2021 年 第 36 号 第 2 巻

MAGAZINE

NICKEL

ニッケルとそ の 用 途 に 関 する専 門 誌 2021 年 第 36 号 第 2 巻

不可欠なニッケル 持続可能な解決策を提供する 炭素回収及び貯留

クリーンエネルギー ニッケルはどんな役割を果たすか

北極圏における風力発電

画像提供：KWANSOO E&C CO. LTD

ケーススタディ２２ テンブロング橋 2020 年 3 月にこの橋が開通する前は、 この二つの地域を行き来する車輌はマ レーシアのサラワクの一部を通過する必要がありました。 この橋の開通により 2時間かかっていたものが約40分に短縮されました。 ブルネイ政府としてはこ の16億米ドルの巨額のプロジェクトにより美しいラブ森林保護区への観光が 増加するものと見ています。 2014 年に開始された橋の建設は らなります。熱帯の海洋環境下での耐

2020 年 3 月に開通したブルネイ・ダル サラームのテンブロン橋はブルネイ湾 の一部を横切ります。これは無数の高 架橋と2脚の航行可能な斜張橋からな ります。鉄筋コンクリート構造の重要部 分にはステンレス鋼鉄筋が採用されま した。強固で耐食性のあるステンレス 鋼鉄筋は、厳しい環境に耐える必要の ある橋梁など重要なコンクリート製構 造物の耐用年数を延ばすために幅広く 使用されています。

2 || 2021 2021 年 年第 第 36 36 号 号第 第2 2巻 巻 2

韓 国と中 国 建 築 股 份 有 限 公 司 の Daelim-Swee ジョイントベンチャーに より行われました。 この極めて困難な 事業はラブ森林保護区のマングロー ブ湿地帯を横切る 12 km の陸上高架

用年数を大幅に伸ばすため、鉄筋コン クリート構造の重要部分にはステンレ ス鋼鉄筋の使用が指定されました。 こ の指定により 304 系(UNS S30400)

橋、長い洋上高架橋及び二か所の航

及び 2304 系(S32304)の鉄筋を含む

行可能橋を建設するものでした。

約 3,500 トンのステンレス鋼鉄筋が

この壮観な橋は斜張橋及び箱桁橋か

採用されました。

“全世界において今世紀半ばまでに排出量ネットゼロを達成し、1.5℃ 上昇に抑 えるのを可能にする”というのが11月にグラスゴー（スコットランド）で開催され る気候変動対策に関する 2021 COP26 の呼びかけです。政策の変更、投資ダイ ナミックス（投資基準、環境）及び消費者の選択により現在の世界の電力供給 のエネルギーシステム及び技術は大幅な変革を余儀なくされています。 2020年の対前年比項目別エネルギ ー需要の変化

2020 年の石油、ガス及び石炭から のエネルギー需要は 2019 年に比べ ５％減少しましたが、再生可能エネ

5%

ルギーなど新規エネルギーシステム のエネルギー需要は堅調に推移し

0

ました。2020 年はほとんどの経済 分野が新型コロナの影響により成

-5%

長ゼロもしくは縮小したことから考 えると、再生可能エネルギー分野の

-10%

合計

石油

石炭

ガス

原子力 再生可能エ ネルギー

“鉱物の生産から生ずる排出増加の圧力に 対抗するにはより強力な行動が必要です が、クリーンエネルギー技術による気候変 動への効果は明らかです。 －クリーンエネルギー転換における重要鉱 物の役割 国際エネルギー機関

１％ の成長は将来について明るい見 通しを描いていると言えます。

その生産にはエネルギーが必要にも拘らず、ニッケルは二酸化炭素排出の削減 に必要なエネルギー転換を可能にする重要な役割を担う鉱物の一つです。その 独特の特性は地熱発電、電気自動車用バッテリー、エネルギー貯蔵、水素、風力

画像提供：JUSTIN BULOTA, © TUGLIK ENERGY

出典：国際エネルギー機関（IEA）2021年 報告書「クリーンエネルギーへの移行における重要ミネラルの役割」・禁無断転載

社説 持続可能な解決策

発電、太陽光集光及び原子力発電など様々なクリーンエネルギー技術の展開を 可能にします。そしてニッケルによりグリーンエネルギーがより利用可能になるに つれて、ニッケル生産についてのカーボンフットプリント（二酸化炭素排出量）も 同時に減少しています。 Nickel 誌本号では脱炭素の数ある解決策の中の四つの技術におけるニッケルの 位置とその重要な役割について詳細に見て行きます。 しばしば少量のニッケルは排出削減技術において大きな役割を果たし、ネットゼ ロを達成すべく持続的解決策の策定に貢献しています。 クレア・リチャードソン

