kg-CO2/kg) 電気 6.08 kWh 21.9 MJ 0 kg
(水素ガスの条件 : 温度 25 ℃ 、圧力 35 MPa)
エネルギ効率η= 61.8 % (LHV)
68.2 % (HHV)
CO2 排出量:13.3 kg-CO2/kg-H2
* CO2の算出は、炭素収支から計算(電力発生分は含まない)
※ユーティリティ電力は水素製造装置に含む
・計装空気ユニット
・純水製造ユニット
・冷却水ポンプ
・燃焼空気ブロア
・原料ポンプ
■主要電力消費機器 ※ユーティリティ電力は水素製造装置に含む
・計装空気ユニット
・純水製造ユニット
・冷却水ポンプ
・燃焼空気ブロア
・原料ポンプ
■主要電力消費機器
水素供給量: 27.0 kg/h [300 m
3(nor)/h ] 圧縮機
ディスペンサ
蓄ガス設備
水素製造装置35 MPa
電力量 71.2
kW電力量 93.0
kWFCV
灯油114 kg/h
4.96 GJ/h(LHV)
5.31 GJ/h(HHV)
灯油灯油
定格運転 試設計値 定格運転 試設計値
実用化段階モデル(H16 年度)
図 4.2.2-7 高圧水素貯蔵方式水素ステーション、ワンサイクル運転(1d)試設計値
実用化段階モデル(H16 年度)
表 4.2.2-9 高圧水素貯蔵方式水素ステーション、ワンサイクル運転(1d)試設計値 水素 1 kg(Fuel Tank)あたりのステーション投入エネルギと CO2排出量
投入エネルギ原単位 投入エネルギ
の種類
投入エネルギ別
原単位 LHV HHV
CO2排出量*
(CO2排出係数) 19.6 MPa
水素 1.00 kg 126 MJ 148 MJ 0 kg 電気 3.74 kWh 13.4 MJ 0 kg 水素ガスが保有するエネルギ: 127 MJ/kg(LHV)、149 MJ/kg(HHV)
(水素ガスの条件 : 温度 25 ℃ 、圧力 35 MPa)
エネルギ効率η= 91.1 %(LHV)
92.3 %(HHV)
CO2排出量:0 kg-CO2/kg-H2
* CO2の算出は、炭素収支から計算(電力発生分は含まない)
水素供給量: 351 kg/d [3900 m
3(nor) /d]
圧縮機
300 m3(nor)/h 0.6 MPa吸入圧
ディスペンサ
蓄ガス設備
40 MPa
水素トレーラ
19.6 MPa トレーラ×2台
35 MPa
FCV
高圧水素351 kg/d
44.2 GJ/d(LHV)
52.0 GJ/d(HHV)
電力量 1313
kWh/dワンサイクル運転(1d)
試設計値 ワンサイクル運転(1d)
試設計値
実用化段階水素ステーションの場合輸送された19.6 MPa水素ガスは残圧0.7MPaまで利用する
実用化段階モデル(H16 年度)
図 4.2.2-8 液体水素貯蔵高圧水素供給方式水素ステーション、ワンサイクル運転(1d)試設計値
実用化段階モデル(H16 年度)
表 4.2.2-10 液体水素貯蔵高圧水素供給方式水素ステーション、ワンサイクル運転(1d)試設計値 水素 1 kg(Fuel Tank)あたりのステーション投入エネルギと CO2排出量
投入エネルギ原単位 投入エネルギ
の種類
投入エネルギ別
原単位 LHV HHV
CO2排出量*
(CO2排出係数) 液体水素 1.01 kg 121 MJ 143 MJ 0 kg
LPG
(補助燃料) 0.48 kg 21.9 MJ 23.8 MJ 1.43kg(3.00 kg-CO2 / kg) 電気 7.20 kWh 25.9 MJ 0 kg 水素ガスが保有するエネルギ: 127 MJ/kg(LHV)、149 MJ/kg(HHV)
