⑤移動式
図 4.2.1-17 青梅水素ステーション(移動式)、都市ガス改質方式
表 4.2.1-19 青梅水素ステーション(移動式)、都市ガス改質方式 水素 1 kg(Fuel Tank)あたりのステーション投入エネルギ
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
表 4.2.1-20 移動式
エネルギ効率%
ステーション名 設備方式
LHV(HHV) 青梅 都市ガス改質 28.4 (30.5)
(3)実証水素ステーションのエネルギ効率改善
実証水素ステーション毎に、技術検討や運転条件最適化を実施し、エネルギ効率を改善 した。高温石油改質の場合、S/C(水蒸気(Steam)と原料中の炭素(Carbon)のモル比)
の低減や PSA 切替時間の最適化により、水電解の場合、水素発生機の運転圧力の増加によ り、それぞれ効率改善を達成することができた。結果の一例を表 4.2-7 に示した。効率評 価結果は、改善後の効率(複数ある場合は最終値)を採用した。
表4.2.1-21 実証水素ステーションのエネルギ効率改善事例
エネルギ効率%LHV(HHV) ステーション 実施年度
改善前 改善後
改善内容
H15 - 54.8(59.8) ・ユーティリティ消費電力の低 減
H16 54.8(59.8) 56.8(62.0) ・S/C 低減による、ヒートロスの 横浜・大黒 低減
H17 56.8(62.0) 58.7(64.1) ・PSA 切替時間の最適化による水 素回収率向上
H16 53.8(58.9) 55.6(60.8) ・S/C 低減 横浜・旭
H17 55.6(60.8) 60.4(66.2) ・S/C 低減
・燃料制御の改善
秦野 H17 53.8(60.3) 54.6(61.1)
・S/C 低減
・PSA 切替時間の最適化による水 素回収率向上
相模原 H17 60.1(70.5) 60.9(71.4) ・水素発生機の運転圧力増加
(4)振り返り
・実証水素ステーションの運用結果を用いて、12 ステーション全てのエネルギ効率を算出 した。さらに水素製造プロセス技術の検討や、装置運転条件の最適化を検討し、エネルギ 効率の改善を実施した。
・実証ステーションのエネルギ効率結果一式(Charge Tank to Fuel Tank)を効率検討 WG に提供し、総合効率(Well to Wheel)データの算出に貢献した。
・実証水素ステーション毎に、オンサイト改質方式、水電解方式、高圧水素貯蔵方式、オ フサイト方式、液体水素貯蔵方式、移動式の 6 つの改質方式毎に分類した。
・今回得られたエネルギ効率結果は、各種条件下で得られたデータであるため、データの みが一人歩きしないように、データの公開方法には十分な注意を払った。各ステーション のエネルギ効率値が、単なるエネルギ効率データのみで比較されないように、比較する意 味のあるもので分類した後、表にまとめた。またエネルギ効率が低い場合は、その理由や 補足説明を加えた。
4.2.2 実用化水素ステーションの試設計
経済産業省資源エネルギー庁によって策定された、水素エネルギ社会に向けたシナリオ
(表 4.2.2-1)を参考に、平成 16〜17 年度の期間、実用化段階水素ステーションのエネル ギ効率試設計を実施した。平成 17 年度後半には、水素製造コストの検討も一部実施した。
表 4.2.2-1 水素エネルギ社会に向けたシナリオ
2010 年 2020 年 2030 年
導入台数 5 万台 500 万台 1500 万台 水素需要 約 4 万t 約 58 万t 約 151 万t 水素ステーション数 約 500 ヶ所 約 3500 ヶ所 約 8500 ヶ所
水素車載量 3 kg 5 kg 7 kg
車載高圧水素タンク 35 MPa 70 MPa - 総合資源エネルギー調査会需給部会(平成 16 年 4 月 12 日)資料より
(1)実用化水素ステーションの定義
実用化段階水素ステーション(水素供給能力は 300 m3(nor))を対象に、2010 年に実用 可能な技術を想定した試設計条件を決定した。試設計に必要な共通数値項目として、基本 条件、プロセス系共通化仕様を設定した。
表 4.2.2-2 H16 年度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)
項目 H16 年度試設計値
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]
ステーション 試設計 基本条件
平均充填台数 10 台/h
圧力 0.77 MPa
温度 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 75%
(2)平成16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 16 年度は、オンサイトの場合は定格運転時、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。ここで CO2排出量は、各ステ ーションの投入エネルギ(原料、燃料等)原単位と、それぞれの CO2排出係数*を用いて、
炭素収支から計算した結果であり、電力発生分は考慮していない。
* H15 年度「JHFC 総合効率検討結果」中間報告書 15 ページ記載の表 3-2 の”発熱量および CO2原単位の一覧”中 CO2排出係数を使用
実用化段階モデル(H16 年度)
図 4.2.2-1 脱硫ガソリン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(H16 年度)
表 4.2.2-3 脱硫ガソリン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)