表紙：北極光（オーロラ）の中のGlencore Raglan Mine の 2 基ある風力タービンの中 の一基。

ニッケル誌 編集長 2021 年 第 36 号 第 2 巻 | 3

02

ケーススタディ 22

テンブロン橋

03

社説

持続可能な解決策

04

ニッケルの注目話題

06

風と水と

NICKEL ニ ッ ケ

ル ・ ニ

NOTABLES

目次

ュ ー ス

クリーンエネルギーとニッケル

10

ノーザンライツ・プロジェクト

炭素回収及び貯留

13

ニッケル合金

よりクリアーな解決策

14

画像提供：仁川大学校、JOONDONG KIM

“C系合金群” 技術に関するQ&A

お茶の染み

15

新刊案内

15

ステンレス鋼種の詳細

16

キングアブドウルアジズ

世界文化センター

Nickel magazine はニッケル協会が発行しています www.nickelinstitute.org Dr. Hudson Bates（会長） Clare Richardson（編集発行人） communications@nickelinstitute.org 寄稿者：Parul Chhabra, Gary Coates, Catherine Houska, Richard Matheson, Geir Moe, Kim Oakes, Ken Rudisuela, Philip Song, Odette Ziezold デザイン： Constructive Communications 本誌は読者への一般情報提供を目的としており、 しかるべき助 言を確保せずして、如何なる特定の目的あるいは用途のため に使用もしくは依拠されるべきではない。本誌は専門的に見て 正確であると信じられるものではあるが、 ニッケル協会とその会 員、職員およびコンサルタントはあらゆる一般的なもしくは特定 の目的のための適合性について何ら表明もしくは保証するもの ではなく、 また本誌に示されている情報に関して如何なる種類 の義務もしくは責任を負うものではない。 ISSN 0829-8351 印刷：Hayes Print Group（カナダ） 、再生紙使用 表紙：写真 Justin Bulota, © Tugliq Energy ストック写真クレジット3頁iStock©Petmal, 7 頁iStock©Burben_Images, 8頁hutterstock ©encikmohdfirdaus , 13頁iStock©typo-graphics

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これは明るい未来のある素晴らしいアイディアです。発電能力を持つ見えない太 陽光パネルを内蔵するガラスです。Journal of Power Sources 誌に記載された最 近の研究記事には、韓国の仁川大学校の Joondong Kim 教授と同僚による発明 の詳細が記されています：即ち、窓、建物、あるいは携帯電話画面にさえ組み込 める完全に透明な太陽電池です。豊富にあり生産が容易な酸化ニッケルが中心 的役割を担っています。 従来は太陽電池は概して不透明で使途が限られていました。Kim 教授と彼のチ ームは、光を吸収する素材の薄いフィルムで構成されるヘテロ接合に専ら注目し、 革新的な技術を開発しました。 このヘテロ接合の作成に研究者たちは、高い光透過性を持つことが知られてい る半導体である酸化ニッケルを選びました。二酸化チタンと酸化ニッケル半導体 を結合させることで効率的で透明な太陽電池を作り出しました。Kim 教授は“これ ら透明の光電池は人間工学にも様々な応用が可能になろう”と述べています。

驚嘆の尾 彗星の尾（ダストテール）に様々な金属を見つけるのは珍しくはありません が、最近ニッケルと鉄が太陽から遠距離にある低温の彗星から見つかりまし た。これは何が不思議なのか？金属塊は通常低温で昇華（気体化する）する ことはありません。2019 年にポーランドの天文学者たちが氷の恒星間彗星 2I/Borisov（ボリゾフ彗星）の尾に初めてニッケル蒸気を発見しました。

画像：ウィキメディア・コモンズより

画像提供：BALLYMORE PROPERTIES LIMITED

今回ベルギーの天文学者 J. Manfroid, D. Hutsemékers 及び E. Jehin の各氏 が低温の太陽系彗星に同様の気体化されたニッケルを発見し、有機金属から の派生の可能性を示唆しています。これらの蒸気は太陽から、地球までの距 離の 3 倍となる 4 億 8 千万キロ以上離れた彗星でも見つかっています。

画像：SMARTTIRECOMPANY.COMより

飛び込み 建築設計事務所HALはロンドン・バタ シーの Embassy Gardens 開発地区に 10 階（地上 35 ｍ）の高さに二つのビ ル間の渡り廊下ともなる透明なプール を作りました。Sky Pool と名付けられ た 25 ｍ のこのプールはアクリルパネル 製で、泳ぐ人たちはテムス川を含む近 隣の景色を一望のもとに楽しめます。

火星から地球まで カリフォルニア州ロサンゼルスのSmart Tire Company社は形状記憶合金ラ ジアル技術（SMART)を自転車タイヤに導入しようとしています。この革新的 な新技術は、次世代の火星探査機やその他の宇宙探査車輛向けに開発さ れた形状記憶合金タイヤから展開されたものです。 この タイヤは 最 新 素 材、最 新ニッケル・チタン 素 材 である N i t i n o l (UNS N01555)を使用しています。Nitinol は形状記憶合金（SMA)で、伸縮 性を保ちながら、NASA が火星で直面する極度の環境、道路も無く零下 100℃ にもなる極寒低温にも耐えうる強度を持っています。 地球においても、特許取得済の耐荷重性のデザインは形状記憶合金の独特 の特性を生かしています，即ちこれらの特別な金属はかなりの速さで延び 縮みあるいは屈伸が可能です。2022 年には市販が予定されており、同社に よればこのタイヤは自転車において、トレッドの整備の他は自転車の寿命内 において取り換えが不要としています。

316L (UNS S31603) 系ステンレス鋼の 槽がプールを二つのビルにそれぞれ固 定しています。この槽はブリッジベアリ ングに支えられており、ビルの動きに対 応し、水の重量を支えています。 二本の直径 38 ｍｍ の高強度ステンレ スばね鋼棒がプールの下部に引かれ、 アクリル構造への負荷を減らすために 二つの槽を結んでいます。これは驚嘆 すべき建築設計及び工学技術上の成 果となっているだけではなく、見上げ る景色としても驚くべきものとなってい ます。 2021 年 第 36 号 第 2 巻 | 5

