周辺技術（水素液化貯蔵システム）の研究開発
委託先：川崎重工業株式会社 再委託：新日鐵住金株式会社 背景
地球温暖化等の課題に対し 再生可能エネルギー導入・普及が求められている 再生
委託先：川崎重工業株式会社、再委託：新日鐵住金株式会社
地球温暖化等の課題に対し、再生可能エネルギ 導入・普及が求められている。再生 可能エネルギー普及とともに余剰電力量も増大し、海外の大規模再生可能エネルギー 適地等の再生可能エネルギーを水素等に変換して輸入する技術が必要となっている。
目的
水素生成量の変動に対応可能な大型高効率液化システム 断熱性に優れた大型液 水素生成量の変動に対応可能な大型高効率液化システム、断熱性に優れた大型液 体水素タンク等からなる水素液化貯蔵システムを開発し、国内外の再生可能エネル ギーの大規模利用を可能とすることで、炭酸ガス排出削減とエネルギーセキュリティの 確保 生 能 ネ ギ 適地等 経済発 献する
確保、再生可能エネルギー適地等の経済発展に貢献する。
研究体制 研究体制
周辺技術（水素液化貯蔵システム）の研究開発 ＮＥＤＯ殿
研究開発責任者(ﾌﾟﾛｼﾞｪｸﾄﾘｰﾀﾞｰ) 再委託
川崎重工業（株） 新日鐵住金（株）
研究開発責任者(ﾌ ﾛｼ ｪｸﾄﾘｰﾀ ｰ) 産業技術総合研究所 後藤新一様
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再委託
研究スケジュール
年度 H25 26 27
年度 H25 26 27
(A)水素液化システム
・負荷変動対応 負 変動
再生可能エネルギー対応、負荷変動動特性解析 負荷変動課題明確化・高効率システム開発 (B)液体水素タンク
大型断熱タ ク技術
予冷システム、高効率リサイクル圧縮機検討 全体プロセス検討 1000m3タンク内槽製作 1000m3タンク外槽製作、3000m3タンク成立検討
・大型断熱タンク技術
・液体水素用新鋼材
(C1)液体水素ポンプ
軸受 絶縁材料 移送試験低レアメタルステンレス鋼の開発(材料特性,破壊靱性) 溶接特性調査 200m3/hポンプ検討 真空断熱試験
(C1)液体水素ポンプ (C2)ﾎﾞｲﾙｵﾌ水素圧縮機 (D)水素ポテンシャル
軸受、絶縁材料、移送試験 200m3/hポンプ検討 インペラ検討 3000m3/h機検討
大規模再生可能エネルギー適地等の調査
開発目標 開発項目 実施内容
(D)水素ポテンシャル
大規模再 可能 ギ 適 等 調開発目標・開発項目・実施内容
平成34年度（2022年度）までに水素生成量の変動に対応可能な大型（50～100t/day）
高効率液化システム 断熱性に優れた大型（50 000m
3級）液体水素タンク等からなる水 高効率液化システム、断熱性に優れた大型（50,000m 級）液体水素タンク等からなる水 素液化貯蔵システムの基盤技術を開発する。中間年度の平成27年度末までの実施内
容は以下の通り 2
・液化容量1t/day以上、液化効率20%程度の水素液化システムを試作・開発して高効率 化、大型化への課題と解決策を明確化する。また水素製造量の時間変動がシステムに 及ぼす影響を把握し、技術課題を明確化する。
・3,000m
3級液体水素タンクシステムに使用可能な十分な耐久性を有する断熱材料（熱 伝導率0.01W/m･K以下）を開発する。
伝導率0.0 W/m K以下）を開発する。
・容量200m3/h以上、ポンプ効率50%以上の液体水素ポンプ（揚程260ｍ程度） 、容量3,0 00m3/h、効率60%以上のボイルオフ水素圧縮機（入口圧力110kPaA,入口温度30K,出口 圧力200kPaA程度）を可能とする技術を開発する
圧力200kPaA程度）を可能とする技術を開発する。
平成25年度研究成果
（ ）水素液化シ テムの開発
（Ａ）水素液化システムの開発
