住友電気工業株式会社（社長：井上　治）のグループ会社であるサンレー冷熱株式会社（社長：小野 道伸、以下「サンレー冷熱」）は、このたび水素と天然ガスの兼用が可能なガスタービンコージェネレーションシステム（以下「ガスタービンコージェネ」）用追焚きバーナ（以下「本製品」）を開発しました。本製品は、東京ガス株式会社（以下、「東京ガス」）、東京ガスエンジニアリングソリューションズ株式会社（以下、「TGES」）との共同開発品で、サンレー冷熱が販売します。
本製品は、2022年度より販売する水素専焼追焚きバーナ＊1の特長である低NOx技術をさらに進化させ、任意の割合での天然ガスとの混焼や天然ガス専焼にも対応しています。既存の天然ガス追焚きバーナを本製品に置き換えることで、従来通りの天然ガス専焼運転に加えて、水素供給に併せて同じバーナで天然ガスとの混焼や水素専焼運転も実現します。*2、3さらに、本製品を従来のガスタービンシステム、もしくは水素・天然ガス混焼型ガスタービンと組み合わせることで、水素量に合わせCO2削減量をシステム全体で最適化します。

水素・天然ガス混焼可能な追焚きシステム付きガスタービンコ-ジェネの概要

追焚きバーナイメージ　　　　　　　　　　バーナ燃焼時の様子

水素と天然ガスとは燃焼特性が大きく異なります。燃焼速度の速い水素では、ノズルの早期劣化（焼損）やNOx生成量増加が起きやすく、これらの課題を解決しようとすると、一方で水素より燃焼速度が遅い天然ガスでは不安定燃焼や未燃成分の排出量増加を招く恐れがあります。両者の課題はトレードオフの関係にあります。これに対して、東京ガス、TGESが培った燃焼技術と、サンレー冷熱のガスコージェネ向け追焚きバーナ開発の知見を組み合わせました。ノズル構造を最適化することで、このトレードオフの関係を克服し、同一バーナでの水素と天然ガスそれぞれの専焼を実現しました。

＜本製品の特長＞
１.　水素専焼時、燃焼によるCO2排出量ゼロ
燃焼時にCO2が発生しない水素のみを燃料とした場合、追焚きバーナからのCO2排出はありません。
２．同じバーナで天然ガス混焼、専焼にも柔軟に対応
既存の天然ガス追焚きバーナを本製品に置き換えることで、従来通りの天然ガス専焼運転に加え、天然ガスと混焼または水素専焼を同じバーナで実現します。
3．低NOx化と安定燃焼の両立
広い出力範囲で、水素燃焼時に生じやすいノズルの早期劣化(焼損)やNOx生成量を抑えつつ、天然ガスの安定燃焼を実現します。

サンレー冷熱は、脱炭素に資するエネルギーである水素の利活用技術の開発を通じて、カーボンニュートラル社会の実現に貢献してまいります。

参考：＜追焚きシステム付ガスタービンコージェネについて＞
ガスタービンコージェネは、オンサイトで発電し、同時に発生する高温の排ガスを水と熱交換することで蒸気を発生させる高効率なシステムで、CO2削減やBCP（事業継続計画）強化を目的に、産業用分野を中心に多数の導入実績があります。ガスタービンの排気ガスに含まれる酸素で燃焼するため、燃焼用ブロワが不要であり、約1000℃の高温排ガスにより廃熱ボイラの熱回収効率が上昇し、蒸気発生量を増加させることができるため、蒸気需要の多い工場では、エネルギー効率向上に大きなメリットがあります。

＊1：「日本初！水素専焼、ガスタービンコージェネ用追焚きバーナの開発　～産業分野のカーボンニュートラル化に貢献～」、
住友電気工業株式会社2023年2月28日プレスリリース、https://sumitomoelectric.com/jp/sites/japan/files/2023-02/download_documents/prs026_1.pdf
＊2：バーナに加えて、配管、遮断弁等の配管機器については、安全対策含めた見直しが必要です。
＊3：天然ガスと水素の混焼用の制御システムについては、開発継続中です。

以上