風と水と クリーンエネルギーとニッケル 適用量の多寡を問わず、発展させ るためのニッケルの導入で大きな 違いが生じます。

クリーンエネル ニッケルの重 ギー 要性 テクノロジー 太陽光発電

低

集光型太陽熱 発電（CSP

中程度

風力発電

中程度

水力発電

低

生物エネルギ ー

低

地熱発電

高

原子力発電

中程度

電気自動車と 電池貯留

高

水素電池

高

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国際エネルギー機関（IEA）は、最近の主要報告書「クリーンエネルギーへの移 行における重要ミネラルの役割」の中で、低炭素排出技術が既存の持続不可 能な発電方法に取って代わるために、さまざまな金属や鉱物が必要となること を示しています。 レポートでは、いくつかのクリーンテクノロジーにおけるニッケ ルの重要性（高、中、低）を示しています。 わずかな量のニッケルであっても、弾力 性を高め、クリーンテクノロジーの導入 を成功させるためには重要な役割を果 たします。例えば、水力発電。水力発電 においてニッケルの重要性は低い（量 が少ない）とされていますが、タービン 翼の溶接性やダムの水門に使用される その他の部品の長寿命化にはニッケル の使用が極めて重要となります。用途に よっては、それらの技術にニッケルが必 要不可欠であるとさえ言えます。

ー約 150℃ 以上の蒸気や加圧熱水をパ イプで地表に上げ、タービンを回して発 電し、その後冷却するという仕組みです。 低温になった水は、配管を通って地域 暖房システムに送られ、その後、水源に 戻って自然に再加熱されます。地熱発 電の大きなメリットは、太陽光や風力と 違って、得られるエネルギーが信頼でき、 いつでも利用できることです。 現在の地熱エネルギーの生産量は非 常に限られており、おそらく1,600 万 kWの容量しかなく、水源が地表に比 較的近い場所、通常は深さ3キロ以内 の場所に限られています。地熱発電所 の資本コストは、他の持続可能な発電 技術に比べて高い傾向にありますが、 システムの継続的な稼働により、そのコ ストは正当化されます。

IEA のレポートでは発電のみを取り上げ ていますが、その他のクリーンテクノロ ジーの中には、熱という形でエネルギー を生み出すものもあります。例えば、バ イオ燃料の生産には、ステンレス鋼の 形でニッケルが多用されています。実 際、エネルギーミックスの多くが何らか の形でニッケルを必要としており、クリ 水や蒸気の質は、場所によってかなり 違います。水の中には、多量の塩化物 ーンエネルギー技術のすべてがニッケル や硫化水素を含む、非常に腐食性の高 を使用しています。ここでは、地熱発電、 いものもあります。そこで重要になるの 水力発電、風力発電の3つのクリーン が、ニッケルを含む合金の使用です。カ エネルギー技術におけるニッケルの関 リフォルニア州のソルトン湖プロジェクト 与を詳しくご紹介します。 のように、C-22（N06022）のようなニッ 地熱 ケルベースの合金を多用している設備 地球の奥深くにある熱を利用して、発 もありますが、その他のほとんどの設備 電したり、住宅や建物を暖めたりするこ では、低合金の材料の使用で問題あり とができます。概念は至って単純ですー ません。

例えば、アイスランドの首都レイキャビ クの近くにある世界で6番目に大きなヘ リシェイジ地熱発電所を例にとってみま しょう。30.3 万kWの電力と、家庭や企 業の暖房に使われる 40 万 kW の熱エ ネルギーを生産し、19.5 km の長さのパ イプで市内に運ばれています。源泉か らは、低濃度の塩化物と若干の硫化水 素を含む約 200℃ の水が噴き上がって きます。このシステムに使用される材料 は、典型的な炭素鋼ケーシング合金か ら、様々な種類のステンレス鋼、高ニッ ケル合金まで多岐にわたります。

れていることもあります。これらの材料 は、それぞれの用途に応じて、耐腐食性、 強度、優れた熱伝導をもたらすクリーン な表面等々、コスト効率の高いサービス を実現します。

水力発電 水 力発電は、現在、再生可能エネル ギーの中で最大の電力源となっていま す。IEAによると、2040 年までに、主に アジア太平洋地域で 70％ の容量増加 が見込まれています。今後も重要な再生 可能エネルギー源であり続けるでしょう。 発電所の数は増えますが、それに加えて、 また、重 要 な 部 品 に は チ タン ま で 古い発電所の改修や効率の改善が必 も が 必 要 と な って き ま す。ニッ ケ 要になるため、より長い寿命とより大き ル が 使 用 さ れ て い る 主 な 部 品 に なエネルギー生産のために最新の技術 は 、タ ー ビ ン、コ ン デ ン サ ー 、熱 を取り入れることとなります。 交 換 器 、ポンプ、配 管 システムなど 水力発電システムの多くは、ダムから が あり、これ ら の 部 品 に は 、6 3 0 の水を供給してタービンを回し、電気 タイプのステンレス 鋼（ S174 0 0）、 を発生させます。これらのシステムでは、 316 L（ S 316 0 3）、種 々の 二 相 合 いくつかの重要な部品にニッケルが使 金、6%Mo（S31254）、ニッケル合金 用されており、将来的にはニッケルの 625（N06625）などが使用されてい 役割がさらに大きくなると考えられてい ます。これら発電所では、使用する合 ます。発電所の心臓部である発電機は、 金の中に 100 トンものニッケルが含ま 圧力のかかった水の流れによって駆動

地熱水の中には、多量の塩化物や 硫化水素を含む非常に腐食性の高 いものもあります。そこで重要にな るのが、ニッケル含有合金の使用 です。

2021 年 第 36 号 第 2 巻 | 7

水力発電は、再生可能エネルギー の中でも最大の電力源です。そし て、耐久性に優れたタービンには、 ニッケルを含むステンレススチー ルが使用されています。

ニッケルは「隠れた金属」 とよく言 われます。風力タービンでは、確か にニッケルは隠れた存在ですが、 信頼性が高く、 コスト効率の高いエ ネルギー生成を可能にしてくれま す。

