<Concise Report>연료 암모니아의 동향(2022년 2월 조사)(일본어판)
자료코드: R64200402 / 2022년 6월 15일 발행 / B5 50
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◆조사개요
본 조사 리포트는 정기간행물 Yano E plus 2022년 3월호에 게재된 내용입니다.
리서치 내용
~석탄과 천연가스를 무탄소 암모니아로 대체함으로써
대폭적인 이산화탄소 배출 삭감이 실현되다~
1. 온난화 대책의 비장의 카드인 연료 암모니아
1-1. 3,000만 톤/년의 거대 시장으로 변모하는 연료 암모니아
1-2. 암모니아는 탈탄소의 비장의 카드인가
1-3. 움직이기 시작한 전력회사
1-4. 해외조달을 실현하는 공급망 구축
2. 연료 암모니아의 활용 분야
2-1. 발전
2-2. 제트엔진 연료
2-3. 선박용 디젤엔진 연료
2-4. 자동차용 엔진 연료
3. 국가 프로젝트에서의 연료 암모니아
3-1. 경제산업성 자원에너지청
(1) 연료 암모니아 공급망 구축: 목적
그림1. 연료 암모니아 사회 구현을 위한 선순환 창출
그림2. 암모니아 이용 확대를 향한 길
그림3. 연료 암모니아 도입·확대 로드맵
(2) 연료 암모니아 공급망 구축: 목표
① 암모니아 공급비용 저감에 필요한 기술 확립
② 암모니아의 발전 이용에서 고혼소화·전소화
그림4. 연구개발 목표와 기술개발 내용의 연관성
(3) 연료 암모니아 공급망 구축: 연구개발·사회구현의 방향성
① 암모니아 공급비용 절감
그림5. 그린 암모니아 전해합성기술의 개발·실증
② 암모니아의 발전 이용에서 고혼소화·전소화
그림6. 석탄화력발전소에서 암모니아 이용의 기존 대응(혼소기술)
그림7. 암모니아의 전소화를 위한 기술과제
(4) 연료 암모니아 공급망 구축: 타임스케줄
① 암모니아 공급비용 저감에 필요한 기술 확립
② 암모니아의 발전 이용에서 고혼소화·전소화
그림8. 1930년도까지 실시 스케줄
3-2. 국립연구개발법인 신에너지산업기술 종합개발기구(NEDO)
(1) NEDO(환경부)의 암모니아 혼소·전소사업 스케줄
그림9. NEDO(환경부)의 암모니아 혼소·전소사업의 2019년 이후 스케줄
(2) 구체적 주제와 연구개발의 성과 혹은 예정
① 석탄화력: 미세 탄분 보일러의 멀티버너 대응 암모니아 혼소기술의 연구개발(성과)
그림10. 미세 탄분 보일러의 멀티버너 대응 암모니아 혼소기술의 연구개발
② 석탄화력: 100만kW급 석탄화력에 대한 암모니아 20% 혼소 실증연구
그림11.100만kW급 석탄화력에서 암모니아 20% 혼소 실증연구
③ 석탄화력: 화력발전소에서의 CO2 프리 암모니아 연료 이용 확대를 위한 연구개발
그림12. 화력 발전소에서의 CO2 프리 암모니아 연료 이용 확대를 위한 연구개발
④ 가스터빈: 액체 암모니아 직접 분무 가스터빈 시스템 연구개발(성과)
그림13. 액체 암모니아 직접 분무 가스터빈 시스템 연구개발
⑤ 석탄화력/가스터빈: 암모니아 발전이용에서의 고혼소화·전소화(공모 중)
표1. 암모니아 연소 시 주요 과제
4. 연료 암모니아 시장규모
그림·표1. 연료 암모니아의 일본 시장규모 예측(수량·금액: 2030, 2035, 2040년 예측)
5. 연료 암모니아에 관련된 기업·연구기관의 대응 동향
5-1. 국립연구개발법인 해상·항만·항공기술연구소 해상기술안전연구소
(1) 내연기관에서의 암모니아 연료 이용 과제
그림14. 왕복 엔진: 가솔린 엔진(좌)과 디젤 엔진(우)의 차이
(2) 암모니아가 경유의 연소에 미치는 영향
그림15. 실험 개요
(3) 암모니아 혼소에 의한 열효율, 배기가스 성분 등에 대한 영향
(4) 경유 2단 분사에 의한 암모니아 및 N2O의 저감 효과
(5) 정리
5-2. 국립연구개발법인 산업기술종합연구소
(1) 암모니아 직접 연소 가스터빈 개발
① SIP로서의 위상
그림16. SIP '에너지 캐리어'의 대응 개요
② 암모니아 직접 연소 가스터빈 개발
그림17. 암모니아 직접 연소 가스터빈 개발 노력
그림18. 암모니아 전소시험 결과
③ 린 리치 연소방식을 통한 저NOx 연소기술 개발
그림19. 리치 린 연소방식의 개발
④ 기타 대응
(2) 암모니아 연소촉매의 개발
① 암모니아 연료로서의 특징
② 촉매연소법
그림20. 촉매연소법 개요
그림21. 신규 암모니아 촉매 연소법의 특징
5-3. 지요다화공건설 주식회사
(1) 연료 암모니아에 대한 기본적인 생각
그림22. 탄소중립을 위한 다양한 에너지의 공급망 구축로 향하는 길
(2) 주력해야 할 과제
그림23. 연료 암모니아에 대하여 지요다화공건설이 주력해야 할 과제
① 해외 암모니아 제조 측(제조 플랜트의 스케일 업)
그림24. KAFCO사용 설비 외관사진
② 일본 수용 기지 측
그림25. 지요다화공건설의 일본 LNG기지 건설 실적
③ CCUS에 대한 대응
(3) 2030년 이후를 내다본 대응
① 신규 암모니아 합성 프로세스 개발
② 그린 암모니아 대응
5-4. 닛키홀딩스 주식회사(JGC)
(1) JGC의 수소, 암모니아에 관한 기본적인 대응 자세
그림26. JGC의 수소와 암모니아에 관한 대응 개요
(2) 청정 수소/암모니아에 관한 대응
그림27. 청정 수소/암모니아 최적화 툴(상)과 시뮬레이션 예(하)
(3) 재생가능에너지 유래 수소를 이용한 암모니아 합성·발전에 세계 최초로 성공
(JGC프레스 릴리즈 https://www.jgc.com/jp/news/assets/pdf/20181019.pdf)
그림28. 청정 암모니아 생산 및 연구개발(SIP '에너지 캐리어')
(4) 대규모 수소 제조 시스템을 활용한 그린 케미컬 플랜트 실증 프로젝트 시작
(아사히카세이, JGC 공동프레스 릴리즈(https://www.jgc.com/jp/news/assets/pdf/20210826j.pdf))
그림29. 중규모 수전해·암모니아 검증 플랜트(2024년도~)
그림30. 그린 케미컬 플랜트용 통합제어시스템·자율주행시스템 개발 개요
(5) 세계 최초의 블루 암모니아 수송이 개시
그림31. 일본/사우디아라비아 블루 암모니아 공급망 실증개념도(실증기간: 2020년 8~10월)
5-5. 미쓰이물산 주식회사
(1) 미쓰이물산의 암모니아 사업
(2) 청정연료 암모니아의 공급망에서 미쓰이 산의 대응 영역과 그 역할
그림32. 수소·청정연료 암모니아 사업에서 미쓰이물산의 역할
(3) 미쓰이물산이 추진하고 있는 청정연료 암모니아 제조 안건
6. 탄소중립 실현에서 암모니아 가능성
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