月別: 2016年3月

安倍総理が3月5日に福島県を訪問して、「福島新エネ社会構想」をぶち上げた。福島県で再生可能エネルギーから燃料電池車1万台分に相当する水素を作って、2020年の東京オリンピック・パラリンピックで活用するというものだ。官民一体の「構想実現会議」を3月中に設置して具体的な検討を開始する。
福島第一原子力発電所の事故による放射能汚染の影響で、いまだに帰還困難区域が広い範囲に及んでいる。そうした状況の中で福島県を水素エネルギーの一大生産地に発展させて、国が目指す水素社会の先駆けの地として復興させる狙いだ。と同時に水素関連の先端技術を数多く開発して、新たな成長産業として世界市場に拡大させるもくろみもある。
CO2（二酸化炭素）の排出量を抑えた低炭素な水素社会を実現するために、さまざまな分野で技術開発プロジェクトが始まっている。再生可能エネルギーの電力や熱を利用してCO2フリーの水素を製造する技術から、水素を大量に輸送する「エネルギーキャリア」、さらには燃料電池や水素タービンによる発電技術、燃料電池を搭載した自動車・バス・船の開発も進んできた。
その中でも水素社会を実現するうえで最大の課題が「エネルギーキャリア」の構築だ。水素は化石燃料や再生可能エネルギーから大量に作ることができるが、常温・常圧では気体のため、大量に運搬・貯蔵することがむずかしい。解決策は超低温で液化したり、特殊な液体に溶け込ませたり、あるいはアンモニア（NH3）に変換して発電に利用したりする方法がある。
すでにアンモニアを利用した燃料電池や発電機の開発は進んでいる。水素を使った燃料電池と同等の性能を発揮する出力200W（ワット）のアンモニア燃料電池のほか、ガスタービン発電機を使って40kW（キロワット）級のアンモニア専焼発電にも成功している。
エネルギーキャリアのプロジェクトを主導する内閣府は2016年度も引き続きアンモニア燃料電池とアンモニア専焼発電を中心に研究開発を推進するほか、太陽熱を利用した水素製造にも取り組む計画だ。CO2フリーの水素を安価に製造・利用できる技術と組み合わせて、2020年の東京オリンピック・パラリンピックで低炭素な街づくりのデモンストレーションを実施する。

最先端の科学技術で水素を安く製造
エネルギーキャリアの研究開発は内閣府の「SIP（戦略的イノベーション創造プログラム）」として取り組む一方、関連する技術の研究開発を文部科学省・経済産業省・環境省が連携しながら推進していく。
文部科学省では理化学研究所が「エネルギーキャリア製造次世代基盤技術」を開発中だ。具体的には2つの研究テーマがある。1つは「中性の水を用いた水分解による水素の創出」だ。CO2フリーの水素は水を分解して作る方法が一般的だが、分解の工程で希少金属を使う必要があるなど実用化に向けた課題が残っている。
そこで希少金属を使わずに、雨水や海水といった自然に入手できる中性の水を原料に使って水素を製造する。植物は光合成の過程でマンガン（Mn）を触媒にして水を分解する特性がある。それと同様の反応を酸化マンガン（MnO2）で起こして、中性の水を効率的に分解できるシステムを開発する取り組みだ。
もう1つの研究テーマは「省エネルギーな革新的アンモニア合成法の開発」である。気体の水素を液体のアンモニアに変換するためには高温・高圧の条件を作り出す必要があり、大量のエネルギーを消費してしまう。代わりに窒素（N）とチタン（Ti）を使って常温・常圧で水素からアンモニアを合成することが可能だ。理化学研究所は合成に必要な反応効率を向上させながら製造技術の実用化を目指す。
同様に水素製造の分野では、経済産業省が低コストで水を電気分解する技術の開発を進めている。2014～2022年度の9年間かけて実施する「革新的水素エネルギー貯蔵・輸送等技術開発」のプロジェクトで、アルカリ水などを利用した水素製造技術を開発中だ。さらにエネルギーキャリアに関連する液化水素タンクの大容量化を通じて、水素の供給コストを低減して水素社会の拡大を促進していく。

