第103号 家庭用SOFCコージェネシステムの開発
Arranged by T. HOMMA
1.国家的施策
2.国際標準化活動
3.地方自治体における施策
4.MCFC事業展開
5.SOFCに関する研究活動
6.PEFC要素技術の研究開発
7.家庭用PEFCの開発と事業展開
8.改質および水素生成技術
9.FCV最前線
10.水素供給ステーションの建設
11.マイクロFCの開発と応用
12.FCを利用した新エネルギーシステム
13.新燃料の開発
14.FCおよび水素関連計測技術
15.FC関連市場予測
・A POSTER COLUMN
1.国家的施策
(1)経産省
経済産業省は、FCの開発に中小企業の参画を支援する取り組みを始める。FCメーカーが必要とする部品や加工技術を具体的なリストとして作成し、それを製造する技術のある中小企業に手を挙げさせ、共同開発や受注が実現するように後押しする。更に海外メーカーとの交流支援も実施する。まず05年3月までに、FCメーカーが求める部品(水ポンプ、電磁弁、流量制御弁、各種センサーなど)について、具体的な仕様を示したリストを作成、中小企業に配布してチャレンジする意欲のある企業を集める。(日刊工業新聞04年11月12日)

(2)国交省
国土交通省は、道路運送車両の保安基準の1部改正に伴うパブリック・コメントを募集する。圧縮水素を燃料とするFCVの安全・環境基準を定めるためである。(日刊自動車新聞04年11月17日)  
2.国際標準化活動
 日本電気工業会(JEMA)は、携帯機器用小型(マイクロ)FCの国際標準に向けた活動に力を入れている。経済産業省とNEDOから調査研究の委託を受け、国際標準に日本の意見・提言を反映させるために活動を強化している。FCの国際標準は、IECの中のIEC/TC105とその作業部会(WG)で議論されている。マイクロFCは専門に議論するWGが無かったが、日本からの強い働きかけがあり、03年にWG7(ポータブルFC)からマイクロFCを分離することが承認された。これを受けて作業部会WG8(安全性)、WG9(性能試験法)、WG10(互換性)が順次発足した。WG10は日本が主査を引き受けている。04年6月にはIEC/TC105の第5回全体会議が東京で開かれた。(電波新聞04年11月1日)  
3.地方自治体における施策
 滋賀県は、太陽光、小水力、バイオマスなど再生可能エネルギーの開発・導入を目指した“しが新エネルギー導入戦略プラン”を策定した。新エネルギー導入量の目標は、原油換算で18万6,000kL(2010年度)、約24万トンのCO2削減を見込んでいる。新規に取り組むFCは1万5,800kLの容量である。(電気新聞04年11月15日)  
4.MCFC事業展開
 アメリカのFCEと丸紅は11月4日、韓国の鉄鋼大手ポスコと提携し、韓国にMCFC発電設備を輸出する計画を発表した。韓国は2012年までに発電用FCを大量導入する方針で、3社は確実に事業機会が広がると判断した。(日本経済新聞04年11月5日)  
5.SOFCに関する研究活動
(1)東邦ガス
東邦ガスは、開発中のSOFCを使ったコージェネレーションシステムを愛知万博に持ち込み、実証運転を行う。このSOFCは、03年9月に試験を始めた発電容量1kW級1号機を改良した機種で、体積は約40%減、発電効率は24%から45%に引き上げた。熱を伝える油を用いた排熱回収ユニットを組み合わせて、約200℃での回収を可能にした。万博会期中、24時間連続運転し、稼働状況を遠隔監視する。(日刊工業新聞04年11月16日、中日新聞11月17日)