(水素ガスの条件 : 温度 25 ℃ 、圧力 35 MPa)
エネルギ効率η= 75.4 %(LHV)
77.4 %(HHV)
CO2排出量:1.43 kg-CO2/kg-H2
* CO2の算出は、炭素収支から計算(電力発生分は含まない)
ディスペンサ
計装電力量 33.4 kWh/d
電力量 123 kWh/d 液体水素
353 kg/d
42.3 GJ/d(LHV) 50.1 GJ/d(HHV)
ポンプ 蒸発器
液体水素 貯蔵
回収装置 水素126 kg/d
ボイルオフガス
水素供給量:351 kg/d[3900 m3(nor)/d]
ローリ
LPG 168 kg/d 圧縮他電力量
2369 kWh/d
35 MPa
FCV
ワンサイクル運転(1d)
試設計値 ワンサイクル運転(1d)
試設計値
実証水素ステーションでは高圧水素と液体水素の両方を供給しているが、実用化段階モデルは 高圧水素供給のみを対象としている。両者の設計条件は異なる。
クールダウンロス
水素回収の ための加熱用
(3)平成17年度試設計条件による実用化水素ステーションエネルギ効率試算
平成 17 年度は、オンサイトの場合は定格運転時およびワンサイクル条件時、オフサイト の場合はワンサイクル条件時の場合につき、各設備方式のエネルギ効率試算を実施した。
平成 17 年度試設計条件では、平成 16 年度試設計条件に比べ、さらに高いエネルギ効率 となるように、共通数値項目を決定した。主な変更点は、2010 年に実用化が想定される技 術を採用し、適用法規類が緩和されるものとして、試設計条件を実施した。
一例として、炭化水素原料を用いたオンサイト高温改質の試設計共通項目を、表 4.2.2-11 に示した。さらにオンサイト型ステーションにおけるワンサイクル評価のため、想定した 運転パターンを図 4.2.2-9 に示した。
表 4.2.2-11 試設計における共通項目(炭化水素原料を用いたオンサイト高温改質の場合)
試設計値
項目
H17 年度 H16 年度 水素製造能力 27.0 kg/h [300 m3(nor)/h]
ステーション営業時間 13 h/d
一日当たりの供給量 351 kg/d [3900 m3 (nor)/d]
年間営業日数 350 d
運転のワンサイクル 1 d(24 h)
年間水素総供給量 123 t/年 [1365000 m3 (nor)/年]
車載水素タンク圧力 35 MPa
平均充填量 2.7 kg/台 [30 m3 (nor)/台]
平均充填台数 10 台/h
ステーション 試設計 基本条件
最大充填台数 20 台/h -
圧力 1.1 MPa 0.77 MPa 温度 790 ℃ 800 ℃
改質炉
S/C 3 (都市ガス改質は 2.5)
プロセス系 試設計 共通化項目
PSA 水素回収率 80% 75%
図 4.2.2-9 運転のワンサイクルパターン
(炭化水素原料を用いたオンサイト高温改質の場合)
オンサイト型ステーションにおける運転のワンサイクルは、より高効率になるよう検討 した結果、図 4.2.2-9 に示すように、水素製造装置を運転する場合、熱間待機運転(ホッ トスタンバイ運転)起動方式が採用されている。
0 6 12 18 24
0 5 10 15 20
時間当たりの充填台数
0 50 100 150 200 250 300 350
営業時間内
水素製造量
(m3(nor)/h)
ホットスタンバイ ホットスタンバイ
時
実用化段階水素ステーションエネルギ効率推算結果(H17 年度設計条件による)
実用化段階モデル(H17 年度)
図 4.2.2-10 ナフサ改質方式水素ステーション、定格運転試設計値
実用化段階モデル(H17 年度)
