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「高圧水素の最近の技術開発動向」(1) 総論:高圧水素技術の現状と展望:坂田興

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Academic year: 2021

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(1)

水素エネルギーシステムVo1.34,No.4(2009) 特 集

総論:高圧水素技術の現状と展望

坂 田 興

(財)エネルギー総合工学研究所 干105圃0073 東京都港区西新橋 1-14開2

Compressed Hydrogen Gas Technology

Present and Future Ko Sakata

The Institute of Applied Energy 1-14・2Nishishinbashi, Minato-ku, Tokyo

The present status of the energy issue has various challenges including global warming resulted from anthropologenic carbon emission. To achieve low carbon energy systems, one of the target areas is the transportation sector

where fossil fuels are almost exclusively used. Since fuel cell vehicles are considered a promising option

RD&D on fuel cells and hydrogen supply infrastructure have been extensively conducted where compressed hydrogen gas technology play an important role. In the following articles, the latest information and prospects are presented. Key words: gas

hydrogen

transport

storage エネルギーをめぐる現在の状況は、地球温暖化問題、 原油価格のボラティリティーの増大および地政学的な問 題などの影響を受けて、不確実性が極めて高い状態で推 移している。このうち、エネルギー需要に関しては、2

8 年の世界的な金融

1

百幾の影響を受けて一時的に緩和して いるが、中長期的な視点に立てば、課題解決に向けた決 定打が見出せない状態が継続している。 このような中で、今後のエネルギー供給および需要に 関して、先を見通すためのいくつかの取り組みがなされ ている。本年12月にはコペンハーゲ、ンで、国連気候変動枠 組み条約第15回締約国会議 (COP15) が開催され、温室 化ガスの排出削減に向けてポスト京都議定書の枠組みが 議論される予定である。しかし、そこでの議論の行方に 関しては予断を許さない状況である。また日本では政権 が交代し、新政権により2020年の温暖化ガス排出量を 19的年比25%削減するとの方針が打ち出された。一定の 国際的なインパクトを生み出しているが、具体的な取り 組みの道筋の提示は今後の課題である。一方、国際エネ ルギー機関白ternational

En

e邸T

Ag

ency、IEA)は、本年 11月10日にWorldEr時期T0ut1∞kを公表し、 「気温上昇 を20 Cに抑えるには低炭素エネルギー革命が必要jとのメ ッセージを明らかにした。 低炭素エネルギー革命を達成するシナリオのーっとし て、水素エネルギーシステムの大規模な導入が議論され ている。その論拠は、水素エネルギーシステムは、利用 段階で二酸化炭素を排出しないとし1う決定的な利点を持 つが、そのほかに、化石資源のような賦存地域の偏りが 少ないことが期待でき、さらに電力との互換性を有する などのすぐれた制敷を持っていることである。 世界の部門別二酸化炭素排出量の内訳は2

4年にお いて、発電・送電部門37.9%、運輸部門21.5%、産業部門 21.2%、民生部門 12.9%、その他6.5%である [1]0 特に運 輸部門は、ガソリンおよび軽油とし1う石油系燃料の占有 率が他の利用分野に比較して極めて高いため、二酸化炭 素排出削減のターゲ、ツトとして注目を集めている。この 運輸部門においては、二酸化炭素排出量を低減する技術 の有力なオプションとして、燃料電池自動車 (F'αT)が 注目されている。 2

(2)

-水素エネルギーシステムVo1.34,No.4(2009)

Fαr

は技術開発および技術実証段階にある技術である。 駆動力の源泉となる発電設備として固体高分子形燃料電 池を想定し、そのための燃料として高純度水素を想定し ている。水素の燃料としての発熱量を、他の燃料の発熱 量とともに下表にまとめた。水素の特徴は単位重量あた りの発熱量は多いものの、単位気体体積当たりの発熱量 は天然ガスの約三分のーである。

Fαr

の航続

E

間住を確保 するためには、 FCV~ こ搭載する気体水素は、 35MPa,

70MPa

などの高圧での貯蔵が必要となる。これを受けて、 我が国をはじめ各国で、

FCV

および

Fα7

のための水素供 給インフラストラクチャーの検討が産学官により精力的 に行われており、大きな成果をあげつつある。 水素燃料と他の燃料の発熱量の違い (高位発熱量)同 燃料 体積エネルギー密 重量エネルギー密 度 制J/m3) 度。日Ikg) 水素ガス

1

2

1

4

2

天然ガス

3

9

5

4

.

5

液体水素

1

0

,α)()

1

4

2

ガソリン

3

4

6

4

9

今回の特集においては、高圧水素の他の水素系燃料と の比較、高圧水素の物性、高圧水素容器、水素脆性、高 圧水素の用途、および高圧水素の安全性、高圧水素施設 を取り上げる。し吋止れも最先端の技術開発を担う気鋭の 執筆者による最新の情報の提供である。本特集が、読者 諸兄姉の技術開発活動の一助となることを期待している。 参考文献 1. (財)エネルギー総合工学研究所ホームページ、“Cool Earthエネルギー革新技術シートおよび解説"、 p4、 2

8年3月 2.水素エネルギー協会編、“水素エネルギー読本"、 p80、 (2

7年オーム社) 3 -特 集

参照

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