8 | 2021 年 第 36 号 第 2 巻

されるタービン（ランナー）、そして銅 線を巻いた固定されたステーターおよ びその中に磁石を含む可動式のロータ で構成されており、これによって電気を 発生させます。通常、タービンにはニッ ケルを含有するステンレス鋼が使用さ れています。

力タービンは、使用材料強度（単位当 たりの材料利用度）が低くなるため、持 続可能性の重要な基準であるエネルギ ー 1 MW あたりの材料使用量が少なく なります。ここでもニッケルが重要な役 割を果たしています。

ニッケルの使用は、ステンレス鋼として タービンには耐食性と耐キャビテーシ の使用が最も多く、風力発電機では、は ョン性の両方が必要です。大きさは様 しご、制御盤、結合部品などの安全性 々ですが、非常に大きなものが多く、溶 が重要視される部分には、実際にステ 接や溶接補修ができるかどうかが材 ンレス合金が使用されています。しかし、 料選定の重要なポイントとなります。こ 風力発電におけるニッケルの主な用途 れらの理由から、最も耐久性のある は、強度を高めたり、靭性を向上させた タービンは、410 NiMo (UNS S41500)、 りするために低合金鋼に添加する少量 E N 1.4488 ( U NSなし)、Ty p e 304 の合金材料としてのものでしょう。多く (S30400) などのニッケル含有マルテン の合金元素は鋼の強度と硬度を向上さ サイト系およびオーステナイト系ステン せますが、ニッケルは風力発電機の運 レス鋼、およびそれらの鋳造品で作ら 転に不可欠な靭性（破壊せずに機械的 れています。 エネルギーを吸収する能力）も向上させ ステーターも大型で、ニッケルを含む る数少ない元素の一つです。 オーステナイト系ステンレス鋼の非磁性 が性能の鍵を握っており、特に XM-19 タービンのギアボックスには、最も重要 な可動部があります。8,000kWのタービ (S20910) のような合金が適しています。 ンのギアボックスは86トンにもなります。 水圧や水量の増加に伴い、他のシステ 陸上の風力発電機では、何か大きな問 ム部品もニッケルで軽量化や耐久性の 題が発生した場合、部品やギアボック 向上を図ることができます。高強度低 ス全体を交換するのは非常にコストの 合金（HSLA）鋼は、導水管（タービン かかる作業ですが、海上の設備では、そ に水を送るための大口径パイプ）の将 のコストやダウンタイムは膨大なもの 来の開発に向けて、有望な候補となって います。導水管の直径は大きなもので になります。このように、風力発電を経 済的に実現するためには、信頼性と長 10m にもなります。 寿命化が不可欠な要素となります。また、 強度の高いスチールを使用することで 最も強い風が吹く中で、ギアボックスが 軽量化が図れ、また、内径を大きくでき 設置されているナセルの重量を構造体 るというメリットがあります。ニッケルは が支えなければならないため、ギアボッ これらの合金が高強度を得るために必 クスの重量も重要です。 要なマルテンサイトの形成を促進しま す。ニッケルは、導水管材料の溶接性を ナセルを1kg軽量化することで、支持構 向上させるという利点もあります。低コ 造の材料を 10 kg も削減することがで スト、鋼材使用量の削減、効率性の向 きます。設計も重要ですが、合金の選 上といったこれらの利点は、この重要な 定も重要です。現在、ギアボックスに使 再生可能分野の将来にとっての鍵とな 用されているスチールの多くにはニッケ ります。 ルが含まれており、一部の部品では2％ も含まれています。 タービンサイズが2 風力発電 近年、風力発電は急速に普及しており、 万kWになると、さらに高いニッケル合 全世界で約 75,000 万 kW の発電容量 金鋼が提案されています。現在はニッケ があります。風力のエネルギーコストが ルを使用していない部品も、将来的に 下がる一方で、個々の風車のサイズは は軽量化と信頼性向上のために 0.5％ 大きくなり、現在では1万 kW 以上の風 程度のニッケルを使用することになるで 車が提供されています。より大きな風 しょう。

画像提供：JUSTIN BULOTA

北極圏の風力発電 カナダ北部の遠隔地にある拠点に電 ーゼルのエネルギーシステムの統合も 力や熱を供給することは、特に拠点ま

必須でした。これら最初のステップは

での道路がない場合、常に困難を伴い

大きな成功をおさめ、コンセプトの実

ます。ケベック州の北 3 分の1を占める

行可能性が証明されました。現在、新

ヌナヴィクに、グレンコア社が所有する

たに 3 MWの風車を2基設置する可能

ニッケル鉱山「ラグラン鉱山」がありま す。短い航行可能な季節の間に大量の 軽油が海路で運び込まれます。冬は暗 く、寒さが厳しいので、暖房と電気は絶

性を検討しています。 1台のタービンで 年間 20 0 万リット

1台のタービンで年間3,600トン以 上のCO2を削減し、約2,000kgのニ ッケルを使用しています。

ル以 上の ディー ゼ ル 燃 料が 節 約 で

対に必要です。風力発電は、数少ない き、3 , 6 0 0 トンの二 酸 化 炭 素 が 削 代替エネルギーの可能性を秘めたエネ 減 され ま す。ニッケル は 成 功 に 貢

