SCR触媒技術の採用は、経済的かつ効率的なCO2ポイントを求める発電所のロードマップとなる可能性がある

ネットゼロ炭素排出電力網の開発への取り組みが進むにつれ、国際エネルギー機関 (IEA) のような世界的団体は、炭素回収・利用・貯留 (CCUS) の大きな役割をますます指摘しています。 IEAは、CCUSなしではネットゼロに到達することはほぼ不可能であるとまで述べています。

政府による温室効果ガス排出基準の提案、二酸化炭素排出量の厳しい調査、官民セクターの殺到する投資により、CCUS テクノロジーとソリューションへの関心が爆発的に高まっています。 それでも、産業レベルでの広範囲にわたる点源 CO2 回収は初期段階にあります。

天然ガス火力発電所の環境ほど、これが顕著に表れる場所はありません。 電力生産時に発生源での CO2 排出量の削減に成功すれば、天然ガス発電はネットゼロ時代の豊富で信頼できるクリーン電力源として受け入れられる方向に傾くでしょう。

CCUS 技術は、特に石油回収の強化の基礎として古くから存在していましたが、従来の液体アミンをベースとした CO2 回収方法に伴う高コストと非効率性が、広く普及する上での大きな障害となっていました。 従来の炭素回収技術では多くの場合、大量のエネルギー投入が必要となるため、プラントの効率が低下し、運用コストが増加します。 大規模な CO2 回収施設の導入に必要な資本も多額であり、発電所運営者がこれらのソリューションを追求するのを妨げています。 さらに、これらのシステムに必要な設置面積のせいで、既存の施設を改修することが現実的ではないことがよくあります。

発電所部門における点源炭素回収の導入の複雑さに取り組む中、選択的触媒還元 (SCR) システム採用の勝利は貴重な教訓を提供する可能性があります。 1990 年代初頭以来、化石燃料の燃焼による窒素酸化物 (NOx) の排出を削減し、よりきれいでスモッグのない空気を実現するために SCR 触媒が広く採用されてきました。

ただし、経済的でスペース効率の高い SCR システムへの取り組みは、単なるケーススタディ以上のものを提供します。 いくつかの新しい点源捕捉（PSC）技術（図 1）は現在、既存の SCR システムと連携して拡張して機能するように設計されており、NOx と CO2 を組み合わせた強力な削減効果を提供します。

SCR システムは 1959 年に米国で初めて特許を取得しました。NOx を削減するための初期の応用例は天然ガス複合サイクル (NGCC) プラントに設置され、続いて 1990 年代初頭には石炭火力発電所にも設置されました。

2006 年までに、SCR を備えた石炭火力発電容量 100 GW が稼働しました。 米国だけでも 300 を超える石炭火力発電所が SCR 技術を導入しており、主に既存の蒸気発生器を改修しており、海外ではさらに多くの施設が設置されています。 これらの設備の多くは現在も順調に稼働しており、CORMETECH 製の SCR 触媒を備えています。

重要な運用経験と技術の進歩により、SCR は NOx 削減に対する安全で信頼性の高い経済的なアプローチになりました。 最新の SCR システムは、石炭火力および複合サイクル プラントからの NOx 排出量を 90% 以上削減でき、ガス火力用途では通常 95% 以上の NOx 削減を達成します。 システムのモジュラー設計により、既存のプラントへのシームレスな改修と新しいビルドへの簡単な統合が可能になります。

世界は炭素排出実質ゼロの電力網に向けて急速に進歩しており、先進国がその道をリードしています。 IEAは、地球温暖化を抑制するために、世界のエネルギー部門が2050年までに炭素排出実質ゼロを達成するための「必須条件」を提示した。

NOx排出の原因となる有毒スモッグを削減することが急務である一方で、CO2排出は人々と地球に存亡の危機をもたらします。 ネットゼロへの道は多面的かつ微妙であり、SCR 削減の対象は特定の業界とテクノロジーでした。 しかし、排出源で CO2 を回収する可能性は、SCR アナログが以前に機能したことが証明されている簡単な戦略であるため、CCUS は産業界と政府の投資の割合が増加しています。