技術開発ニュース No.170
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研 究 成 果
Results of Research Activities
工業加熱の脱炭素における電化と燃焼についての考察
A Consideration of Electrification and Combustion in the Decarbonization of Industrial Heating
工業加熱の業種ごとの温度域と脱炭素方策の課題整理
工場の脱炭素において、工業加熱の熱源には電化、水素・アンモニア、合成メタンと
いった選択肢があるが、それらの得意不得意、費用や技術を踏まえて選択するべきであ
る。そこで、工業加熱の設備と温度域のマップを作成して、電気と燃焼の棲み分けや温度
域を分析し、脱炭素の実現に向けた課題整理を行った。
1
はじめに
脱炭素社会の実現に向けて、産業部門での工業加熱の
脱炭素熱源として、電化、水素・アンモニア、合成メタ
ン（メタネーション等）といった選択肢がある。しかし、
執筆者
先端技術応用研究所
先端技術ソリューショングループ
長 伸朗
の熱源は、燃焼がほとんどであり、電気は極めて稀で
ある。
3
産業部門における脱炭素の政府指針
それぞれに得意不得意があると共に、その導入にはお客さ
産業プロセスの脱炭素について、2021年の第 6 次エネル
まに投資が必要なため、熱源の選択には費用や技術を踏ま
ギー基本計画にて、具体的な議論が行われた（総合資源エ
え、全体最適の観点から選択するべきである。また、電
ネルギー調査会 省エネルギー委員会）
。脱炭素の具体的指
化、水素・アンモニア、合成メタンの導入には、用途や時
針として、従来のガスや油からの燃料転換として、
「電化」
期、政策動向等によって異なってくるため、現在のところ
「水素・アンモニア」
「合成メタン」
「バイオマス」が挙げら
不透明な状況にある。
れている。
「電化」が第一に挙げられているのは、将来に再
そこで、工業加熱の脱炭素についての調査を、大阪ガス
生可能エネルギーなどの非化石燃料による発電の増加を前
株式会社の先端技術研究所と共同で実施した。
2
工業加熱の概要
工業加熱とは、概ね数百℃の加熱源で工業製品を加熱す
る技術のことで、自動車・食品・化学・金属などのあらゆ
る産業で利用されている。第 1 図と第 2 図に、工業加熱で
使用される工業炉と工業製品の一例を示す。工業製品の材
料や性状には、金属・セラミックス・ガラスや固体・液
体・ガスなどがある。
第 1 図 工業炉の一例
第 2 図 工業製品の一例
現状の工業加熱の加熱源としては、主に燃焼ガスや電気
が使用されており、燃焼ガスを工業製品に直接接触させて
加熱したり、電気ヒータの輻射で間接的に工業製品を加熱
したりなど、加熱方式には数えきれないほど様々な種類が
ある。第 1 表に工業加熱の各方式の特徴と温度域を示す。
工業加熱には、主に以下の 3 種類の方法がある。
①燃焼…都市ガス・LPG・重油などの燃料を燃焼させ
て高温の燃焼ガスを生成し、その熱で工業製品を加熱
する方法である。例えば、金属溶解炉や乾燥炉などが
ある。
②電気…電気を熱に変換する方法で、電気抵抗・誘導・
アーク・赤外線・マイクロ波などがある。
③蒸気…100 ～ 200℃程度の蒸気を使用して工業製品
を加熱する方法である。一般に、第 3 図のように、工
場内の一か所に設置されたボイラで発生させた蒸気を
配管で送り、工場各所の工業製品を加熱する。ボイラ
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技術開発ニュース 2026／No.170
第 3 図 工場での蒸気のフロー
第 1 表 工業加熱の各方式の特徴と温度域
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