グリーンアンモニアは、再生可能エネルギーを利用して製造される、二酸化炭素（CO2）排出を伴わない持続可能なアンモニア
です。聞き慣れない言葉かもしれませんが、これからのエネルギー社会において重要な役割を果たすと期待されています。この記事では、グリーンアンモニアの基本的な仕組みから、他のアンモニアとの違い、さらには私たちの生活への関わりまでをわかりやすく解説します。
グリーンアンモニアとは何か
グリーンアンモニアは、再生可能エネルギーを用いて生成された水素（=グリーン水素）を原料とするアンモニアのこと。具体的には、太陽光、風力といった再生可能エネルギーによって発電した電力を用いて水を電気分解して水素を製造し、その水素と窒素を合成させ、アンモニアを作り出す
ものです。アンモニア（NH₃）は化学的には水素と窒素の化合物で、私たちが化学の授業で学んだ強い刺激臭を持つ気体です。
従来、アンモニアは主に肥料や化学原料として使われていました。しかし、その製造方法に環境負荷がありました。
グリーンアンモニアは、化石燃料の代替品として期待される新たな燃料で、構造内に炭素を持たないのが特徴。つまり、燃焼によって酸素と結び付いても、二酸化炭素が発生しない
のです。
製造プロセスの流れ
グリーンアンモニア製造の基本的なステップは以下の通りです。
まず、太陽光発電や風力発電などの再生可能エネルギーで電力を生成します。その電力を使って水を電気分解し、水素を取り出します。同時に、空気中から窒素を抽出します。その後、この水素と窒素を合わせてアンモニアを合成するという流れになります。このプロセス全体が再生可能エネルギーでまかなわれるため、製造段階でCO2が排出されません。
株式会社IHIは北海道大学、福岡大学などと共同でCO2フリーのアンモニア生成方法について研究開発しており、従来の方法より環境負荷の少ない新しい生成技術も研究されている
状況です。
グレーアンモニア、ブルーアンモニアとの違い
アンモニアの世界には、色の名称がつけられた区分があります。違いを理解することで、グリーンアンモニアの価値がより明確になります。
グレーアンモニアは従来型です。
化石燃料を使うことで、つくる過程でCO2を排出してしまうもの
です。現在、世界で製造されているアンモニアの大多数はグレーアンモニアです。
ブルーアンモニアは中間的な位置づけです。
化石燃料から製造するプロセスで排出されるCO2を貯留や有効利用したもの
で、CCS（二酸化炭素回収・貯留）やCCUS（回収・利用・貯留）などの技術を使ってCO2を削減しています。
グリーンアンモニアは最も環境負荷が少ないものです。
再生可能エネルギーから水素をつくりアンモニアを合成したもの
で、製造段階からCO2排出がありません。
グリーンアンモニアの活用場面
グリーンアンモニアは化学肥料の原料としての利用だけでなく、発電や輸送燃料としての応用も進められており、将来的にはカーボンニュートラルを目指す重要なエネルギー源の一つとして注目されている
ところです。
具体的には、火力発電所での混焼燃料として期待されています。
政府がアンモニアの国内消費量を2020年に300万ton、2050年に3,000万tonとする目標を定めており、2030年の国内電源構成のうち、約1%を水素・アンモニアで賄うことが定められている
ほか、船舶燃料としての開発も進んでいます。
グリーンアンモニアのメリット
1. 脱炭素社会への貢献
グリーンアンモニアは製造・燃焼時に二酸化炭素を排出しない。火力発電所やボイラーなどの燃料として使用することで、エネルギー分野の脱炭素に貢献することが期待されている
のです。
2. 既存インフラの活用
アンモニアは肥料をはじめとする様々な用途に活用されており、その歴史は19世紀から始まったといわれている。合成・液化・輸送・貯蔵までの商業サプライチェーンはすでに構築されているため、新たにインフラストラクチャーの整備をする必要がない
という大きな利点があります。
3. 発電コストが比較的安い
水素の発電コストは1kWhにつき20.9円、一方アンモニア発電は1kWhにつき12.9円なので、7円以上安く発電できる
とのことです。
4. 液体として運搬できる
アンモニアは液体として運搬できるため、水素サプライチェーンの課題である貯蔵・運搬の難しさを解決する
メリットがあります。
課題と今後の展望
もちろん、グリーンアンモニアにも課題があります。
燃焼時に、人体に影響を与え、酸性雨の原因ともなる窒素酸化物を排出する。また、化石燃料から水素を取り出す従来法と比べ、グリーンアンモニアのコストが3～4倍にもなることが指摘されている
という点です。
しかし、再生可能エネルギーのコストが低下すれば、グリーンアンモニアの製造コストも下がることが期待されます。
従来の製造方法を大幅に簡略化する非連続な技術として、水から直接アンモニアを製造する電解合成技術が開発されており、従来法に比べ25%程度のコスト低減を達成しうる試算がある
状況です。
私たちにできることは
グリーンアンモニアは産業向けのエネルギーですが、脱炭素社会へのシフトに私たちも関わっています。太陽光発電などの再生可能エネルギーを活用する企業や家庭が増えれば、グリーンアンモニア製造に使える電力も増え、より多くのグリーンアンモニアが生産されるようになります。また、こうした次世代エネルギーの動きに関心を持つことも、社会全体の脱炭素化を推し進める一歩になるのです。
グリーンアンモニアは、かつて理科の授業でしか知らなかったアンモニアが、カーボンニュートラル社会を実現するための重要なエネルギーとして生まれ変わるストーリーでもあります。今後の技術進化と産業展開に注目する価値があります。
