◆ コージェネレーションシステムとして広く使われるKUガスエンジンの水素混焼化で分散型電源の低炭素化に貢献
◆ 水素混焼運用を見据えた都市ガス専焼機としての導入に加え、既設エンジンの最小限の改造で水素混焼の実現にも対応

KUガスエンジン（型式：18KU30GSI）

三菱重工グループの三菱重工エンジン＆ターボチャージャ株式会社（MHIET、社長：古殿 通義、本社：相模原市中央区）は、MHIETが製造し、幅広い産業界でコージェネレーションシステムとして使用されているKUガスエンジン（発電出力3.65～5.75MW）の水素混焼仕様を確立し、提案活動を開始しました。

MHIETは、5.75MW発電用ガスエンジンの単筒試験機を用いた水素混焼試験により、定格相当出力で水素混焼率50％（体積比）までの安定燃焼を確認しています（注1）。実際の運用では幅広い負荷域での安定燃焼が求められ、水素利用時の課題であるノッキングやプレイグニッション（注2）といった異常燃焼の抑制が、発電出力の大小にかかわらず必要となります。これらの課題に対し、CFD解析（コンピューターによる流体解析）や燃焼反応モデルを用いて発生メカニズムを解明し、運用負荷域全体で異常燃焼を抑制する技術を構築することで、水素混焼仕様を確立しました。さらに、エンジン単体にとどまらず、コージェネレーションシステムとしての利用を前提に、統合制御システムを含むプラント設備も水素混焼に対応可能な仕様としています。

【水素混焼に対応した発電用KUガスエンジンの特徴】

1. 水素燃料の入手状況に応じた柔軟な運用
   運転モードの切り替えにより、設備が稼働中でも都市ガス専焼から任意の水素混焼率に変更できます。これにより、顧客の水素燃料の入手状況に応じた柔軟な運用が可能となります。
2. 段階的な水素利用拡大に対応
   現行の都市ガス専焼仕様からの設計変更は最小限に抑えており、都市ガス専焼での運転時には従来仕様と同等の性能を確保しています。新設時には従来性能を維持した都市ガス専焼機として導入し、追加設備を導入することで将来的に水素混焼仕様へ移行することが可能です。これにより、水素インフラに応じた顧客の設備導入計画に柔軟に対応するとともに、CO₂排出量を削減します。
3. 水素混焼仕様化による既設エンジンの価値向上と持続的な有効利用への貢献
   エンジン全体を入れ替えることなく、既設エンジンの最小限の改造で水素混焼を実現するレトロフィットにも対応しています。これにより、現在、都市ガス専焼機としてKUガスエンジンを利用している顧客のエンジンは、水素混焼化による価値の向上と持続的な有効利用が可能になります。また、KUディーゼルエンジン（型式：KU30A）も、ガスエンジン化に併せて水素混焼仕様への改造が可能であり、既設ディーゼル設備の有効活用にも貢献します。

【ガスエンジンの低・脱炭素社会への貢献と、MHIETの取り組み】

高い発電効率と、優れた負荷追従性を有するガスエンジンは、施設・工場の自家発電設備や地域熱供給に加え、近年では調整電源や電力託送の発電リソースとしても活用されています。世界的な電力需要の増加を背景に、ガスエンジンに対するニーズは一層高まっています。また、ガスエンジン発電装置は、水素混焼、水素専焼、e-methane（e-メタン）などへの対応を通じ、低・脱炭素社会の実現に寄与します。

MHIETは、既に発電出力450kWの都市ガス専焼ガスエンジンGS6R2の水素混焼仕様を発売しており（注3）、このたび確立したKUガスエンジンの水素混焼仕様も加えることで、ガスエンジンのラインアップにおける水素混焼対応機種の拡充をさらに進め、分散型電源の価値向上に貢献していきます。

• 1水素混焼率50％（体積比）までの安定燃焼の確認について、詳しくは以下のプレスリリースをご覧ください。
  https://www.mhi.com/jp/news/23110101.html
• 2異常燃焼の種類。ノッキングは、通常の点火による燃焼開始後に未燃混合気（燃焼室内でまだ火がついていない燃料ガスと空気が混合された気体）が圧縮されることで、火炎が届く前に燃焼が始まり、燃焼室内の圧力が急激に上昇する現象です。プレイグニッションは、通常の点火の前に未燃混合気の燃焼が始まり、燃焼室内の圧力が急激に上昇する現象です。いずれも頻発すると、エンジン内部の部品損傷の原因となることがあります。
• 3水素混焼が可能な発電出力450kWのガスコージェネレーションシステムの発売について、詳しくは以下のプレスリリースをご覧ください。
  https://www.mhi.com/jp/news/25070402.html

【参考資料】
◆三菱重工エンジン＆ターボチャージャの発電用KUガスエンジンの貢献
・三菱重工技報 Vol.62 No.2（2025）
技術論文「発電用ガスエンジンKU30GSIのCO₂低減・水素利用技術」
https://www.mhi.com/jp/technology/review/abstract-62-2-100