大都市と地方に水素サプライチェーンが広がる
水素を利用する取り組みでは、家庭や企業向けの燃料電池や燃料電池車を経済産業省が普及させながら、燃料電池を搭載したフォークリフトやゴミ収集車の実証プロジェクトを環境省が担当する。
すでに燃料電池フォークリフトの実証試験を関西国際空港で開始した。ゴミ収集車は2015年度中に詳細設計を完了して、2016年度に実証試験を開始する予定になっている。このほかに環境省は長崎県の五島列島で、洋上風力発電で作った電力から水素を製造して燃料電池船を走らせる実証試験を実施済みだ。
東京オリンピック・パラリンピックでは、海上の交通手段として燃料電池船を導入する計画もある。ただし海上の大気中に含まれる塩分が燃料電池の性能を劣化させる可能性があるほか、船の揺れや衝撃によって燃料電池が破損することも考えられる。このため国土交通省は燃料電池船の「安全ガイドライン」を2017年度までに策定して、塩害対策や衝撃対策を徹底させる方針だ。
2015年度に入ってからCO2フリーの水素を製造・利用する取り組みが全国各地に広がってきた。代表的な事例は環境省の支援による水素サプライチェーンの実証プロジェクトで、神奈川県の横浜市など5カ所で進んでいる。
横浜市ではトヨタ自動車が中心になって、風力発電所の電力で水素を製造する計画だ。製造した水素はトラックで臨海部の倉庫や工場まで運んで、燃料電池フォークリフトに供給する。2016～2019年度の4年間で実証に取り組む。
再生可能エネルギーが豊富な北海道では2つの実証プロジェクトを予定している。酪農が盛んな鹿追町（しかおいちょう）では、乳牛の排せつ物からバイオガスを精製するプラントが稼働している。このバイオガスから水素を製造して、周辺の畜産農家などに設置した燃料電池で電力と温水を供給する試みだ。
もう1つのプロジェクトは白糠町（しらぬかちょう）にあるダムに小水力発電所を建設して、発電した電力で水を電気分解して水素を製造する。製造した水素は高圧の状態でトレーラーなどを使って近隣地域に輸送する計画だ。再生可能エネルギーと水素を組み合わせてエネルギーの地産地消を進めることで、広い北海道にも低炭素な街づくりを展開していく。

JX日鉱日石エネルギーは3月8日、福岡県福岡市の「Dr.Driveセルフ伊都店」に水素ステーションを開所し、水素の販売を開始したと発表した。
同ステーションは、昨年12月10日に開所した「Dr.Driveセルフ八幡東田店」に続き、同社として福岡県における2か所目のサービスステーション一体型水素ステーション。ステーションで水素を製造するオンサイト方式の水素ステーションとして営業を行う。
同社は、次世代自動車振興センター「燃料電池自動車用水素供給設備設置補助事業」の採択を受けて、四大都市圏に約40か所の商用水素ステーションの開所に向けた準備を進めている。これまで、東京都、神奈川県、埼玉県、千葉県、愛知県、京都府、大阪府、福岡県に24か所の水素ステーションを順次開所し、水素販売を開始しており、同ステーションの開所で、合計25か所になる。

野村不動産と戸田建設はこのほど、愛知県小牧市本庄で大規模高機能型物流施設「(仮称)ランドポート小牧」の開発に着手した。戸田建設所有地の有効活用で、野村不が展開する物流施設を共同で開発・運営する。
現地は名古屋駅から約15キロ圏、小牧インターから約4.5キロの場所に位置する。敷地面積は1万8774平方メートル。建物は鉄骨造り4階建て(延べ床面積4万1905平方メートル)。完成は2017年1月末の予定。