ルギー源です。しかし、吹雪をも伴う北

献しています。風 力発電 機1台には、

極圏の極限状態で、その技術は安全に

約 2,000 kgのニッケルが使用されてい

機能するのでしょうか？

ます。ニッケルを使用する用途としては、

2014 年と 2018 年に2基の風力発電機

ナセル領域ではベアリング、シャフト、

が建設・設置され、リチウムイオン電

ギア、油圧部品、その他の領域では締

池を含む高度なエネルギー貯蔵システ

結具材、制御盤の筐体、その他多くの

ムも導入されました。また、風車とディ 部品があります。 2021 年 第 36 号 第 2 巻 | 9

ノーザンライツ・プロジェクト 炭素回収・貯留による 温室効果ガス削減 炭素回収・貯留(CCS)は、脱炭素社会の実現に不可欠なプロセスです。その一つ が、大規模な産業プラントから二酸化炭素（CO2 ）を回収し、パイプラインや船 舶で輸送し、多くの場合地下に貯蔵して大気中に放出するのを防ぐ方法です。こ のプロセスには果たすべき役割があります。というのも、再生可能エネルギー源 だけでは、2050 年の国際的なエネルギー・気候目標を達成できず、温室効果ガ スの排出を完全に止めることができないからです。エネルギー・燃料ミックスの グリーン化が進むスピードが遅いことが最初の理由です。二番目としては、セメン 画像提供：エクイノール

トの製造などエネルギー消費とは無関係の理由で二酸化炭素が排出されるとた めです。 二酸化炭素を安全に貯蔵することがで （大気圧）型、半冷蔵（半加圧) 型です。 きる場所は、一般的には二酸化炭素が

液体 CO2 は、低温と大気圧よりもはる

発生する地域ではありません。沖合貯

かに高い圧力の組み合わせでしか作る

留は、その複雑さにもかかわらず、地

ことが出来ません。そのため、CO2 カー

域住民の抵抗を受けやすい陸上貯留 ゴタンクは、加圧型か半冷蔵型にしな よりも優位に立っているようです。排出

いといけません。

地点から貯留地点までの距離を埋め 今ある数少ない CO 運搬船を始めとす 2 る手段として、船舶による輸送とパイプ る半冷蔵タイプは、運搬するガスを液

海上CCSの可能性を最大限に引き 出すためには、CO 2 輸送専用の船 団が必要です。

ラインによる輸送の 2 つの方法があり 体として保持するために必要な温度と ます。少量で長距離の場合は、海運の 圧力の複合条件を考慮して設計されて 方が経済的ですが、700 km以下の距

います。大型で安価な船を作ることが 離で大量の場合はパイプラインが最 できるため、このタイプは船舶設計者 も有効な選択肢となります。また、CCS に好まれています。カーゴタンクの操 のような新たな活動では海運の方が資

作は、約 -54℃/6 バール～-50℃/7バー 本支出を少なくできるため、当初は少 ルで行う必要があります。これは、気体、 量の CO2 を数少ない利用可能な貯留 液体、固体が共存する CO の「三重 施設に輸送するのに適した選択肢とな

ります。

10 | 2021 年 第 36 号 第 2 巻

2

点」に近いものですが、現在の技術で はこの設計を効率的かつ安全に実現で

二酸化炭素用の船を作るには？

きる段階にはありません。現在、CO2 輸

液体ガス輸送船のタンク構造には 3 つ

送はより高い圧力で、そして約-20℃で

のタイプがあります：完全加圧型、低温

運用されていますが、運ぶのは食品・

永久貯蔵 を受け取り、一時的に貯蔵 沖合のパイプラインで輸送 永久保管貯留地 (海底下2,500-3,000メートル) 輸送 圧縮されたCO2の 海上輸送 Liquid CO2

画像提供：ノーザンライツ

CO2 回収 工業用プラントからの回収 圧縮して、一時的に貯蔵

Liquid CO2

飲料用の液体 CO2 や、消火器などの加

ができ、この陸上ターミナルがないこと

圧製品です。零度以下の温度で使用さ で発生する供給の発停を防ぐことがで れる厚肉の圧力容器には、強度と靭性

き、より効率的となります。

のためにニッケルが不可欠です。

第一期運用の一環として、ノーザンラ

ノーザンライツについて

イツは、長さ 130 m、容量 7,500 m 3

提示された排出から海底貯留まで の海上 CCS バリューチェーン。

このような課 題 があるにもかかわら の CO2 専用船を2隻建造します。これ ず、CCS プロジェクトは具体化し始めて は、複数の排出者から回収して液化し います。ノーザンライツは、ノルウェー た CO2 を陸上の貯留地に運び、そこか 政府が推進・支援しているロングシッ ら 100 km 沖合の海底 2,600m までパ ププロジェクトの輸送・貯蔵部門として、 イプラインで運んで永久に貯留するも ノルウェー南東部（ブレヴィックとオス のです。第一段階では、2 隻の船が年 ロ）の工業地帯から排出される CO2 を

間に輸送できる量である 150 万トンを

回収します。エクイノール社、シェル

毎年、海底に徐々に貯蔵していくことを

社、トタル社が出資するノーザンライツ 目指します。 は、2024 年に操業を開始すると、世 界 初の国境を越えたオープンソース

必要不可欠なニッケル

CO2 専用船は数が限られるため、2隻 の CO2 輸送・貯蔵インフラネットワーク のノーザンライツ号の設計では船内の となります。 圧力容器の構造材についてエンジニ 回収された CO2 は、ノルウェー西海岸 アと海事協会が合意する必要がありま の陸上ターミナルに輸送され、そこか した。製作が容易で、高圧・低温に対 らパイプラインで北海の海底貯留地

