1. ＰＡＦＣの利用展開とコストダウン計画1. ＰＡＦＣの利用展開とコストダウン計画
2. ＳＯＦＣ情報
3. 燃料電池自動車（ＦＣＶ）の開発に関するトピックス
4. ＦＣＶ（ＦＣ自動車）の市場予測
5. ＦＣ自動車（ＦＣＶ）の問題点
6. ＦＣスクータの開発計画
7. 家庭用ＰＥＦＣの市場開拓
8. ＦＣによる炭酸ガス濃縮
A POSTER COLUMN
（１）東邦ガス
東邦ガスは、９９年１月から新たに東海理化電機製作所の本社工場（愛知県大口市）および名古屋栄ワシントンホテルプラザにＰＡＦＣを設置する計画を進めている。ともにコジェネレーション用で、前者には出力２００ｋＷ、後者には同１００ｋＷのプラントが設置される。又同社はＳＯＦＣの技術開発にも取り組んでおり、２１世紀初頭にはＰＡＦＣ事業を商業ベースに載せ、ＳＯＦＣについては早期の実用化を図る予定である。
（日本工業新聞９８年１０月２１日）（２）富士電機
将来ＰＡＦＣ市場が本格的に立ち上がるとの予想を前提に、富士電機は出力１００ｋＷ機種の大幅コストダウンと高機能化を図り、本格商用機の出荷を２００１年にも開始することにした。２００１?２年には同社変電システム製作所（千葉県市原市）内に最新の量産設備を整備し、本格的な販売活動を展開する予定。解決すべき具体的な課題としては、ＦＣスタックに用いられるカーボン材の低コスト化、出力密度の向上によるセル数の削減、セル量産化技術の開発、主要機器の複合化と削減によるシステムの簡素化、機器の小型・軽量化等が挙げられている。当面のコスト目標は現在の６０万円/ｋＷから４０万円/ｋＷにまで下げることにあるが、量産効果による更なるコストダウンを実現するため、燃料および排熱の多様化を図るなど適用範囲を拡大して市場展開を積極的に進めていく予定である。少なくとも年間５０台、長期的には年間１００台程度の受注を確保し、周辺機器、メインテナンスを含めて８０億ないし１００億円の事業規模にしたいと語っている。なお同社による今までの累計納入ＰＡＦＣプラント数は１０１台で、出力の総計は１２,９００ｋＷを超えている。
（電気新聞９８年１０月２３日）（３）有機廃棄物リサイクルのためのＰＡＦＣ導入計画
汚染水(processed wastewater)や有機廃棄物のコンポスト(composting of biological waste)から生成されるメタンを燃料として動作するＯＮＳＩ製ＰＣ２５Ｃ２台が、アメリカ・カリフォルニア州に導入されることになった。発注者は同州Camarilloにある分散型エネルギーのサービス機関 ”Energy 2000” で、メタンは ”Rancho Las Virgenes Biosolids Composting Facility” から供給され、ＰＡＦＣで得られた電力と熱は先ず廃棄物の処理プロセスと同施設に於いて消費される。排出されたメタンを燃焼させるよりも、２台のＰＡＦＣの導入により年間５００万ポンド（２２５万kg）の有害物質や温暖化ガスの排出が抑制されるとＯＮＳＩ社は述べている。ロスアンジェルスAir Quality Management Districtは今後排気規制を強化していくであろうことを考えると、今後は燃焼過程を導入することは不可能で、これをきっかけにＦＣの導入が更に広がっていくであろうとEnergy 2000の社長はその期待を表明した。ドイツでもCologne市および同市の電力業者ＧＥＷが、下水処理プラントの発酵過程で生成されるガス(fermentation gas from a sewage plant)で運転するＯＮＳＩ製プラントを導入しようとする計画が進行中で、１９９９年半ばには運転を開始する予定と報じられている。投資額は１３０万ドルと推定される。
(Hydrogen & Fuel Cell Letter Oct.1998, Vol.XIII/No.10, pp5-6)
