガスタービン化を検討。
(本年度METI質高FSに採択された)© Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. All Rights Reserved.

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SL2, ECT: N/A4-c). アンモニア焚きガスタービンの実装計画～豪州グリーンアンモニア事業開発に参画～◼ 南オーストラリア州でグリーンアンモニア事業開発を行うH2U Investments社に資本参加を決定◼ 豊富な再エネ電力を利用しグリーン水素・アンモニアを生産、近隣製鉄所を始めとした産業分野の脱炭素化に貢献すると共に、グリーンアンモニアの輸出を目指す
水素ガスタービン

主な当社対象製品
H2

洋上風力発電
H2

高炉・転炉
O2

化学品

太陽光発電
H2

タスマニア水力発電

水電解プラント

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NH3

アンモニア製造
プラント

肥料

輸送用燃料
輸出

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1. 会社紹介

2. ガスタービンコンバインドサイクル(GTCC)の概要
3. ガスタービン市場動向
4. アンモニア焚きガスタービンについてa). アンモニア焚きガスタービンの役割b). アンモニア利用ガスタービンの開発状況c). アンモニア焚きガスタービンの実装計画
5. まとめ© Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. All Rights Reserved.

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5. まとめ
三菱重工グループは水素サプライチェーンの上流から下流まで、多岐に渡るコア技術を有しており、水素社会の実現に貢献
製造

輸送

需要

ガス化設備

CO2回収設備

アンモニア・メタノール併産設備

ガスタービン

洋上風力発電設備

圧縮機

燃料運搬船

燃料電池

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