表 4.2.2-12 ナフサ改質方式水素ステーション 定格運転試設計値 水素 1 kg(Fuel Tank)あたりのステーション投入エネルギと CO2排出量
投入エネルギ原単位 投入エネルギ
の種類
投入エネルギ別
原単位 LHV HHV
CO2排出量*
(CO2排出係数) ナフサ 4.03 kg 179 MJ 193 MJ 12.4 kg (3.08
kg-CO2/kg) 電気 4.52 kWh 16.3 MJ 0 kg 水素ガスが保有するエネルギ: 127 MJ/kg(LHV)、149 MJ/kg(HHV)
(水素ガスの条件 : 温度 25 ℃ 、圧力 35 MPa)
エネルギ効率η= 65.0 % (LHV)
71.0 % (HHV)
CO2排出量:12.4 kg-CO2/kg-H2
* CO2の算出は、炭素収支から計算(電力発生分は含まない)
※ユーティリティ電力は水素製造装置に含む
・計装空気ユニット
・純水製造ユニット
・冷却水ポンプ
・燃焼空気ブロア
・原料ポンプ
■主要電力消費機器 ※ユーティリティ電力は水素製造装置に含む
・計装空気ユニット
・純水製造ユニット
・冷却水ポンプ
・燃焼空気ブロア
・原料ポンプ
■主要電力消費機器
水素供給量: 27.0 kg/h [300 m
3(nor)/h ] 圧縮機
ディスペンサ
蓄ガス設備
水素製造装置35 MPa
電力量 35.0
kW電力量 88.0
kWFCV
ナフサ109 kg/h
4.83 GJ/h(LHV)
5.22 GJ/h(HHV)
ナフサ ナフサ
定格運転 試設計値 定格運転 試設計値
実用化段階モデル(H17 年度)
図 4.2.2-11 ナフサ改質方式水素ステーション ワンサイクル運転(1d)試設計値
実用化段階モデル(H17 年度)
表 4.2.2-13 ナフサ改質方式水素ステーション ワンサイクル運転(1d)試設計値 水素 1 kg(Fuel Tank)あたりのステーション投入エネルギと CO2排出量
投入エネルギ原単位 投入エネルギ
の種類
投入エネルギ別
原単位 LHV HHV
CO2排出量*
(CO2排出係数) ナフサ 4.52 kg 201 MJ 217 MJ 13.9 kg(3.08 kg
-CO2/kg) 電気 5.39 kW 19.4 MJ 0 kg 水素ガスが保有するエネルギ: 127 MJ/kg(LHV)、149 MJ/kg(HHV)
(水素ガスの条件 : 温度 25 ℃ 、圧力 35 MPa)
エネルギ効率η= 57.7 % (LHV)
63.0 % (HHV)
CO2排出量:13.9 kg-CO2/kg-H2
* CO2の算出は、炭素収支から計算(電力発生分は含まない)
※ユーティリティ電力は水素製造装置に含む
・計装空気ユニット
・純水製造ユニット
・冷却水ポンプ
・燃焼空気ブロア
・原料ポンプ
■主要電力消費機器 ※ユーティリティ電力は水素製造装置に含む
・計装空気ユニット
・純水製造ユニット
・冷却水ポンプ
・燃焼空気ブロア
・原料ポンプ
■主要電力消費機器
水素供給量: 372 kg/d [4137 m
3(nor)/d ] 圧縮機
ディスペンサ
蓄ガス設備
水素製造装置35 MPa
電力量 782
kWh/d電力量 1223
kWh/dFCV
ナフサ1682 kg/d
74.73 GJ/d(LHV)
80.74 GJ/d(HHV)
ワンサイクル運転(1d)
試設計値 ワンサイクル運転(1d)
試設計値
ナフサナフサ
実用化段階モデル(H17 年度)
図 4.2.2-12 メタノール改質方式水素ステーション、定格運転試設計値
実用化段階モデル(H17 年度)
