再生可能エネルギーと水素社会 “ＨＹＤＲＯＧＥＮＩＮＮＯＶＡＴＩＯＮ” ２０１４・11・20 ＠札幌岩谷産業（株）産業ガス･機械事業本部ガス開発部ｲﾜﾀﾆガスネットワーク（株）所属谷義勝 1 水素について知られていること/知られていないこと • • • • • • 水素＝クリーンエネルギー水素=ＣＯ２フリー水素＝安全水素＝水から生まれ水に還る水素＝貯蔵可能な電気エネルギー水素＝輸送可能な電気エネルギー 2 H2リソース開発水力発電石炭ガス精製電気分解石炭火力風力発電コークスガス精製グリーン水素太陽光発電光触媒原子力＆太陽熱バイオマス・植物・下水・家畜糞尿・食物系残渣・有機系廃棄物熱分解(水) ガス改質→精製製鉄 CO2処理苛性ソーダ電気分解ガス改質 →精製ソーダ工場石油・天然ガス H2とCO2 コインの裏表 3 再生可能エネルギーと水素の目安風力発電北海道と青森・風況良好地域５５０億ｍ３/年食品廃棄物 2013年～2017年内閣府と６省のプロジェクト「バイオマス産業都市」１００カ所計画処分される食品（趣味期限切れ含む）・7千万人の食糧相当メタン醗酵 ⇒ 水素、バイオ発電、肥料化、飼料化活用下水処理場消化ガス発生量 3.1億ｍ３/年大気放出約1億ｍ３/年 ⇒ 水素 2.７億M3/年家畜糞尿乳牛 100頭ミルク 2.2トン/日糞尿６トン糞尿 ⇒ メタン醗酵・バイオガス 160ｍ３/日バイオガス ⇒ 水素430ｍ３/日水素430ｍ３/日 ⇒ FCV：８台満タン 4300Km/FCV・台 4 5 水素＝大容量・長期間貯蔵が可能システム電力定格水素エネルギー貯蔵圧縮空気エネルギー貯蔵 NaS 電池長期持続性フライホイール小電力貯蔵高エネルギー超コンデンサ鉛酸電池 Ni-Cd Li-ion その他の高度電池高出力フライホイール超電導磁気エネルギー貯蔵高出力超コンデンサ秒分電力特性定格出力での放電時間数日から数週間再生可能なエネルギー貯蔵揚水発電 1 kW 10 kW 情報元: 電力貯蔵協会 (Electricity Storage Association) 100 kW 1 MW 10 MW 100 1 6G MW W 6 無類の貯蔵密度 ■水素バッテリー■ ＜液化水素コンテナ＞ 36MWh ＜チューブトレーラー＞ 3MWh ＜液化水素貯槽＞ 40Mwh～＜水素シリンダー＞＜カードル＞ 9~15kwh 90~400kwh 7 8 9 10 11 E.ON Power to Gasプロジェクト (ドイツ、ファルケンハーゲン市) 電力水素天然ガスラインプロジェクトの目的ソリューション・水素によるPower to Gasソリューションの実証・2MW電解装置(360Nm3/h) ・系統余剰電力によって水素製造 →天然ガスラインに5.7MPaで注入・40ftコンテナ内にコンプレッサ×2搭載天然ガスライン注入用に5.7MPaに圧縮 12 13 ベルリン空港水素プロジェクト 14 MYRTEプロジェクト (フランス、コルシカ島) 太陽光発電：560kW モジュール×2240 TENESOL製250W 面積：3700m2 SMA製インバータ ×28(@17kW) 400Vac三相電力系統電力マネジメント水素システム - HELION PEM電解装置 100kW – 23Nm3/h ガス貯蔵水素(2,800Nm3 @3.5MPa) 酸素(1,400Nm3 @3.5MPa) 電力貯蔵・マネジメント 800kWh (60-80℃) PEM燃料電池170kW 貯蔵エネルギー：3.5MWｈ 15 MYRTEプロジェクト (フランス、コルシカ島) 16 FIT-協調 Power to Gas 構想案デマンドレスポンス & 水素バッテリー蓄圧器（82 MPa）水電解装置コンプレッサーバッファータンク冷凍機ディスペンサー FCV （70 MPa）水素カ―ドル（20 MPa）標準水素ステーション簡易水素ステーション or 水素トレーラー（20 ～40 MPa） SHS 太陽光発電風力発電潮流発電 IWATANI 2014.10.28 Y.TANI FCV （70 MPa） 18 北九州水素タウン実証付臭室製鉄所北九州八幡東田地域において、市中に新たに敷設する水素パイプラインによって効率的に水素を輸送し、燃料電池をはじめとする水素利用機器に直接燃料を供給する実証試験：「水素エネルギーモデルタウン」を構築し、将来の水素エネルギー社会を目に見える形で実証する。 