本記事は、日本機械学会発行の『日本機械学会誌』、第119巻第1173号（2016年8月）に掲載された記事の抜粋（短縮版）です。日本機械学会誌の目次、購読申し込みなどに関してはこちらから（日本機械学会のホームページへのリンク）。

　ガスタービンを主機としたコンバインド発電プラント（GTCC：Gas Turbine Combined Cycle Plant）の需要が世界的に旺盛である。負荷追従性に優れたガスタービンは再生可能エネルギーとの親和性も高く、水素燃料などCO2を発生させない非化石燃料にも対応できる。また、小型ガスタービンは分散型電源の牽引役としても期待されている。

発電用ガスタービンの現状

　GTCC発展の起点は、1984年12月に商用運転を開始した東北電力東新潟発電所3号系列のGTCCである。これはタービン入口温度（TIT）1154°Cの701D形ガスタービン3台と、蒸気タービン1台で構成された発電設備2系列（定格出力109万kW）で成り立っている。

　GTCCプラントは、ガスタービンとともにその排ガスで蒸気タービンも駆動する。東北電力東新潟発電所3号系列のLNG焚きGTCCの熱効率は48%以上（LHV基準）で、当時世界最高の熱効率を達成した。これを機に、世界で発電用高温ガスタービン開発が始まった。

　GTCCの熱効率はガスタービンのTITが高いほど向上するため、発電用ガスタービンのTITは年々上昇傾向にある。1500°C級G形ガスタービンによるGTCCの熱効率は59%（LHV基準）に達し、天然ガスを用いたCO2排出量は最新石炭火力の半分以下で、地球環境の点からも建設・運用が活発である。三菱日立パワーシステムズは世界初の1600°C級J形ガスタービンを開発し、国内では関西電力姫路第二発電所（運転開始2013年8月）と東京電力川崎火力発電所（同2016年1月）で1600°C級GTCCの商用運転を開始した。その熱効率は世界最高レベルの61%（LHV基準）を達成し得る。