中国科学院蘭州化学物理研究所の研究チームが、砂漠地帯の過酷な環境下で稼働する発電設備の耐久性を飛躍的に高める特殊コーティング技術を開発した。高温や腐食の問題を解決し、エネルギーの安定供給とコスト削減を両立させる切り札として注目されている。ゴビ砂漠をはじめとする中国北西部の広大な土地は、風力や太陽光発電の一大拠点へと変貌しつつある。

高温・腐食に耐えるナノセラミックコーティング

新エネルギーの出力を安定させるために不可欠な火力発電所では、コスト削減のため安価な「高アルカリ石炭」が使われることが多い。しかし、この石炭は燃焼時にボイラーを激しく腐食させ、計画外の稼働停止による数千万元（数億円）規模の損失を招く原因となっていた。

この問題に対し、高祥虎氏率いる研究チームは「ナノ高エントロピーセラミックコーティング」を開発。新素材は高い耐腐食性と耐熱性を持ちながら、熱伝導を妨げない。甘粛省の常楽発電所での実証では、ボイラーの熱効率が0.46%向上し、石炭消費量を1キロワット時（kWh）あたり1.5グラム削減。100万kW級の発電ユニット1基で、年間1万5000トンの石炭節約と3万4000トンのCO2排出量削減につながると試算されている。

電力不要の「放射冷却コーティング」

砂漠地帯では夏の気温が極めて高く、蓄電システムのコンテナ表面は90℃近くに達することもある。高温は設備の効率低下や故障を招くため、従来は大型空調で冷却していたが、その電力消費が課題だった。

そこでチームは、太陽光を反射しつつ、熱を電磁波として宇宙空間に放出する「放射冷却コーティング」を開発。エネルギーを消費せずに物体の温度を下げる画期的な技術だ。青海省ゴルムド市の蓄電施設での2年間の実証実験では、コンテナ表面温度を最大30℃低下させ、空調の電力消費を10～15%削減することに成功したと、中国メディアは伝えている。太陽熱発電所の電子部品保護にも応用され、設備の安全性を大きく向上させている。

エネルギー安全保障へ、重要技術の国産化を推進

これらの技術開発は、エネルギー分野における重要技術・材料の国産化を目指す中国の国家戦略を背景に持つ。特に、太陽熱発電所の心臓部である集熱器の高温吸収材料は、これまで海外からの供給に依存していた。今回の成果は、こうした供給網のボトルネックを解消する大きな一歩となる。

蘭州化学物理研究所が開発したコーティング技術は、すでに常楽発電所で3年間安定稼働しており、有効性が証明されている。中国政府は第15次5カ年計画（2026～2030年）期間中に、この技術を新疆、青海、内モンゴル、寧夏など、同様の課題を抱える他の省・自治区へも展開していく方針だ。これは、中国が広大な未利用地をエネルギー源に変え、脱炭素とエネルギー安全保障を同時にに追求する強い意志の表れである。

日本への影響と今後の展望

中国科学院蘭州化学物理研究所による特殊コーティング技術は、日本のエネルギー産業に対し、技術競争と市場機会の両面で具体的な影響をもたらす。まず、高アルカリ石炭を使用する火力発電所における「ナノ高エントロピーセラミックコーティング」の実用化は、日本の石炭火力発電技術に新たな競争圧力をかける。甘粛省の常楽発電所でボイラーの熱効率が0.46%向上し、年間1万5000トンの石炭節約と3万4000トンのCO2排出量削減に繋がるとの試算は、日本の関連企業がより効率的で環境負荷の低い技術開発を加速させる必要性を示唆する。

次に、「放射冷却コーティング」は、日本の蓄電システムやデータセンターにおける冷却技術に新たな視点を提供する。青海省ゴルムド市の蓄電施設でコンテナ表面温度を最大30℃低下させ、空調の電力消費を10～15%削減した実績は、電力消費の削減と設備寿命の延長という観点から、日本企業が導入を検討すべき技術となり得る。特に、日本の夏季における猛暑を考慮すると、電力消費を伴わない冷却技術は、エネルギーコスト削減と安定稼働に直結する。

最後に、中国が第15次5カ年計画でこの技術を新疆、青海など広範な地域に展開する方針は、日本の材料メーカーやエンジニアリング企業にとって、中国市場への参入機会が限定的になるリスクを意味する。一方で、これらのコーティング技術は、日本が強みを持つファインセラミックスや表面処理技術と親和性が高く、共同研究や技術提携を通じて、新たなビジネスチャンスを創出する可能性も秘めている。