応できるものでなければなりませんで

に輸送されます。このように液体ガスを した。 その結果、厚さ 50 mm、ニッケ 陸上で中間貯蔵することでパイプライ ル含有量が最大2.50%の圧力容器鋼 ンや海底に一定の流量を確保すること

P690QL2(EN 10028-6 type 1.8888) 2021 年 第 36 号 第 2 巻 | 11

が選ばれました。各船の2つの圧力容 器は三重点から安全に離れた 15 バー ル、-26℃ で運用されます。これらには

使用されます。 • 外洋環境でこのような長いパイプラ インを管理するには、 「アンビリカル」

75 トンのニッケルを含有する約 3,000

と呼ばれる一連の補助的なチューブ

トンの鋼鉄が使用されます。

を束ねる必要があります。アンビリカ

CCSのバリューチェーンは、さらに以下

ル内の小さなチューブは、バルブや

のように構成されています:

その他の化学物質を遠隔操作するた

• 陸上での貯蔵： 総 容量 8,250 m 3

めの油圧を送ります。壁の厚さがわ

の 圧 力 容 器 1 2 基 。圧 力 や 低 温

ずか 1.42 mm のこのチューブは、一

に 対 応 するため には、や はりニッ

度設置するとアクセスが難しく、海

ケル が 必 要 で す。石 油 貯 蔵 施 設

水にも耐えなければなりません。強

全 体 で は 、2 , 0 0 0 トンの 圧 力 容

ノルウェー南東部の現場から排出 されたCO2は、陸上の一時貯蔵施設 に運ばれた後、パイプラインで北海 の沖合海底貯留施設に輸送されま す。

度を高めるために、2507（S32750）

器 鋼 P4 6 0 M L1（ E N 10 0 2 8 - 5）

型スーパー二 相ステンレス鋼を使

とP355NL1（EN 10028-3）に最大

用しています。2507 を4本使 用し

0.50%のニッケルが含まれています。

た 35 k m の長さのアンビリカルは

• 100 km に及ぶ外径 323.8 mm のパ

約 10 トンのニッケルを使用していま

イプラインが CO2 を液相に保ちます。

す。

これもまた、圧力と低温が必要という

ことです。海底を走り、沖合の海底 ノーザンライツモデルでは、C C S は 2.6kmにある貯留層に CO を圧入し 2024 年までに操業を開始します。この 2

ます。パイプラインには、0.50％ のニ

方法で年間 150 万トンの CO2 を回収・

ッケルを含有した DNV 450 FPDS ラ

貯留するためには、約 150〜200 トン

インパイプ鋼（API 5L X65に類似） のニッケルが必要となります。CCS やそ が使用されています。全長のほとん

の他の技術で気候目標を達成するた

どが約 16 mm の厚さで、約 13,000 ト めには、ニッケルが不可欠な要素であ ンの鉄と 65 トンのニッケルがこれに ることは明確です。

ノーザンライツ プロジェクト・マップ 北海の沖合海底貯留地

ベルゲン近郊ナトゥルガスパ ーケンの陸上施設

ノルウェー

フォータム・オスロ・ヴァル メ 廃棄物発電所

画像提供：ノーザンライツ

ノルセムセメント工場

ノーザンライツコンソーシ アム が輸送・貯蔵を担当

12 | 2021 年 第 36 号 第 2 巻

ニッケル合金：働き者 “Ｃ“系ニッケルベース合金 1930 年代初期に alloy C (UNS N10002)として知られるニッケル・クロム・モリブ デン合金が初めて現れました。これは硝酸など酸化性酸に対する抗力の高いニ ッケル・クロム合金や塩酸などの還元性酸に対する優れた抗力を持つニッケル・ モリブデン合金の最適化から生まれたものです。 1960 年代半ばに溶融技術（即ちアル

成される腐食性の酸に対する耐性が

ゴン酸素脱炭法の発明）及び腐食科

必要です。Alloy C-276 はこれらの重

学（微量添加物の影響についての知

要な用途に多く使用されました。また

見）両方の進歩により alloy Cを低炭

同時期に欧州化学業界向けにデザイ

素 、低 シ リコ ン 加 工 し た C - 2 7 6

ンされた alloy C-4 (N06455)も導入さ

( N10276)合 金の開発が成功しまし

れました。

た。今ではAlloy C-276 は化学および

1980 年代初期に酸化媒体に対し耐

石油化学工程における業界の標準規

食性を増したクロム含有量を多くした

格となっています。

Alloy 22 が導入されました。1990 年

1970 年の米国大気浄化法の施行によ

代には A l lo y 59 ( N0 6 059), A l lo y

り国内の石炭火力発電所の排出亜硫

6 8 6 ( N 0 6 6 8 6 ) および C - 2 0 0 0 ®

酸ガス削減のため、多くは湿式洗浄塔

( N06200) と続き、更に耐食性が増

の形で排煙脱硫装置が広く採用され

し、より厳しい用途にも採用が広がり

ました。これらの装置は排ガスから形

ました。

資料提供：PENTICTON FOUNDRY

C合金族の標準的構成 合金

鋼種

導入時期

Ni

Cr

Mo

W

Cu

Fe

C

(N10002)

1930年代

Bal.

16

16

4

-

6

C-276

(N10276)

1960年代

Bal.

16

16

4

-

5

C-4

(N06455)

1970年代

Bal.

16

16

-

2

22

(N06022)

1980年代半ば

Bal.

21

13

3

-

3

59

(N06059)

1990年代初期

Bal.

23

16

-

-

<1

686

(N06686)

1990年代初期

Bal.

21

16

4

-

2

C-2000

(N06200)

1990年代半ば

Bal.

