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摘 要：工业锅炉在工业领域的加热、空调、杀菌/灭菌等各种用途中被广泛使用，是制造廉价且高效的传热介质蒸汽的重要工业机械。本文介绍了三浦工业为实现工业锅炉的碳中和而做出的努力及其背景，以及直流锅炉中的氢燃烧技术。
关键字：氢燃烧技术、工业锅炉、低NOx燃烧技术、氢能社会、碳中和
工业锅炉在工业领域的加热、空调、杀菌/灭菌等各种用途中被广泛使用，是制造廉价且高效的传热介质蒸汽的重要工业机械。在工业锅炉中，多管式直流锅炉的压力容器部主要由管构成，因此具有很高的耐压爆安全性；由于保有水量少，因此蒸汽产生时间短，负荷跟随性优异；此外，其结构紧凑，因此具有散热损失小、热效率高的优点。由于这些优势，如图1所示，该类锅炉在日本市场占有率为80%（蒸发量比例），动态台数占有率为95%以上，成为工业/商用锅炉的主流。
图1 日本蒸汽锅炉市场
另一方面，针对全球变暖引起的气候变化问题，面向碳中和的行动正在加速进行。其中，作为碳中和燃料的氢受到了广泛关注，有望在工业用热的脱碳中发挥重要作用。本文介绍了三浦工业为实现工业锅炉的碳中和而做出的努力及其背景，以及直流锅炉中的氢燃烧技术。
近年来，世界各地频繁发生暴雨、洪水、森林火灾等气象灾害，这被认为是全球变暖的影响。为减少温室气体的排放，2015年签署了《巴黎协定》，世界各国制定了具体的数值目标。在日本，前首相菅义伟在2020年10月26日提出“到2050年温室气体净零排放”的目标，2021年4月又提出2030年与2013年度相比温室气体排放减少46%，同时向更高的50%挑战的目标。
以日本经济产业省为中心制定了“2050年碳中和绿色增长战略”，规划了14个领域中的高目标和行动计划。在包括工业领域在内的非电力部门，示出了以电气化为中心，通过加氢和CO2回收来满足热需求的策略。
此外，2021年10月22日日本内阁通过的《第六次能源基本计划》提出，在工业部门，除了通过彻底节能来提高能源使用效率外，需要通过推广电气化，扩大脱碳电力的利用，以实现碳中和。
在工业用热中也考虑基于电气化技术进行脱碳，但对于大规模的高温热需求，电气化在经济、热量、结构上难以应对。对于这种难以电气化的热需求，可以选择将燃料转换为氢、合成甲烷、合成燃料等碳中和燃料。
氢作为一种清洁能源，不仅在工业部门，在发电、运输等中也得到了广泛应用，有望在实现碳中和方面发挥重要作用。可以认为，降低供应成本并在广泛的领域创造需求对于其普及/扩大非常重要，氢燃料锅炉的开发有助于在工业部门创造氢需求。
基于上述背景，为实现碳中和，三浦工业正在努力进一步提高现有产品的节能性，开发热泵和燃料电池，并且开发可处理碳中和燃料的直流锅炉。
其中，以氢为燃料的直流锅炉于2017年开发并投入市场。目前，由于氢的流通性和经济性原因，该类锅炉还没有得到广泛的普及，几乎全是在生产副产氢的工厂中使用。