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摘 要：氢被用作火箭、FCV（燃料电池汽车和公交车）等运输设备的燃料。川崎重工正在利用燃气轮机发动机的燃料多样性优势，开发使用纯氢为燃料的燃烧技术和发电技术，以实现低碳化和未来氢能社会。2018年，在全球首次成功实现了城市地区的氢能发电，目前正在进行改良以实现更高性能以及清洁发电。
关键字：氢能利用、氢能发电、氢供应链、氢混烧、氢专烧、氢燃气轮机发电技术
为了构建氢供应链，其重要的一点是获得更廉价的氢，使其与现在的石油、天然气等化石燃料的成本相当。因此，需要大幅增加氢需求，并通过规模经济效应降低氢成本。
传统上，氢被用作火箭推进燃料、FCV（燃料电池汽车和公交车）燃料、或燃气轮机发电装置和锅炉燃料。根据日本氢能·燃料电池战略路线图，2030年左右将正式启动氢能发电。如果氢能可替代天然气用作发电燃料，则可以大量利用氢，为氢供应链的实现作出巨大贡献。
为使各燃气轮机制造商推广使用氢能，正在发挥燃气轮机燃料多样性优势，推进天然气与氢混合燃料和纯氢燃料的燃烧技术开发、燃气轮机发电装置的实用化等项目。
川崎重工以中小型燃气轮机发电装置的纯氢发电为目标，正在进行清洁氢气燃烧技术的开发和氢能发电实证。
小型燃气轮机的结构如图1所示。在燃烧器中，将燃料与由压缩机压缩的高压空气混合燃烧，生成高温、高压的燃烧气体。通过该燃烧气体的流动驱动涡轮机旋转获得输出。燃烧器的作用是稳定、清洁地生成超过金属部件熔点的燃烧气体。
由于燃气轮机可以处理多种燃料，因此可以使用氢气作为燃料气体，但需要符合氢气特有燃烧特性的燃烧技术。实现氢能发电的关键是开发适合的燃烧技术和燃烧器部件，能够同时实现氢气的稳定燃烧以及减少大气污染物质——氮氧化物NOx的排放1）。
（1）氢的稳定燃烧
氢气比天然气更具反应性，并且燃烧过程中的火焰接近燃烧器部件，因此极有可能引起部件的高温化和燃烧的不稳定。使用天然气燃料喷嘴进行天然气和氢气混烧试验时燃烧器内部的火焰状态如图2所示。混合氢气燃烧时，氢气火焰和燃烧气体接近燃料喷嘴部件，喷嘴部件发出红光，表明温度极高。