(2)大阪ガスと京セラ
大阪ガスと京セラは11月24日、出力1kWの家庭用SOFCコージェネレーションシステムを共同開発すると発表した。05年度から本格的に実験を始め、商品化は2008年頃の見込みである。両社が開発するSOFCは発電効率44%を目標としている。大阪ガスの試算では、同システムを利用すると、年間5〜7万円の光熱費が削減できる。他方京セラは東京ガスなどと小規模事業者向けSOFCを共同開発しており、2007年春を目途に商品化する予定。(読売、朝日、毎日、産経、日本経済、日経産業、電気、電波、日刊工業、京都、中日新聞、フジサンケイビジネスアイ、化学工業日報04年11月25日)  
6.PEFC要素技術の研究開発
(1)大阪府立産業技術総合研究所
大阪府立産業技術総合研究所機械金属部の南久主任研究員らは、亜鉛合金電極を用いて加工が難しい超硬合金を微細かつ効率的に放電加工する手法を開発した。亜鉛合金の高速放電特性に着目し、それにステンレス材料の微細加工技術を応用した。今後、PEFCのセパレータ開発などへの応用が期待される。超硬合金と亜鉛合金の間に、1辺が0.18mmの四角穴の銅メッシュを電極として挟み込み放電すると、亜鉛合金が網目を通り抜けて、多数の微細な四角柱を形成する。同時に逆放電すると亜鉛合金自体が電極化され、工作物に微細な穴をあけることができる。亜鉛電極を繰り返し形成しながら、厚さ1mmの超硬合金を加工したところ、70分で約50個の微細な穴(0.25mm・0.3mm)の貫通に成功した。又超硬合金上に微細な流路(溝幅と深さが約70μm)を形成できることも確認した。(日刊工業新聞04年11月11日)

(2)産総研
産業技術総合研究所は高純度高品質の“単層カーボンナノチューブ”を、従来の数百分の1以下のコストで量産する技術を開発した。開発した手法はCVDの一種であり、基板上に触媒となる鉄微粒子の薄膜を形成し、原料となるエチレンガスを750℃、大気圧で反応させることにより、単層ナノチューブを基板から成長させる。実験では約10分間で高さが2.5mmになった。従来の手法に比べると成長速度は3,000倍である。この単層ナノチューブは向きが揃っており、直径は1nm、又極微量の水を反応に加えることにより、ススなどの不純物を完全に抑制することができた。純度は99.98%以上で、従来法に比較すると約2,000倍の超高純度化を実現している。成果はアメリカの科学誌“サイエンス”に発表し、近くサンプル提供も始める予定である。(朝日、日本経済、日経産業新聞04年11月19日)  
7.家庭用PEFCの開発と事業展開
(1)松下電産
松下電器産業は11月4日、家庭用FCシステムの事業戦略について発表し、同社のPEFCシステムで13,000時間の連続運転に成功、スタックの優れた安定性を実証したことを明らかにした。主要部品の交換や修理なしで3年間運転できる計算になる。同社の システムは、−5℃から40℃の温度範囲で動作可能であり、又100%から30%までの負荷運転を保障している。04年末に東京ガスに製品を納め、東京ガスがリース販売する。貯湯タンク(200L)と本体(発電出力1kW)がセットで、価格は未定。今後は4万時間まで延ばし、2008年には価格を50万円程度に引き下げて本格販売する計画。(読売、日本経済、産経、日刊工業、電波新聞、化学工業日報、フジサンケイビジネスアイ04年11月5日、読売、電気新聞11月8日、電波新聞11月9日)松下電器産業は松下電工とPEFCの本格量産に向けて開発・製造体制を一本化するため、松下電工の研究開発メンバー全員を松下電器に統合した。本格的な量産化は08年からと見られており、それに向けて今までに培ってきた技術開発力を集中する。松下電器は、限定量産に入るPEFCシステムについては自社技術で行い、今後の住宅向け開発には松下電工の技術力を生かし、大幅な寿命の向上とコストダウンを可能にするシステムの開発を急ぐ。(日刊工業新聞04年11月17日)

(2)北ガスと北大
北海道ガスは、2003年度で終了した家庭用PEFCシステム実証実験プロジェクトについて、出力750Wの新機種を用いて、04年度から新たに3カ年計画で継続する。太陽光発電で水素を生成し、1部は水素吸蔵合金に蓄えるが、その水素でFCを運転するようなシステムを考えている。実証場所は北大構内の実験用住宅である。(北海道新聞04年11月17日)

