今後、実環境下で4000時間の連続運転を実施へ 日立造船、固体酸化物形燃料電池について業界トップクラス52％超の発電効率を達成

• 2018/03/03
• Motor Fan illustrated編集部

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日立造船はNEDO事業において、固体酸化物形燃料電池（SOFC）を大阪市の花博記念公園鶴見緑地内にある「咲くやこの花館」に設置し、実証実験を行った結果、業界トップクラスとなる発電効率52％超を2月6日に達成した。今後、実負荷環境下で耐久性評価に必要な4000時間の連続運転を行ない、本装置の安全性や信頼性の評価を行なう予定だ。

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NEDOは、燃料電池の普及促進・市場拡大を図るために、業務・産業用燃料電池システムの実用化に向けた取り組みを進めてきた。NEDO事業の助成先の日立造船株式会社が開発した業務・産業用固体酸化物形燃料電池（SOFC）発電装置を、大阪市建設局管理施設である花博記念公園鶴見緑地内の「咲くやこの花館」の設備棟前に設置し、1月26日から実証実験を開始した。

その結果、業界トップクラスとなる発電効率が52％超（モノジェネレーション実証）を2月6日に達成した。この効率は、発電に必要な補機動力を加味したAC送電端効率である。実証実験の実施にあたっては、大阪市の協力を得ている。この装置は電気と熱の両方の供給が可能な仕様だ。電気と熱の両方を供給することを一般的にコージェネレーションと呼ぶ。本装置は、初期発電効率52％超、熱回収効率38％で、総合エネルギー効率90％超のコージェネレーションの能力を有しているが、「咲くやこの花館」の設備棟前にて実施する実証試験においては、電気のみを供給する実証を行なう。電気と熱を供給するコージェネレーションに対して、電気だけを供給することをモノジェネレーションと呼ぶ。

今回の実証装置は、メタンを主成分とする都市ガスを改質して得た水素を燃料とした小型分散型電源でエネルギー効率が高く、省エネルギー性に優れたシステムであり、低騒音・低振動・CO2排出量削減の面で高い環境性が期待される。今後、実負荷環境下で耐久性評価に必要な4000時間の連続運転を行ない、本装置の安全性や信頼性の評価、および設備導入によるメリットを確認する予定だ。

なお、この実証実験は、日立造船と大阪市が、先進的な水素プロジェクトの創出をめざす大阪府および大阪市の共同の取り組みである「H2Osakaビジョン推進会議」に参画して進めるものだ。大阪府および大阪市は、燃料電池を分散電源として導入し、将来のエネルギーの有効利用手段として、必要な製品と位置付けている。咲くやこの花館での実証実験は、今回のNEDO事業において、地方独立行政法人大阪産業技術研究所に続き、2サイト目の実証事業となる。

今回の実証事業の内容

（1）装置名：業務・産業用固体酸化物形燃料電池（SOFC）発電装置
（2）装置の仕様：
◦ a.　使用燃料　都市ガス13A（主成分はメタン）（中圧供給にて実証）
◦ b.　定格出力　20kW級
◦ c.　発電効率　52％超　（AC送電端効率、総合エネルギー効率90％超）
◦ d.　本体寸法　幅2.2m×長さ4.3m×高さ2.8m（換気フード、排気管除く）
（3）装置の特長：
◦ a.　省エネルギー（小型分散型電源で高いエネルギー効率）
◦ b.　高環境性（クリーン、低騒音、低振動、CO2排出量削減）
（4）期間：
2017年12月1日～2019年3月末日、または目標運転時間到達日
実証実験は2018年1月26日に開始
（5）実証場所：
花博記念公園鶴見緑地内　咲くやこの花館の設備棟前
（6）実証内容：
都市ガス13A、中圧ガス供給での実負荷環境下において、4000時間以上の連続運転を行い、安全性や信頼性の評価、および設備導入によるメリットを確認する。

今後の予定

日立造船は、業務・産業用固体酸化物形燃料電池（SOFC）発電装置について、市場規模・採算性を考慮し、20～数百kWまでの食品スーパー、コンビニ、オフィスビル、集合住宅などを対象とした2018年度内の市場導入を目標に開発を進めている。また、小型化、分割搬入可能な形状構造化、および災害時の防災電源化に向けて開発実証中だ。今後、実負荷環境下で耐久性評価に必要な4000時間の連続運転を行ない、安全性や信頼性の評価を行なう。