Siemens社は、Erlangenで行っていた平板型ＳＯＦＣの研究開発を中止し、今後はＷＨ社の円筒型ＳＯＦＣの開発に努力を集中することにしたようである。同社自身がこの決定を公式に認めているわけではないが、同社の役員や子会社ＫＷＵのＣＥＯは、この事実を伝えている。スイスのＳＯＦＣの専門家Ulf Bossel氏によれば、Siemens社が設計した平板型ＳＯＦＣは、セルのシールに於いてトラブルを抱えていた。すなわち、スタックの周辺に位置するセルのシールをチェックするためのアクセスは可能であるが、内部に位置するセルのチェックは難しく、ここに問題があったようである。しかし、Bosel氏は「これは設計上の問題(conceptual design problem)であって、平板型ＳＯＦＣの実用性を否定するものではない。現に日本に於いてシールに成功した幾つかの例を見ることができる」と述べている。Siemens社はＷＨ社の非核電力部門(non-nuclear power generation section)を１２億５０００万ドルで引き継ぐが、この１部として円筒型ＳＯＦＣが含まれている。買収に伴うリストラに５億ドルの費用と４年間の年月を要するので、これが直ちにSiemens社の利益に繋がるわけではないが、両社による合計売り上げ額１３５億ドルは、Siemens社の発電技術部門の業績 (international power generation business)を、ＧＥ社に次ぐ２番目の地位に引き上げることになろう。
(Hydrogen & Fuel Cell Letter Oct.1998, Vol.XIII/No.10, p1)
フォードのＦＣＶ（ＦＣ自動車）のプロジェクトを指揮するフォード・エレクトリックドライブ・カンパニーのロス・ウイッチョンキ社長は「フォードは環境に優れた車種の開発を優先順位の１位に置いている。これまでにも低公害車を開発しており、北米市場ではその車種は１２種類にも達する。しかし長期的にはＦＣＶが有力で、フォードは４億２０００万ドルをＦＣＶの開発に投じている」と語った。
日産は“日産環境会議”でＦＣＶの試作車を公開した。ＰＥＦＣはバラード社製で、メタノール改質装置および蓄電用のリチウムイオン電池が搭載されている。同社は「自動車用ＦＣ技術はバラード社が独走しているのではないか」と語り、ＦＣ動力部分については外部調達の方針を固めているようである。
（日経産業新聞９８年９月２４日）メルセデス・ベンツ日本（ＭＢＪ）のライナー・ヤーン社長は、将来日本市場にＦＣＶを投入する考えを明らかにした。ダイムラーベンツ社は、９９年初頭に第４世代ＦＣＶを発表する予定で、２００４年にはＦＣＶの量産体制に入ると述べている。
（日刊自動車新聞９８年９月２５日）Ballard Generation Systemsの新しい開発とパイロットプラント製作センターの発足を記念して、９８年９月に開催された”round table discussion”において、同社S.Weiner社長は「我々が必要としているのは、ＦＣの市場を創造する能力と活力(market-enabling activity)であり、我々は既にそれを確実なものにしている」と語ったと報じられている。更に彼は「ＦＣはもはや将来技術ではなく、今日の技術としてここに存在し、生産はもう間近に迫っている(product is just around the corner)。しかしコストはなお一つの障害として残されている」と宣言した。１,８００万カナダドルを投じたこのセンターの敷地面積は１１万sq.m（約１万ｍ２）で、その内の半分弱が生産設備、残りは事務所、支援設備、および職員のための駐車場で占められている。職員数は現在１２０人であるが、将来は２７０人にまで増加する見込みで、又商業生産は１９９９年１２月に開始の予定である。設備は当面のＰＥＦＣ２５０ｋＷ生産ラインを構成するものであり、又１ｋＷから１ＭＷのレベルにあるＦＣの小用量生産が可能な配置になっていると報じられている。
(Hydrogen & Fuel Cell Letter Oct.1998, Vol.XIII/No.10, pp3-4)
２１世紀の新技術・新市場調査によると、低公害車の本命とされるＦＣＶについては、２００５年に１兆４０００億円の世界市場が創出され、２０２０年までにはその１０倍の１４兆円市場にまで成長すると予測している。ＦＣＶと競合するのが直噴型エンジン車で、現在の市場規模は１兆２０００億円強、２０２０年には１６兆８０００億円に達し、ＦＣＶよりも大きな市場となる。定期バス等でその利用が有望視される天然ガス車は、２０２０年に世界で４兆５０００億円、ガソリンエンジンとモータを併用するハイブリッド車、ＥＶもそれぞれ同２兆５０００億円前後にまで育つと見られている。しかしこれらの低公害車は、ＦＣＶへのつなぎ役との見方が大勢を占めている。
（日経産業新聞９８年１０月６日；ホームページhttp://www.nikkei.co.jp/ss/sangyo/）