(3)東芝
東芝は11月7日、12月1日付で家庭用FCの事業体制を強化すると発表した。電力・社会システム社内にFC事業開発室を新設、同時に東芝IFC(UTCFCとの合弁)を100%子会社化してその名称を“東芝FCシステム”に改める。同社は日本市場向けの1kWPEFCの開発、製造、販売などに特化する。東芝は05年度から経産省が実施する大規模実証事業に参画し、年間100〜数百台のPEFCを提供することで量産によるコストダウンに取り組むことにしている。(日本経済、電気、日経産業、日刊工業、電波新聞、フジサンケイビジネスアイ、化学工業日報04年11月18日)
8.改質および水素生成技術
(1)日本ジュラックス
日本ジュラックス(京都市)は、家庭用電源か自動車用バッテリーがあれば簡単に水素が作れる純水素ガス発生機“H2ガスジェネレーター”を開発した。分離膜を使って純度99%以上の水素ガスを作る。車載バッテリーの100V直流電源に対応したB型は100L/h、家庭用電源に対応したA型は240L/hの速さで水素ガスを精製する。B型は水さえあれば自動車の走行中に水素を発生するため、将来はFCVなどへの活用を想定して小型化を目指した研究を進めている。一方で大規模な使用を想定して800L/hの大型タイプも開発中である。(日刊工業新聞04年11月2日)

(2)伊藤忠商事
伊藤忠商事は、小型水素製造装置開発のアメリカベンチャーであるH2ジェン・イノベーションズに出資し、同社製の天然ガスを原料とした水素製造装置の国内独占販売権を取得した。出資額は100万ドルで出資比率は6%。FCV用ステーション向け製品の開発などで、今後東京ガスグループと協力することでも合意した。(日本経済新聞04年11月2日)

(3)LPガス振興センター
LPガス振興センターは、01年から5カ年計画で進めているLPガスPEFCシステムの要素技術開発で、LPガスに最適な脱硫触媒および改質触媒について実用化の目途が得られたと判断した。金属系・ゼオライト系を組み合わせた脱硫剤で4,000時間を越える脱硫性能を見出したほか、改質触媒でも起動・停止運転用で初期活性、耐久性に優れたRu系の水蒸気改質触媒を開発、市販Ru系触媒と比較テストの結果、3万時間前後の寿命が見込まれると推定した。この技術開発では、脱硫触媒は脱硫後のLPガス中の硫黄分を50ppm以下にする性能を1年以上保持、改質触媒はS/Cが3以下で改質プロセス効率75%の性能を5年以上保持することを目標としている。小規模の家庭用FCでは、LPガスが容器から自然気化方式で供給されるため、ガスの消費に伴い硫黄分濃度が増加する傾向があり、そのために高性能の脱硫剤の開発が求められていた。(化学工業日報04年11月10日)

(4)萩尾高圧容器(新居浜市)は、LPガスの硫黄化合物を除去する脱硫装置を開発した。05年3月までに製品化する計画である。装置の大きさは縦10cm、横10cm、高さ15cmで重量は1kg。錆や汚れに強いステンレス素材を使用した。本体にLPガス中の硫化水素やメルカプタンなどの硫黄化合物に対して化学結合しやすい銅イオンを付着させ、活性炭を特殊不織布に充填した脱硫剤を組み込んだ。化学結合による吸着に加え、活性炭の吸着力により、家庭用50kgボンベのLPガス中の硫黄化合物の98%を吸着できる。これは既存の脱硫装置よりも安いのが特徴である。(日刊工業新聞04年11月10日、愛媛新聞11月13日)  
9.FCV最前線
(1)ホンダ
ホンダは11月16日、氷点下でも始動できる独自開発のPEFCスタックを搭載したFCV“FCX”を市販すると発表、第1号の顧客として12月にもニューヨーク州に“FCX”2台をリース方式で納車する。リース料は1台当たり500ドル/月で2年契約。(日本経済新聞04年11月17日、朝日、日経産業、日刊工業、日刊自動車、河北新聞、フジサンケイビジネスアイ11月18日)