23

16

-

1.6

2

Alloy C 発明後 ９０ 年を経て、Ｃ 系 ニッケルベース合金族は、汚染防止、 石油化学・化学業界、種々酸の生産、 金属加工及び医薬品など幅広い分 野で応用されています。

2021 年 第 36 号 第 2 巻 | 13

専門家に聞く 技術サポートに寄せられる 【よくある質問】 Geir Moe は専門技術士であり、ニッ ケル協会の技術サポート・サービス の責任者です。同氏は世界 各地に 配属された素材の専門家らと共に、 技術的アドバイスを求めるニッケル 含有材料のエンドユーザーや仕様 を設定する方々のサポートをしてい ます。同氏の専門家チームは、ステ ンレス鋼、ニッケル合金、ニッケルメ ッキなどの幅広い用途に関する技 術的なアドバイスを無料で提供し、 ニッケルを安心してご利用いただけ るよう努めています。

Q A

質問：わが社ビルのステンレス鋼手すりは２年経って錆の斑点が見られます。

使用されたステンレス鋼の種類が間違っていたのでしょうか？ 回答：これはおそらく塩分の存在に起因する大気腐食で、一般的に“お茶の 染み“と呼ばれるものです。沿岸地域あるいは道路融雪剤が使用される地

域によく見られます。お茶の染みは現場の状況（気温、相対湿度、及び表

面上の腐食性物質の存在など）が、敷設されたステンレス鋼合金にとって 厳しすぎることで起こります。

軒下など風雨に晒されない場所では腐食性物質は雨により洗い落とされず、

凝縮するため、染みの起きる可能性は高くなります。また水平あるいは荒い 表面は腐食性物質が溜まりやすく、逆に滑らかな表面または排水しやすい 表面は腐食しにくくなっています。 304L (UNS S30403) 系は沿岸地域から離れた場所及び道路融雪塩を使 用しない地域に適しています。そうでなければ通常 316L (S31603) 系が適

切ですが、沿岸地域によっては 2205 (S32205) 系あるいは (S32750 また は S32760) 系スーパーデユプレクスのようにより耐食性の高いグレードが

WWW.NICKELINSTITUTE.ORG ニッケル誌の無料購読とウェブサイト掲載のお知ら せを希望する場合：www.nickelinstitute.org ニッケル誌を7カ国語でウェブサイトに掲載

必要となる場合があります。 適切なステンレス鋼合金はさほど手入れの必要がない素材ですが常にメン テナンスフリー、という訳ではあり ません。雨による洗浄で十分です が、人手による洗浄が必要な場合

www.nickelinstitute.org/library/

もあります。

ニッケル誌のバックナンバーの検索：2009年7月号

お 茶 の 染 み に つ い て は

以降のニッケル誌を掲載（英語版のみ）

ニ ッ ケ ル 協 会 刊 行 物

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ニッケル協会You Tube チャンネルで

細に述べられており、ニッケル協

ニッケル関連のビデオが見られます www.youtube.com/user/NickelInstitute

14 | 2021 年 第 36 号 第 2 巻

会ウエブサイト nickelinst itute. org/library で閲覧可能です。

画像：PUBL 11 024 BY TMRより

オンライン版ニッケル誌

新刊案内 ス テ ン レ ス 鋼 製 の イ ン フ ラ： 「a l i fe t i m e o f s av i n g s」 （生涯節 約）では、ニッケルを含むステンレス 鋼のユニークな特性により、幅広い 構造的用途においてコスト効率の 高い材料選択が可能であることを説 明しています。ステンレス鋼は、耐久 性の 低い 代 替 品に比べて初 期 投 資

コストが高いにもかかわらず、耐用年

刷 新 さ れ た I N C O 出 版 物

この質の高い技術情報は、ニッケル

INCOが最初に作成し、ニッケル協会

を含む材料を扱う際の自信につなが

が管理していた28の重要な技術資料

り、幅広い用途でその利点を活用す

が刷新され、再発行されました。索引

ることができます。この情報は、材料

のデジタル品質が向上し、すべての出

設 計 者、溶 接 技 術 者、加工業 者、エ

版物が検 索可能になりました。オリ

ンジニアにとって価値のあるものであ

ジナルの出版物はその分野の専門家

り、ニッケル協会のウェブサイトから

によって書かれており、提供されてい

無料でダウンロードすることができま

る情報は現在でも非常に有効です。

す。 nickelinstitute.org

数期間中の総所有コストは非常に競 争力のあるものになるということを 国 際 的なケーススタディをいくつか 使って示しています。ニッケル協会の ウェブサイトからダウンロードできま す。nickelinstitute.org

UNS番号別詳細

AST 19 FC ELOICK IN-5 CE-N L N M E A EATIU E T STM H ISM SO S IU N EELING AND CRHER OCH ESB STIN SIG MA G YSISAND MACHINING INNLIO RTOIN LEYRG T INNI R L IS S O A O STA R L-RE E REL DIN CE GR R IN STA IN GRINDING NI-RESIST U IELS G K T E TO N N IC CTILE R D ATES ATPEAN —AE N LDU AND DUCTILE IN NG W PRSOTEELSP SIST -RE E NI E S I U U NI-RESIST E HE THSE URR THSE US TO TE TO LOEYATO LLOY IDLEGUID GU ALID USE OCC YS GGUID THE ALGININ 2 GE 3LO TIGCUA TIC 8TO AL 26IN 3AL O 1IN TA INANINCTIC ACLPR AC PRA ICAA PR AO PRACTICAL TO NO 4GUIDE C OYSUSE N TA 08THE NA L-TCK 11ALL AACT ICCKOENI EL-CON NONG EL-CONTAINI A PR IC OF NICKEL-CONTAINING OFKENL-OF OF NICK 242 NO ALLOYS OF N NO 242

ed by ribut ELd by Dist NICK bute Distri ITUTEKEL NIC dE by INST trib by UT Dis TITute uced d by INS NICKEL ProdProduce uted TEby Distrib ed by INSTITU O duc INCO INCPro NICKEL ed by O Produc Distributed INC INSTITUTEby Produced by INCO NICKEL INCO INSTITUTE