日経産業新聞は、ダイムラーベンツ社リサーチ部門代替エネルギー担当シニアマネジャーのエルリッヒ・エルデレ氏とのインタービューを掲載しているが、その中からＦＣＶに関する重要な問題点について抜粋し以下に記述する。先ずコストについて、ＦＣ本体は許容価格の５００ないし１０００倍高く、実験車は大まかな推定で１万ドル/ｋＷのレベルに達している。内燃エンジンは現在５０ドル/ｋＷで、それと同等かそれ以下に下げる必要がある。今の市販車より１０％以上高価な車では魅力が無く、我々は最終目標を２０ドル/ｋＷに置いている。高価な白金の使用量は、実験車では４mg/sq.cmであるが、これを１/１０まで減らしたい。又高分子膜も恐らく５００ドル/ｍ２以上で高すぎるが、安くするためには大量生産体制を確立する必要があり、それには膨大な設備投資を要しよう。先ず実証車で生産方式を確立し、量産の前段階の設備を建設できればと考えている。幾つかのタイプの改良車を試作して、最初は年産数千台の規模で始めたい。２００４年の生産開始計画までには間に合わせる積もりでいる。
燃料については、液体燃料を車上で改質するのが望ましく、最も水素を製造し易いのはメタノールである。石油は将来枯渇するとして、メタノールは天然ガスから大量に製造できるし、長期的にはバイオマスや太陽エネルギーも製造に利用できる。しかし水素燃料の実験車ではキーを回せばすぐに起動できたが、メタノール実験車（ＮＥＣＡＲ３）の場合は改質器の加熱（３００℃）に時間がかかり、始動には１０?２０分を要した。
ドイツでは２００５年の燃料消費量を９２年のそれに対して２５％、欧州では同１５％減少させることを目標としている。車両の軽量化によってこの目標は達成されそうであるが、制限がもっと厳しくなればＦＣＶが有利になる。
（日経産業新聞９８年１０月６日）
計画が期待通り進行すれば、来年の早い時期にＤＲＩ(Desert Research Institute)のキャンパスで、世界初のＦＣ駆動スクータが運転を始めているかも知れない。カリフォルニア州の無排気車規制(zero-emission rules)の制定に続いて、台湾でも“販売されるスクータの１％は無排気で無ければならない”との新しい規制がここ数年以内に導入されようとしている。台湾の主要なスクータとモータサイクル生産企業”Sanyang Industry Company”（台北）は、ＤＲＩ、Texas A&M’s Engineering Experiment Station、Taiwan Institute of Economic Researchのようなアメリカと台湾に於ける研究機関と共同で、ＦＣスクータの実用可能性を調査検討するためのチームを設立した。プロジェクトの費用は５６万ドルで、調査対象にはスクータ本体の他燃料の選択や燃料供給インフラも含まれる。このSanyang社は昨年台湾で３３万５０００台、海外でも１７万１０００台のスクータを販売しており、台湾に於いては全シェアの１/３を占めている。５０から１２５ｃｃの２行程エンジンを持つスクータは経済的であり、アジアに於ける最も主要な交通手段となっているが、同時にそれは都市部での公害発生源にもなっている。7. 家庭用ＰＥＦＣの市場開拓調査研究の第１段階では、Zap Power社によってアメリカに導入された蓄電池搭載の電気スクータ”Sun Com”の動力源の１部をＰＥＦＣに置き換えたとして、必要なＰＥＦＣの出力やサイズを算出するための作業から始められた。Sun Comのピーク出力は約４hpで、約２５mphの最高スピードが可能である。これをベースに判断してＦＣスクータは恐らくピーク出力１.８ｋＷのＰＥＦＣと小容量蓄電池を組み合わせたハイブリッド型になろうと思われる。スクータには燃料改質器を搭載するだけの余裕はなく、当面燃料は純水素が使われようが、水素は金属合金のような水素化物(hydride)に蓄えられ、水素の排出にはＦＣ等の排熱が利用される。
(Hydrogen & Fuel Cell Letter Oct.1998, Vol.XIII/No.10, pp2-3)
（１）Plug Power