京都木材協同組合が進めていた京都木材会館（京都市中京区）の建て替え工事が完了し、京都府内初の木造４階建てビルに生まれ変わった。府内産の木材を多用するとともに和のデザインを採用し、木造建築の魅力を発信する。
旧館の老朽化に伴う建て替えで、木材利用の拡大につなげるため国土交通省による補助事業の採択を受けて昨年２月に着工した。総工費２億６千万円。
延べ床面積７５０平方メートル。１階はテナントで、北山杉の丸太を吹き抜けに使ったギャラリーも設置した。２階は組合事務所に使う。３、４階はワンルームの賃貸住宅１０戸を設けた。すべて国産材を利用し、構造材には府内産のスギとヒノキを使った。建築基準法に適合させるため、石こうボードを中に入れた耐火性の資材を採用した。
窓の外側には、可動式の細長い杉材を格子状に据え付けた。角度を変えることで室内の温度などを調節することができる仕組み。木材にデザイン性や機能性を持たせた。
式典では、乾康之助理事長が「資材高騰や職人不足による負担もあったが、地元の設計者や木材供給者の力で完成させることができた」と述べた。

北陸電力は7日、4月から首都圏で一般家庭用の電力販売を始めると発表した。東京電力より割安な料金を設定し、主に首都圏在住の北陸出身者向けに口コミで販促活動を行う。申し込みは8日午前9時からホームページ上で受け付ける。

JX日鉱日石エネルギーは3月7日、横浜市南区に「横浜南水素ステーション」を開所し、水素の販売を開始したと発表した。
同ステーションは、神奈川県で9か所目、同県の固定式では4か所目となり、圧縮水素を水素トレーラー等で輸送するオフサイト方式の単独型水素ステーションとして営業を行う。
同社は、次世代自動車振興センター「燃料電池自動車用水素供給設備設置補助事業」の採択を受けて、四大都市圏に約40か所の商用水素ステーションの開所に向けた準備を進めている。これまで、東京都、神奈川県、埼玉県、千葉県、愛知県、大阪府、福岡県に23か所の水素ステーションを順次開所し、水素販売を開始しており、同ステーションの開所で、合計24か所になる。

福岡県の東部にある「豊前（ぶぜん）発電所」の構内の空きスペースに蓄電システムを導入して、3月3日に運用を開始した。国から「大容量蓄電システム需給バランス改善実証事業」を受託したプロジェクトで、2017年3月まで実証試験を実施する予定だ。九州で大きな課題になっている再生可能エネルギーの拡大に取り組んでいく。
採用した蓄電池の種類はNAS（ナトリウム硫黄）電池で、大容量の蓄電システムを低コストで構築できる利点がある。NAS電池1台で最大200kW（キロワット）の電力を充電・放電することが可能だ。全体で252台を導入して、合計すると5万400kWまで対応できる。
蓄電システム全体で貯蔵できる電力量は30万kWh（キロワット時）にのぼる。九州電力によると世界で最大級の容量を備えた蓄電システムである。一般家庭の使用量（1日あたり10kWh）に換算して3万世帯分の電力を調整可能だ。交流の電力を直流に変換して蓄電池に充電する必要があるため、変換用のパワーコンディショナー（PCS、1台あたりの出力800kW）を63台も導入する大規模な構成になった。