本誌に記載されたニッケル含有合金およびステンレス鋼の化学的組成 （重量パーセント）

UNS

Al

C

Co

Cr

Cu

Fe

Mn

Mo

N

Nb

Ni

P

S

Si

Ti

V

W

N01555 pg 5

-

0.07 max

0.05 max

0.01 max

0.01 max

0.05 max

-

-

-

0.025 max

54.057.0

-

-

-

bal

-

-

N06022 pg 7

-

0.015 max

2.5 max

20.022.5

-

2.06.0

0.50 max

12.514.5

-

-

bal

0.02 max

0.02 max

0.08 max

-

0.35 max

2.53.5

N06625 pg 7

0.40 max

0.10 max

-

20.023.0

5.0 max

0.50 max

8.010.0

3.154.15

bal

0.015 max

0.015 max

0.50 max

0.40 max

S17400 pg 7

-

0.07 max

-

15.0017.50

3.005.00

bal

1.00 max

-

-

0.150.45

3.005.00

0.040 max

0.030 max

1.00 max

S20910 pg 8

-

0.06 max

-

20.523.5

-

bal

4.006.00

1.503.00

0.200.40

0.100.30

11.513.5

0.040 max

0.030 max

0.75 max

-

0.100.30

-

S30400 pg 2, 8

-

0.08 max

-

18.020.0

-

bal

2.00 max

-

-

-

8.010.5

0.045 max

0.030 max

1.00 max

-

-

-

S30403 pg 14

-

0.030 max

-

18.020.0

-

bal

2.00 max

-

-

-

8.012.0

0.045 max

0.030 max

1.00 max

-

-

-

S31254 pg 7

-

0.020 max

-

19.520.5

0.501.00

bal

1.00 max

6.06.5

0.180.22

-

17.518.5

0.030 max

0.010 max

0.80 max

-

-

-

S31603 pg 5, 7, 14

-

0.030 max

-

16.018.0

-

bal

2.00 max

2.003.00

-

-

10.014.0

0.045 max

0.030 max

1.00 max

-

-

-

S32205 pg 14, 16

-

0.030 max

-

22.023.0

-

bal

2.00 max

3.003.50

0.140.20

-

4.506.50

0.030 max

0.020 max

1.00 max

-

-

-

S32304 pg 7

-

0.030 max

-

21.524.5

0.050.60

bal

2.50 max

0.050.60

0.050.20

-

3.05.5

0.040 max

0.040 max

1.00 max

-

-

-

S32750 pg 12, 14

-

0.030 max

-

24.026.0

-

bal

1.20 max

3.05.0

0.240.32

-

6.08.0

0.035 max

0.020 max

0.80 max

-

-

-

S32760 pg 14

-

0.030 max

-

24.026.0

0.501.00

bal

1.00 max

3.04.0

0.200.30

-

6.08.0

0.030 max

0.010 max

1.00 max

-

-

0.501.00

S41500 pg 8

-

0.05 max

-

11.514.0

0.501.00

bal

-

0.501.00

-

-

3.55.5

0.030 max

0.03. max

0.60 max

-

-

-

2021 年 第 36 号 第 2 巻 | 15

キング・アブドゥラジーズ・センター 世界の文化のために

画像提供：SNØHETTA

サウジアラビアのダーランに位置するこのセンターは、ノルウェーのスノヘッ タ社の建築家によって設計され、2017年に完成しました。ここには図書館、 教育施設、展示場、劇場、博物館、モスク、食堂などがあり、5 つの滑らかな「 玉石」がランダムに積み重なったような壮大な建物です。センターの最も低い 場所には、石油が王国の経済的繁栄の歴史的基盤であることを示す展示が あります。1 階では現在につながる歴史が紹介され、グレートホールでは世界 の優れた文化体験を紹介しています。そして未来を考え、予想する場所は高さ 90m（295 フィート）のナレッジタワーです。

この'玉石'は、間隔を空けずに配置 されたステンレスチューブで覆われ ており、これが建物の耐候性パネル を誇らしげに飾るベールとなってい ます。 162021 | 2021 2巻 年年 第第 3636 号号 第第 2巻

この'玉石'は、間隔を空けずに配置さ れたステンレスチューブで覆われてお り、これが建物の耐候性パネルを誇 らしげに飾るベールとなっています。 ドイツの Seele 社が製作したこのチュ ーブ（直径 7.6 mm×肉厚 2 mm）は、 二相性の Alloy 2205（UNS S32205） ステンレス鋼で作られています。5.5% のニッケルを含有するこの合 金は、 優れた強度と延性、長期に渡る耐摩 耗 性と耐 腐 食 性、そしてクリーン な

外観を持つことから選ばれました。 それぞれのチューブ部分は独特で、 コンピュータ制御の機械を使って正 確な位置に合わせて曲げられていま す。93,000 本以上のチューブを端か ら端まで並べると、総重量は 1,000 ト ンを超え、全長は 360 km（220 マイ ル）になります。このチューブは、外壁 を遮光したり、熱を反射したり遮断し たりすることで、建物を涼しく保つの に役立ちます。