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はじめに

　カーボンニュートラル社会においても、電動化や燃料電池化が難しい用途では、引き続きレシプロエンジンが使われると考えられる。例えば航続距離の長い用途、負荷の高い用途（船舶や長距離トラック）、発電設備（非常用、常用）、僻地で長時間利用される機械（建機、農機）などである。これら用途のレシプロエンジンにおいてもカーボンニュートラル化を進めていく必要がある。本章では、カーボンニュートラル社会を実現するために実施された戦略的イノベーション創造プログラム（SIP）エネルギーキャリアについて紹介し、次に船舶や発電機向けレシプロエンジンに関するカーボンニュートラル化の動向を紹介する。

SIPエネルギーキャリアについて

　2014～18年度の5年間で実施された内閣府の戦略的イノベーション創造プログラム(SIP) エネルギーキャリアでは、水素を軸とした新エネルギー社会を実現するための各種の研究が実施された⁽¹⁾。再生可能エネルギーを起源とする水素を活用するチェーンにかかわる研究開発テーマが設定され、具体的には水素、アンモニア、有機ハイドライドに関連する研究が実施された。エンジン関係では、水素エンジン技術開発とアンモニア直接燃焼の二つのテーマが設定され、水素、アンモニアのレシプロエンジン適用について多くの成果を得ている。この成果の一部について２章，３章で紹介する。

船舶や発電機向けレシプロエンジンのカーボンニュートラル化の動き

　ここでは船舶や発電機についての動向を紹介する。

船舶向け

　船舶のカーボンニュートラル化について国内で最近プレスリリースされた活動を表１に紹介する。アンモニア燃料に関する取り組みが先行しており、船舶用にはアンモニアが有力視されていることが分かる。これはアンモニアの方が水素に比較して発熱量当たりの容積が小さく、船舶への燃料搭載に適しているためである。またCO₂回収装置を船舶に搭載する試験も計画されている。CO₂回収技術はカーボンニュートラル化のキー技術の一つであり、４章で紹介する。

発電機向け

　発電機については、欧州メーカーが開発した水素エンジン発電機が国内に導入され始めている。例えば日立パワーソリューションズではオーストリアINNIO社製の水素混焼エンジンを発電パッケージ化して国内に納入しており、都市ガス50%、水素50%の体積割合で混焼が可能となっている⁽²⁾。ヤンマーエネルギーシステム社はドイツ2G社と販売契約を結び、同社製の水素専焼エンジン発電機を国内で販売可能とした⁽³⁾。また三菱重工エンジン＆ターボチャージャは発電用1MW級水素エンジンの開発に着手したことを発表している⁽⁴⁾。

まとめ

　ここでは、レシプロエンジンのカーボンニュートラル化の動きについて簡単に紹介した。水素、アンモニアを使ったエンジンに関する動きは活発化してきているが、いつごろ、どのように燃料が供給されるか、価格はどれくらいになるのか、など普及のための条件が明確にはなっておらず、実際の水素、アンモニアエンジンの普及は早くとも2030年以降と考えられる。しかしながら、大気中のCO₂濃度は確実に上昇を続けており、カーボンニュートラル化を加速する必要がある。次章以降で、レシプロエンジンのカーボンニュートラル化でキーとなる、水素燃焼、アンモニア燃焼、CO₂回収の三つの技術について、紹介する。

【参考文献】