液化窒素（７７Ｋ）レベルの冷凍サイクルプロセス検討 液化機本体の動特性解析およびレシプロ多段圧縮 高効率リサイクル圧縮機の検討実施
（Ｂ）液体水素タンクシステムの開発
真空断熱材のパラメータを変えて断熱性能を取得 真空断熱材 ラ タを変 断熱性能を取得 1,000m
3タンク試験設備の断熱材施工性確認 タンク試験設備の溶接部の非破壊検査実施
タンク支持部（サドル）の成立を構造解析で確認 図１ 1 000m
3タンク試験設備 タンク支持部（サドル）の成立を構造解析で確認
ニッケル量を低減した新鋼材の液体水素中での 引張特性取得
図１ 1,000m タンク試験設備
（直径9m,長さ15m）
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（Ｃ）液体水素ポンプ、ボイルオフ水素圧縮機
浸漬型液体水素ポンプを試作し 液体水素の移送確認 浸漬型液体水素ポンプを試作し、液体水素の移送確認
極低温の水素の物性を考慮したボイルオフ水素圧縮機インペラ形状案を決定
今後の開発課題
（Ａ）水素液化システムの開発
プロセス検討による効率改善把握 動特性解析による負荷変動の課題明確化 プロセス検討による効率改善把握、動特性解析による負荷変動の課題明確化
（Ｂ）液体水素タンクシステムの開発
1,000m
3タンク試験設備の外槽製作、大型タンクが構造的に成立することを確認 液体水素 新鋼材 破壊靭性 び溶接部 材料特性 得
また、液体水素用新鋼材の破壊靭性および溶接部の材料特性取得
（Ｃ）液体水素ポンプ、ボイルオフ水素圧縮機
ポンプ絶縁材料の耐久性把握、流体解析による極低温水素圧縮の課題明確化
（D）水素ポテンシャル調査
エネルギー輸出国数か国における水素のポテンシャル調査実施
まとめ
期初目標をほぼ達成、開発初年度として着実な取り組みができたと思われる。
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水素利用等先導研究開発事業／エネルギーキャリアシステム調査・
研究／エネルギーキャリアシステムの経済性評価と特性解析
目的
委託先：（一財）エネルギー総合工学研究所
水素を効率的に貯蔵・輸送等できるエネルギーキャリアについて、従来プロセスとの 比較検討等、エネルギー効率あるいは経済性の飛躍的向上が期待できる新規プロ セスの有効性を確認する解析評価研究を行い、そのプロセスを含むシステムの特性 セスの有効性を確認する解析評価研究を行い、そのプロセスを含むシステムの特性 解析を行い、システム全体の性能・経済性、開発課題、開発目標を把握する。
研究体制 研究体制
経済産業省 エネルギー総合工学研究所
エネルギーキャリアシステム調査・研究
／エネルギーキャリアシステムの経済
委託 (注)「エネルギーキャリア
システム調査・研究」の他 の委託事業と連携する NEDO
経済 性評価と特性解析
研究開発等責任者：坂田 興
開発項目
①汎用フレームワークの構築
②経済性評価・特性解析
③開発課題、開発目標の把握
「NEDO燃料電池・水素技術開発 平成２５年度成果報告シンポジウム」 2014年9月17日
③開発課題、開発目標 把握
実施内容例 ｴﾈﾙｷﾞｰｷｬﾘｱｼｽﾃﾑ一般化ﾌﾛｰ
-規模、空間的広がりと構成ﾌﾟﾛｾｽ-輸送
H
国外 大規模
キャリア 製造/再生
脱水素等 ｷｬﾘｱ形態変換
最終消費 (電力・熱) 輸送
(海上・長距離) 貯蔵 (積荷・揚荷)
再
H
大規模
貯蔵 輸送 (ﾊﾟｲﾌﾟﾗｲﾝ)
国内
再 生可能 エ
(ﾊ ｲﾌ ﾗｲﾝ)国内大規模
長時間貯蔵
エ ネル ギ ー
国内でRE起源 ｴﾈﾙｷﾞｰ消費割
＋輸送 ｷｬﾘｱの形態変換
を行う場合も
国内 RE比率高
ー ( Ｒ
ドキュメント内
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