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1、能源脱碳技术社会实施的条件
“有助于脱碳化的新能源技术”承担实现脱碳社会,推动社会经济体系转型的重任,需要满足以下条件。即,该技术需要:
① 从数量上表现出对能源系统的脱碳化的贡献
② 可以在10-20年内实现社会实施
③ 社会实施时的成本处于社会可以实际承受的水平
④ 对从能源采集到使用再到废弃的新能源系统的全价值链的脱碳化做出贡献
(当然,除此之外,在技术实现社会实施之前,需要解决更多实际问题,即与技术的安全性、可靠性、稳定性等相关的课题)。
之所以如此强调以上条件,是因为在该技术领域,“梦想技术”经常会引起媒体的热烈讨论,并且在没有基于上述标准得到充分评估的情况下就向其中投入大量宝贵的研究资源。甚至有人指出,必须对“技术”的科学合理性进行更多考量注1)。
为了不让“梦想技术”止于梦想,至少在开发阶段,有必要尝试从上述观点对该技术进行评估,而在技术发展阶段,要坚持贯彻这样的评估并不容易。
2、NH3直接利用技术对能源脱碳化的影响
那么,NH3直接利用技术使NH3作为零碳燃料和氢能载体加以利用成为可能,会对社会脱碳化会带来怎样的影响呢?
从SIP“能源载体”中NH3直接利用技术的研发内容可以看出,NH3将主要在发电领域和工业领域被用作零碳燃料或氢能载体。这是因为在这些领域引入零碳燃料的效果很明显(这些领域分别占日本化石燃料消费量的40%和25%),此外,在处理NH3时需要十分谨慎,而到目前为止这些领域在使用NH3时没有出现过重大问题,积累了丰富的NH3处理经验。特别是在火力发电厂,通常将大量NH3用作脱硝装置的脱硝剂。
下文将探讨在大量排放CO2的燃煤发电锅炉中引入零碳NH3的效果。该领域与具有不同种类和类型的工业炉等不同,设备重复率较大,因此推算也比较容易。
一般规模为60万kW的燃煤电厂每年排放的二氧化碳量约为400万吨。如果将零碳NH3以20%(以热量为基准)混烧的话,那么同等规模的发电厂中,CO2排放量将减少约80万吨。根据日本能源经济研究所的调查研究注2),日本国内的17个发电厂中共计有21座锅炉(输出16.8GW)可引入NH3混烧的燃煤发电设备注3),假设这些发电设备中可以进行20%的NH3混烧,则每年将减少约2000万吨的二氧化碳排放(约占日本发电领域二氧化碳排放量的4%)。在燃煤发电方面,NH3混烧率的技术极限并非20%,混烧率有可能进一步提高,因此在这种情况下,将实现更大的CO2减排。以上是仅考虑日本国内状况时的效果,由于燃煤发电仍占世界总发电量的约40%(印度和中国约占70%),因此可以说,煤炭/NH3混烧技术的CO2减排潜力非常大。
此外,如前篇文章所述,NH3可用作燃气轮机的燃料,以减少LNG发电产生的CO2排放;也可作为SOFC的燃料,以用作零碳分布式电源。这些方面也能实现相当程度的CO2减排。
NH3直接利用技术在扩大日本国内可再生能源引入方面也可以发挥重要作用。随着可再生能源的引入,火力发电,尤其是燃气发电