(2)大阪産業大
大阪産業大学クリエートセンター(大東市)は、PEFCで動く1人乗り自動車を試作、大学構内を20km/hで走行した。光岡自動車製の車体にPEFCを搭載、水素は同大学ベンチャーのオーエスユーが、高温過熱水蒸気発生システムにより供給した。(日刊工業新聞04年11月19日)
10.水素供給ステーションの建設
(1)東邦ガス
東邦ガスは新日本製鉄、太陽日酸と共同で、2005年万博の瀬戸会場に国内最大級の水素ステーションを建設する。水素供給能力は2,200m3で、会場間を走行するFCB(バス)に水素を供給する。(日経産業新聞04年11月4日)

(2)GMとシェル
GMとロイヤル・ダッチ・シェルグループは、11月10日、ワシントンDC内でFCV向けの水素ステーションを開設したと発表した。市街地の一般ガソリンスタンド内に水素供給拠点を併設した。シェルグループのシェル・ハイドロジェンが約200万ドルを投じて設置した。当面はGMがワシントンDC内でリースしているFCV“ハイドロジェン3”6台向けに利用するが、競合他社のFCVにも水素を供給する。シェルグループは5段階に分けて、水素インフラの整備を進める計画で、ステップ1がオランダ・アムステルダムにある専用拠点で、一般消費者は立ち寄れないスタンド。ステップ2は、03年4月にアイスランド・レイキャビックで開設したスタンドで、一般消費者もアクセスできるが、ガソリンスタンドとは別、ステップ3が今回のガソリンスタンド併設である。同グループは今後5年以内に官民共同で様々な形式の拠点整備を進め、拠点間をネットワークするステップ4へ移行、2010〜20年にインフラ網を完成させるステップ5に持ち込む考えである。「現在、水素充填料は$10〜15/kgと高価であるが、FCVが普及する頃には$2〜3/kgになると予想している」とシェル・ハイドロジェンCEOのベンサム氏は語っている。なお1kgの水素エネルギー量は、ガソリン1ガロン(3.8L)に相当する。又GMの副社長バーンズ氏は「現在水素スタンドの設置費用は$200万であるが、将来は$100万をきるであろう」と語っている。(日本経済、日経産業新聞04年11月12日、フジサンケイビジネスアイ11月22日)