表 4.2.2-14 メタノール改質方式水素ステーション 定格運転試設計値 水素 1 kg(Fuel Tank)あたりのステーション投入エネルギと CO2排出量
投入エネルギ原単位 投入エネルギ
の種類
投入エネルギ別
原単位 LHV HHV
CO2排出量*
(CO2排出係数) メタノール 6.83 kg 136 MJ 155 MJ 9.36 kg(1.37
kg-CO2 / kg) 燃料
都市ガス 0.35 kg 17.2 MJ 19.0 MJ 0.98 kg(2.79 kg-CO2 / kg) 電気 3.37 kWh 12.2 MJ 0 kg 水素ガスが保有するエネルギ: 127 MJ/kg(LHV)、149 MJ/kg(HHV)
(水素ガスの条件 : 温度 25 ℃ 、圧力 35 MPa)
エネルギ効率η= 76.6 % (LHV)
79.8 % (HHV)
CO2 排出量:10.3 kg-CO2/kg-H2
* CO2の算出は、炭素収支から計算(電力発生分は含まない)
・計装空気ユニット
・計装電源
・冷却水ポンプ
・原料ポンプ
■主要電力消費機器 ※ユーティリティ電力は水素製造装置に含む
・計装空気ユニット
・計装電源
・冷却水ポンプ
・原料ポンプ
■主要電力消費機器 ※ユーティリティ電力は水素製造装置に含む
水素供給量: 27.0 kg/h [300 m
3(nor)/h ] 圧縮機
ディスペンサ
蓄ガス設備
水素製造装置35 MPa
電力量 73.5 kW
FCV
メタノール184 kg/h
4.14 GJ/h(LHV)
4.71 GJ/h(HHV)
都市ガス 9.6 kg/h 電力量
17.9 kW
メタノール メタノール
定格運転 試設計値 定格運転 試設計値
実用化段階モデル(H17 年度)
図 4.2.2-13 メタノール改質方式水素ステーション、ワンサイクル運転(1d)試設計値
実用化段階モデル(H17 年度)
表 4.2.2-15 メタノール改質方式水素ステーション ワンサイクル運転(1d)試設計値 水素 1 kg(Fuel Tank)あたりのステーション投入エネルギと CO2排出量
投入エネルギ原単位 投入エネルギ
の種類
投入エネルギ 別
原単位 LHV HHV
CO2排出量*
(CO2排出係数) メタノール 6.93 kg 138 MJ 157 MJ 9.49 kg(1.37 kg
-CO2 / kg) 燃料
都市ガス 0.44 kg 21.1 MJ 23.4 MJ 1.20 kg(2.79 kg -CO2 / kg) 電気 3.70 kWh 13.3 MJ 0 kg 水素ガスが保有するエネルギ: 127 MJ/kg(LHV)、149 MJ/kg(HHV)
(水素ガスの条件 : 温度 25 ℃ 、圧力 35 MPa)
エネルギ効率η= 73.7 % (LHV)
76.8 % (HHV)
CO2排出量:10.7 kg-CO2/kg-H2
* CO2の算出は、炭素収支から計算(電力発生分は含まない)
・計装空気ユニット
・計装電源
・冷却水ポンプ
・原料ポンプ
■主要電力消費機器 ※ユーティリティ電力は水素製造装置に含む
・計装空気ユニット
・計装電源
・冷却水ポンプ
・原料ポンプ
■主要電力消費機器 ※ユーティリティ電力は水素製造装置に含む
水素供給量: 374 kg/d [4154 m
3(nor)/d ] 圧縮機
ディスペンサ
蓄ガス設備
水素製造装置35 MPa
電力量 1027 kWh/d メタノール
2589 kg/d
51.52 GJ/d(LHV)
57.77 GJ/d(HHV)
都市ガス 160 kg/d 電力量
357 kWh/d
ワンサイクル運転(1d)
試設計値 ワンサイクル運転(1d)
試設計値
メタノール メタノール