19 水素ステーションを核としたコミュニティ ①水素ステーションを中心としたコミュニティ・都市交通 ②非常時電源供給水素・電気・熱グリッド ③周辺工場等へ水素供給集合住宅一般家庭マンション工場・空港・港など水素ステーション FCバス小型充填設備コンビ二公共施設 FCV FCフォークリフト ④余剰再生可能エネルギー貯蔵・融通潮力・波力発電風力発電電気分解装置太陽光発電地熱発電 20 当社がめざす水素社会への道のり化石燃料社会 ★液化水素ネットワークの拡充 ★CO2フリー水素への転換産業用液化水素供給力向上 LPガス拡販 LPガス改質型燃料電池低炭素社会 CO2回収型水素製造電力との連携 2050年へ水素社会水素製造・利用技術開発電力ネットワーク（スマートグリッド）水素製造・供給一貫体制再生可能エネルギーバイオガス・風力・メガソーラー等自動車を中心とした既存エネルギーの水素エネルギーへの置き換え推進 FCV等都市交通家庭用・産業用燃料電池大規模水素発電カーボンフリー水素海外生産 CO2フリー水素液化水素ネットワーク 21 エネルギーとしての水素需要創出 4,000 水素需要 3,400億Nm3 運輸用水素需要／億Nm3 3,000 家庭、産業用運輸用家庭、産業用水素発電用 790億Nm3 930億Nm3 1,680億Nm3 2,000 水素発電用出展：（財）エネルギー総合工学研究所「ＣＯ２フリー水素チェーン実現に向けた構想研究会」。国内CCS無、CO2削減目標が厳しい場合の試算結果を基に作成。 1,000 0 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050 22 液化水素供給体制国内水素市場の40%供給能力【生産拠点】ﾊｲﾄﾞﾛｴｯｼﾞ、岩谷瓦斯･千葉、山口リキッドハイドロジェン【供給件数】 60社（2013年4月実績）山口リキッドハイドロジェン㈱岩谷瓦斯㈱(千葉) ＜生産能力＞液化水素：３０００L／H×1系列圧縮水素：６００Nm3／H×1基＜生産能力＞液化水素：３０００L／H×1系列㈱ハイドロエッジ（大阪府）＜生産能力＞液化水素：３０００L／H×２系列圧縮水素：６００Nm3／H×２基 LH2ﾛｰﾘｰ供給ﾕｰｻﾞｰ LH2製造拠点 23 液化水素の特長 ◎極低温 ◎超高純度 ◎大量輸送・大量貯蔵 ⇒先端産業・エネルギー分野の開発＜液化水素、圧縮水素輸送能力比較＞圧縮水素トレーラー液化水素ローリー液化水素コンテナ 2,300～3,000m3／基約16,000m3／車約28,000m3／車圧縮水素トレーラー比 7倍の輸送量１２倍の輸送量 24 再生可能エネルギーの宝庫 “北海道”からの“妄想” 昔：北前船今：水素タンカー利尻町：250kw （例）北海道・稚内～札幌間の風力発電一覧 kW 稚内市幌延町天塩町遠別町羽幌町苫前町小平町留萌市石狩市合計基 76,355 21,480 2,400 2,970 800 52,800 2,960 5,360 5,844 170,969 74 30 3 3 2 42 4 10 10 178 年間発電量 1,497,688,440 実質発電量※ 374,422,110 ※発電効率を平均25％とする水素製造可能量（年）約6,300万Nｍᶾ 25 See you again！ “ＨＹＤＲＯＧＥＮＩＮＮＯＶＡＴＩＯＮ”” Iwatani Corporation Yoshikatsu Tani [email protected] 26