支持高效氢能发电的基础技术——开发发电效率高达68%的1400℃级发电系统

氢在用作燃料时不仅不排放二氧化碳，而且还可作为能源载体，用于可再生能源等的存储、运输和利用。利用这一特性，长久以来海外丰富的可再生能源和未使用能源难以利用的难题有望得以解决。由此，能源稀缺的日本将氢能视为能源安全保障和应对全球变暖对策的王牌。

在此背景下，日本国立研究开发法人新能源与产业技术综合开发机构（NEDO）自2014年起实施“氢利用等尖端技术研发项目”，致力于利用可再生能源的高效率低成本的制氢技术、长距离运氢技术、便于可再生能源长期存储的能源载体技术以及大规模氢利用技术等。上述技术的开发均以2040年后实现社会普及为长期目标，旨在确立氢作为“无碳能源的新选择”的地位。

氢氧燃气轮机及发电效率示意图

本次选取的“氢利用等尖端技术研发项目（超越传统技术的超高效发电共通基础开发）”中，将着手开发氢氧燃气轮机发电的基础技术。氢氧燃气轮机发电使用氢气作为燃料，氧气作为氧化剂，燃烧产物只有水蒸气，理论上不会产生CO₂、NO_x和SO_x。此外，通过结合布雷顿循环^*1和兰金循环^*2，构建出全新的封闭热力循环^*3，从而充分有效地利用作为工作流体^*4的水蒸汽的能量，与传统的燃气轮机联合循环发电（GTCC）相比，其发电效率有望提高约10％。

根据此前的研发结果以及与专家的讨论，该项目将以1400℃级发电系统为对象，确保高发电效率（约68％）和经济效益，此外还将开发有望实现稳定的氢氧燃烧的高温高压燃烧设备，同时找出所用材料的高温高压耐性等封闭热力循环的共通课题，并开发相关的基础技术。通过这种方式，该项目旨在与产生CO₂和NO_x的传统发电系统区分开来，建立大规模氢利用技术的基础，从而实现氢能社会。