春の需要が少ない時期に導入効果
九州電力が蓄電システムを使って取り組む実証試験のテーマは主に4つある。最も重要なテーマは電力の需給バランスを安定化させることだ。九州電力の管内では春の電力需要が少ない時期になると、昼間に太陽光発電の電力が大量に余って需給バランスを不安定にさせる問題が生じる。この余剰電力を蓄電システムに充電して夜間に放電する方法で需給バランスを調整する。
太陽光や風力発電では天候によって出力が変動するため、送配電ネットワークを流れる電力の電圧や周波数が影響を受ける場合もある。蓄電システムを使って電圧制御と周波数調整に取り組むことが第2・第3の実証テーマになる。さらに第4のテーマとして蓄電システムの効率的な運用方法についても検証する予定だ。
豊前発電所に導入した蓄電システムは三菱電機が構築した。日本ガイシ製のコンテナ型NAS電池を2段に積んで設置スペースを削減している。合計4台のNAS電池コンテナで構成したブロックを63カ所に配置した。全体の設置スペースは1万4000平方メートル（140メートル×100メートル）である。
これまで九州電力は佐賀県の玄海町と鹿児島県の薩摩川内市で、容量の小さいリチウムイオン電池を使って需給バランスを調整する実証試験を続けてきた。さらに長崎県の対馬や鹿児島県の種子島などの離島でも、容量の大きいリチウムイオン電池を導入して同様の実証に取り組んでいる。
ただし蓄電池に充電できる容量は対馬の1430kWhが最大で、需給バランスを調整できる範囲は限られていた。豊前発電所の蓄電システムは200倍以上の容量になるため、調整できる電力量は格段に大きい。国内では北海道電力と東北電力が国の実証事業の一環で大容量の蓄電システムを変電所に導入している。
北海道電力は南部の安平町（あびらちょう）にある「南早来（みなみはやきた）変電所」に、レドックスフローと呼ぶ大容量の蓄電池を設置して2015年12月に実証試験を開始した。蓄電池の容量は6万kWhで、豊前発電所の5分の１である。東北電力は仙台市の「西仙台変電所」に容量2万kWhのリチウムイオン電池を設置して、2015年2月に営業運転を開始している。

　清水建設が開発するのは、建物付帯型の水素エネルギー利用システムである。太陽光などの再生可能エネルギーで作った電力のうち、建物内で消費できなかった余剰電力を最大限に活用できるようにする。
システムの中核になるのは「水素吸蔵合金タンク」である。余剰電力を使って製造した水素を貯蔵・放出して、燃料電池で電力と熱を供給する仕組みだ。蓄電池と同様の役割を果たせることから、天候によって出力が変動する再生可能エネルギーの電力を安定化させる用途にも適用できる。
水素吸蔵合金は気体の水素を輸送・貯蔵する技術の1つとして開発が進められている。金属には水素に反応しやすいものと反応しにくいものがある。反応しやすい金属は水素を吸収する能力が高くて、放出する能力が低い。逆に反応しにくい金属は水素を吸収する能力が低くて、放出する能力が高い。両方のタイプの金属を使って合金を作ると、水素の吸収・放出能力ともに高い性質が生まれる。
国内では産業技術総合研究所（産総研）が10年ほど前から水素貯蔵合金の研究開発に取り組んできた。水素貯蔵合金の課題は装置の大きさと製造コストにある。清水建設は産総研と共同で、合金の材料や配合比を変えながらコンパクト化とコストダウンを図る。
水素の吸収能力が高い金属にはチタン、マグネシウム、ランタンなどがあり、放出能力が高い金属には鉄、コバルト、ニッケルなどがある。産総研ではランタンとニッケルを組み合わせた水素吸蔵合金を開発している。

2020年のオリンピックまでに実用化
水素吸蔵合金を使うと、気体の水素を常温・常圧の状態で1000倍以上の容量まで貯蔵することができる。水素の貯蔵方法には気体のまま圧縮する方法や、マイナス250度以下の低温で液化する方法もある。圧縮すると150倍程度、液化すると800倍程度の容量まで水素を貯蔵することが可能だ。こうした方式と比べて水素吸蔵合金は貯蔵容量が大きく、常温・常圧で扱えるメリットもある。
さらに水素吸蔵合金は水素を吸収する時に熱を放出する一方、逆に水素を放出する時には熱を吸収する特性がある。この熱のエネルギーが大きいために、建物内の空調などに熱を利用することができる。放出した水素を使って燃料電池で電力と熱を供給する以外に、水素吸蔵合金の排熱と吸熱を生かしてエネルギーの利用効率を高めることが可能になる。
清水建設は独自に開発した「スマートBEMS（ビル向けエネルギー管理システム）」を使って、水素貯蔵合金タンクと燃料電池を組み合わせた水素エネルギー利用システムを構築する。福島県の郡山市にある産総研の「福島再生可能エネルギー研究所」の構内に実証システムを設置する予定だ。
今年の秋までにシステムの設置を完了して、2018年3月まで実証運転を続ける。その結果をもとに実用レベルの水素エネルギー利用システムを開発して、東京オリンピック・パラリンピックが開催される2020年までに実際の建物や市街地に導入することを目指す。国が推進する水素社会を新しいシステムで広げていく。

