日本のユーティリティ大手のジェラと自動車テクノロジー会社のデンソは、アイチェ県の名古屋にあるshin-nagoya熱発電所で、固体酸化物電解細胞（SOEC）システムを使用した日本の水素生産の最初の実証を開始しました。
デモンストレーションは、Densoによって開発された200 kWのSOEC水電解システムを、「SOECによって放出される熱を最小限に抑えるために、Densoの熱管理技術を適用することにより、世界最高レベルの電気分解効率で水素生産を達成することを目的としています。
このプロジェクトは、公益事業が脱炭素化の目標を進めながら新しい収益源を求めているため、熱電力インフラ内で水素生産を統合しようとする日本の最初の試みを表しています。
Jeraの3,058 mw Shin-Nagoya Combined Cycle LNG施設のDensoのコンテナ化されたSOECユニット。200kWの高温電解システムが効率とスケーラビリティについてテストされています。礼儀：ジェラ
Shin-NagoyaのDensoのSOECシステムは、約700cで動作し、高度なセラミック膜を電解質として使用して蒸気を水素と酸素に分割します。このアプローチは、高温蒸気電解（HTSE）を活用して、従来の低温技術よりも大幅に高い電気効率を可能にします。
SOEC操作の説明は、DensoのSOECテクノロジーの開示に基づいています。 2024 Jeraとの共同開発の発表 そして以前のデモンストレーション。 2024年8月、デンソーとジェラは、蒸気をセラミック電解質に供給することにより、SOECが機能することを説明しました。Yttria安定化ジルコニア– カソードの水蒸気が水素に還元され、酸素イオンが膜を介して陽極に移動し、酸素を放出します。
高温（700C）で動作することにより、SOECは熱エネルギーを活用して電気分解に必要な細胞電圧を下げ、電気効率を約80％に高めます。これは、それぞれ60cと80cで動作するアルカリとPEM電解剤の65〜70％と比較されます。
重要な革新とは、Densoの自動車コンポーネントの専門知識から派生した熱管理技術を統合することです。安定した高温操作を維持し、材料の劣化を防ぐために内部熱流を最適化する洗練された温度制御システムです。この設計はまた、自動車燃料システムに根ざしたエジェクター技術を採用して、電解剤内の未反応の蒸気をリサイクルし、全体的な熱効率と電気効率をさらに高めると同社は述べています。
デンソー 2023デモ Hirose Manufacturing Plantで、同様の熱管理と蒸気射出装置リサイクル技術を紹介して、未反応の蒸気をキャプチャし、低グレードの廃熱をSOECスタックに再開しました。
Shin-Nagoyaでのデモは、SOECシステムによって排出される熱と廃棄物のエネルギーを最小限に抑えることを明示的に求めます。 「今後は、デモンストレーションテストの結果に基づいて、SOEC次世代燃料生産システムの実用的な応用を促進する努力を加速するため、200 kWから数千kWに電気分解のパワーを拡大することを目指しています」とジェラは言いました。
国内電力の約30％を供給する日本最大の発電機であるジェラは、2050年までに国内および国際事業からゼロゼロCO2排出量を達成することを約束しています。日本のカリヤに本社を置く自動車サプライヤーであるデンソーは、製造イニシアチブ、モビリティ製品、水素エネルギー利用を通じて2035年までに炭素中立性を標的にしています。
港の桟橋近くに位置するShin-Nagoyaは、Chita LNGターミナルから17キロメートルのガスパイプラインの隣に建てられています。このプラントは、2つの複合サイクルブロックで構成されています。グループ7、1998年後半から動作し、6つの243 MW、1,300Cガスタービンとトリプルプレッシャー熱回復蒸気発生器をペアにします。 2008年にオンラインになったグループ8は、4つの400 mW、1,500cタービンを統合しています。オンサイト330 kVのGISスイッチングステーションは、Chubu Electricのグリッドに直接接続し、隣接する淡水化ユニットは蒸気サイクルと新しいSOECモジュールの両方に給水を提供します。植物の専用の水素システムは、すでに発電機冷却水素をその場で生産しています。
Densoの固体酸化物電解セル（SOEC）システムを備えた水素生産デモンストレーション施設は、県林のNagoyaにあるShin-Nagoya Thermal Power Stationに設置されています。礼儀：ジェラ
それでも、Jeraの水素の野心は、Shin-NagoyaのSOECパイロットをはるかに超えています。 Jera ZeroCo₂排出2050のロードマップの下で、同社は既存の熱ユニットをゼロ排出燃料に変換しながら、エンドツーエンドの水素とアンモニアのサプライチェーンを構築しています。たとえば、ジェラは2030年代初頭までに4.1 gWのヘキナン石炭局で最大20％のアンモニアを共演する予定であり、2021年6月に完了した小規模な試験から、ユニット4の本格的なデモンストレーションまで増加する予定です。
並行して、Jeraは2021年8月に政府の承認を確保し、大規模な液化天然ガスプラントで30％の水素を共発動させ、2025年までにタービン燃料の3分の1を交換し、炎の安定性とNo no-Controlに関する重要な教訓を学ぶことを求めました。
日本を越えて、ジェラはエクソンモービルと協力して、米湾岸の900,000 T/yの低炭素水素と100万t/Yアンモニア複合体への株式参加を探求しています。 Jeraのオフテイク権は、国内供給のための最大500,000 t/yのクリーンなアンモニアです。
「この共同デモンストレーションテストを通じて、両社はグリーン水素とアンモニアのグローバルサプライチェーンの早期設立に取り組み、グローバルな脱炭素化とエネルギーの問題のソリューションを見つけることに貢献します」と会社は木曜日に述べました。
–Sonal Patel パワーシニアエディターです（@sonalcpatel、 @powermagazine）。
#熱発電所で開始された日本初のSOEC水素デモンストレーション