(3)ホンダ
ホンダは11月17日、アメリカニューヨーク州で「家庭用水素供給システム“HESU”の実験を始めた」と発表した。このシステムは天然ガスから水素を生成し、FCVなどに供給する一方、コージェネレーション機能も合わせ持つもので、アメリカ・プラグパワー社の本社敷地内に設置する。全体の容積を従来型に比べて半分以下に小型化した。HESUの水素製造能力は最大2m3/hで、水素貯蔵容量は132L、発電能力は4kWとなっている。(日刊自動車新聞04年11月18日)
11.マイクロFCの開発と応用
 日立製作所は11月11日、愛知万博の日立グループ館で使われる情報表示端末“ネイチャービューワー”を公開した。情報を表示する3.5インチ型LCDと2つの選択ボタンがついている。マイクロDMFCとリチウム電池を電源に、非接触ICチップ“ミューチップ”の読み取り機能を搭載するなど、日立グループの最新技術を適用している。アトラクションとして“希少動物とのふれあい”が計画されているが、希少動物の展示物には、ミューチップが埋め込まれており、情報表示端末は読み取り機能を搭載しているので、展示物にかざすだけで、来場者に希少動物の画像や生息地などの情報を提供することができる。DMFCは負荷変動に弱いため、起動時など負荷変動が高いときのバックアップ電源として、リチウムイオン電池も搭載しており、5mmLのメタノールで13時間の連続稼動を実現した。(日本経済、日経産業、電気、日刊工業、電波新聞、フジサンケイビジネスアイ04年11月12日、化学工業日報11月15日)  
12.FCを利用した新エネルギーシステム
 サンエス電気通信(釧路市)と北大などは、風力発電とFCを組み合わせた新エネルギーシステムの実用化に乗り出した。04年度中に実証実験を終え、06年度での商品化を目指す。酪農地や養殖場、漁船など送電線のない場所での利用を想定している。(日経産業新聞04年11月4日)  
13.新燃料の開発
 日揮と大阪ガスは、天然ガスからGTLおよびDMEを作るのに必要な合成ガスを低コストで製造するパイロットプラントの建設を、大阪ガスの敷地内で着工した。現在は合成ガス製造にバーナー燃焼を使うが、このプロジェクトでは触媒燃焼に置き換えた点に特徴がある。大阪ガスが開発した貴金属系触媒を採用し、ppbレベルに脱硫した天然ガスと水蒸気および酸素を送入、触媒層で触媒反応とスチーム改質反応を同時に行わせる方式で、これはA−ATG触媒プロセスと云われている。設備がコンパクトになり、コストダウンを実現できると期待されている。(日刊工業新聞04年11月19日)
14.FCおよび水素関連計測技術
 堀場製作所は2010年以降の自動車エンジン計測技術を産学で議論する技術討論委員会(TAC)を結成し、京都本社で第1回会議を開催した。世界的に有名な学者5人が集まり、FCVではアメリカ・カリフォルニア大学のスコット・サミュエルソン教授が参加した。(日刊工業新聞04年11月12日)  
15.FC関連市場予測
 富士経済はFCの国内市場が、2020年に1兆2,000億円の規模に膨らむとの予測を纏めた。PEFCはFCV向けが年間30万台(20年)、9,000億円の市場を形成、住宅用は500億円に成長、SOFCは業務用や産業用で2,000億円、モバイル用は年間300万台で30億円、PAFCとMCFCは合計で35億と予測している。(日経産業新聞04年11月17日、日刊自動車新聞11月19日、フジサンケイビジネスアイ11月25日)

 ―― This edition is made up as of November 27, 2004――

・A POSTER COLUMN

原産会議が2050年ビジョンを発表“水素が最終エネルギー消費の1割に”

 原子力産業会議(会長;西沢岩手県立大学長)は11月5日、報告書“2050年の原子力ビジョンとロードマップ”を発表した。2050年CO2排出量を1990年の60%に低減するためには、原子力発電所が現在の2倍に当たる9,000万kWが必要となると述べている。その結果、最終エネルギー消費に占める石油の割合は半分以下となる他、発電電力量に占める原子力の比率は3割強から6割に上昇する。 2020年代から自動車用などのFCが普及し、50年には水素が最終エネルギー消費の1割に達し、原子力による水素生産はそのうちの7割を占めるとしている。なお50年には再生可能エネルギーが電力の2割弱を賄うとし、原子力とともに発電への寄与が増加するため、化石燃料の輸入量は減少、1次エネルギーの輸入依存度は大幅に減少する。(電気、日刊工業新聞04年11月8日)  

大学によるFC関連技術の産学連携

(1)東工大
東京工業大学は、産学連携を積極化している。10月13日に凸版印刷と組織的な連携協定を結んだが、コーテイング技術、微細加工技術を活用したナノ薄膜利用技術をベースに次世代FCに関連した技術開発に共同で取り組む。04年1月に産学連携推進本部が本格的に立ち上がり、これまでに凸版印刷に加えて、三洋電機、三菱化学、富士通研究所、三菱電機、松下電器産業、三菱商事、三井住友銀行と協定を締結した。(化学工業日報04年11月15日)

(2)豊橋科技大
豊橋科学技術大学は、未来の自動車社会を模索する新しい学内研究組織“未来ビークルリサーチセンター”を12月1日に開設する。同センターは、環境、安全、情報、経営、生産の5つをキーワードに、開設当初は15の研究グループで構成する。FC、衝突事故防止技術、軽量材料などをテーマに研究を行い、自動車社会に対して新たな技術や仕組みなどを提案していく。(日刊工業新聞04年11月15日)