研究の概要

再生可能エネルギー（風力・太陽光）の変動性によって引き起こされるアンモニア合成プロセスの不安定性を解消するため、溶融塩蓄熱システム（TES）をアンモニア合成ループに統合する手法を提案した。中国北部の産業規模プロジェクトを対象に混合整数線形計画法（MILP）と不確実性モデリングを組み合わせた最適化フレームワークを構築し、電力・水素・熱の協調スケジューリングを実現した。

主な発見・成果

  • 溶融塩TESにより水素供給変動と反応器熱力学を分離し、頻繁な起動・停止を回避できる
  • バッテリー蓄電池の容量を大幅に削減しながら同等以上の安定性を達成
  • 可変再エネ条件下で一貫して高い純収益を維持することを産業規模シミュレーションで実証
  • 電力・水素・熱ストレージの組み合わせが経済性と柔軟性を同時に最大化する

実務への応用

グリーンアンモニア製造事業者は、高価な大容量バッテリー蓄電池だけに頼らず、溶融塩蓄熱との組み合わせで設備コストを削減できる。再エネ変動対策として蓄熱技術を検討する際の定量的設計根拠として活用可能。カーボンフットプリント評価においても、反応器の安定稼働によるエネルギーロス低減効果を算定できる。