国土交通省は６日、全国の空き家のうち、耐震基準を満たす賃貸住宅や戸建て住宅を活用し、子育て世帯や高齢者らが割安な賃料で入居できるための制度設計に乗り出す方針を固めた。近く有識者会議を立ち上げる。整備が進まない公営住宅に代わる低所得者向け居住インフラの確保と、空き家の有効活用の一挙両得を狙う。
低所得世帯向けの住宅では、各自治体が民間アパートより割安な公営住宅を整備しているが、自治体の財政難もあって管理戸数は減少傾向にある。東京都内では応募倍率（平成２５年度）が２３・６倍まで跳ね上がっており、家計が厳しくても高い家賃の支払いを余儀なくされている世帯も多い。
制度は増加傾向にある民間アパートの空室などを、不足する公営住宅の補完役として活用する構想。耐震性やバリアフリー化などの一定基準を満たす物件を対象に、比較的低所得の子育て世帯や高齢者などの入居を公募し、同条件の物件より実質的に安い賃料で入居できるよう、行政の家賃補助を受けられる仕組みにする案が有力。
近く立ち上がる有識者会議では、行政が公募対象に位置づける物件の基準項目や、家賃補助をする場合の水準、物件所有者が制度参加しやすくなるための優遇措置などを検討する。ただ、対象物件を広げれば入居世帯が増える半面、民業圧迫の可能性もあるほか、又貸しなどの不当利用を促しかねないため、慎重に議論を進める方針だ。
２８年度からの住生活基本計画案では、住宅確保が困難な世帯の居住安定確保に向けた新制度の必要性が明記されたほか、空き家の有効活用や撤去を推進。空き家数の増加ペースを１０年間で１００万戸抑える数値目標を掲げた。

経済産業省と独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)によると、水素・燃料電池関連の市場規模は、国内だけでも2030年に1兆円程度、2050年に8兆円程度に拡大すると試算されている。水素エネルギーの利活用技術の適用可能性は幅広く、燃料電池自動車や既に実用化段階にある家庭用燃料電池システムだけでなく、船舶や鉄道などを含む他の輸送分野、水素発電など、我が国のエネルギー消費分野の多くに対応し得る潜在的なポテンシャルがあるとされている。
今回、清水建設 <1803> は、国立研究開発法人産業技術総合研究所との共同研究として、施設内で使用する太陽光などの再生可能エネルギーの余剰電力を水素に代替して貯蔵し、必要に応じて放出・発電する水素エネルギー利用システムの研究開発に着手した。
共同研究では、水素を利用して再生可能エネルギーを効率よく貯蔵・利用でき、かつ水素社会に対応できる建物付帯型のコンパクトで安全な水素エネルギー利用システムの開発に取り組む。共同研究期間は2年間の予定で、今後、産業技術総合研究所の福島再生可能エネルギー研究所（FREA）を拠点に研究活動を推進する。
水素エネルギー利用システムとは、余剰電力で水を電気分解して水素を製造、水素吸蔵合金により水素を貯蔵、必要の都度、水素を放出させて酸素との化学反応により電気と熱を取り出すもの。水素貯蔵については、産業技術総合研究所が知見を蓄積してきた水素吸蔵合金をベースに合金材料や配合比の最適化を図り、最大で体積の1,000倍の水素を吸蔵するという合金の特性を最大限活かし、コンパクトかつ安全な貯蔵手段を確立。そのうえで、清水建設が開発したスマートBEMSにより、再生可能エネルギーの発電状況と建物の電力・熱需要を勘案して、水素の製造、貯蔵、放出等を制御する技術を確立する。
計画では、約2億5,000万円を投じて、2016年秋までに産業技術総合研究所の福島再生可能エネルギー研究所内に実証システムを構築し、2018年3月まで実証運転を行う。その後、実証運転で得た各種データをフィードバックしてスマートBEMS制御の水素エネルギー利用システムを完成させ、2020年までに建物、街区への導入を目指す。