出力７ｋＷの家庭用ＰＥＦＣプロトタイプを、９８年７月に公開したPlug Power社は、市場開拓(marketing breakthrough)を目的に、GE Power Systems社と共同で新しいベンチャー企業GE Fuel Cell Systemsを設立することになり、この程相互理解の覚え書き(memorandum of understanding)に調印した。新企業は家庭又は商用小用量ＰＥＦＣシステムに関する販売・設置・サービス業務を受け持つことになる。Plug PowerのGary Mittleman社長は「GE Power Systemsとのパートナーシップは、技術の専門家、市場、サービスインフラへのアクセスに道を開くと共に世界的な先進企業のブランド名(brand recognition of the world’s leading energy technology and service company)を持ち得る点にある」と語っている。事業が期待通り進行すれば、９９年の早期には準商業(pre-commercial)ユニット１号機が実証運転を開始し、２０００年の後期にも商業ユニットが出現するかも知れない。ユニットの小売価格は３,０００ないし５,０００ドル、発電原価は燃料コストによって変わるが７?１０セント/kWhの範囲になるとの試算が発表されている。又初期のユニットは天然ガス、プロパン、メタノールを燃料とし、発電効率は４０％、排熱を利用した時の総合効率は７０?８０％に達すると予想されている。
(Hydrogen & Fuel Cell Letter Oct.1998, Vol.XIII/No.10, p4)（２）松下電工
松下電工は９８年１０月２１日、一般家庭で使用されているカセットコンロ用ボンベを利用した小型小容量ＰＥＦＣ“カセットボンベ式ＦＣ小型発電機”を商品化し９９年秋に販売を開始すると発表した。新しく開発されたＲｕ系触媒によりブタンガスを水蒸気と反応させて水素を生成する改質方式を採用しており、出力２５０Ｗユニットであれば、カセットコンロ用ボンベ２本で約３時間の発電が可能である。重さは３０kg、価格は８０万円、屋外レジャー用のみならず災害時の非常用電源としても利用できると同社は語っている。２００３年にはこの方式を家庭用コジェネレーションシステム（給湯）として商品化する方針で、出力は３００Ｗないし１ｋＷ、燃料もブタンガスの他、プロパンガス、天然ガス、都市ガス等その範囲が拡大される。なおシステムの寿命としては約２万時間を想定している。
（読売新聞９８年１０月２２日、電波新聞同１０月２３日）
横浜国立大学の元平直文助手とＩＨＩ社は共同で、ＭＣＦＣの化学反応プロセスを利用してＣＯ２を効率的に濃縮するための技術を研究している。このプロセスによって大気中の極めて低いＣＯ２濃度を、原理的には最大で６７％まで濃縮することができると同時に、酸素濃度を増加させる効果を持つ。火力発電所の煙突にこの装置を設置して排気中のＣＯ２を固定・回収できる他、室内の空気浄化にも利用できると新聞は報じている。ＭＣＦＣに於いては、カソードで１モルのＣＯ２と０.５モルのＯ２が外部回路から電子を受け取って炭酸イオンＣＯ３２?を生成する。この炭酸イオンは電解質中を移動し、アノードに於いて１モルのＨ２（燃料）と反応して再び１モルのＣＯ２とＨ２Ｏを生成し、同時に外部回路には電子を放出する。この過程に於いてもＣＯ２の濃縮効果が存在するが、今回開発された方式は上記のカソードに於ける反応とその逆反応を利用し、外部から電圧を印加することによってＣＯ２の濃縮を実現しようとするものである。したがって、この場合の電極反応は
カソード：ＣＯ２＋０.５Ｏ２＋２ｅ → ＣＯ３２?
アノード：ＣＯ３２? → ＣＯ２＋０.５Ｏ２＋２ｅ
である。すなわちカソードで導入されたガスの１成分であるＣＯ２は、電解質中での炭酸イオンの移動を経た後、アノードに於いて１モルのＣＯ２と０.５モルのＯ２が生成されるので、原理的には６７％のＣＯ２濃度を持つ酸素との混合ガスが発生することになる。同研究チームは、外部電源から供給した電流に対するアノードガス流量の関係を実験によって測定し、理論値と極めてよく一致することを確認した。又電池の両極に９０mmV程度の印加電圧によって、大気中の薄いＣＯ２濃度を１０倍にまで高められること、印加電圧を高めれば過電圧は上昇するが、最大６６％まで濃縮できることを確認したと伝えられている。
（H. Kasai他；電気化学および工業物理化学第６６巻第６号p635、日経産業新聞９８年９月２４日）
― This edition is made up as of October 28, 1998 ―
東芝は９８年１０月からエネルギー事業本部のＦＣ推進部を事業部組織に昇格させＦＣ事業推進部とした。又同社はＰＡＦＣの普及促進を目的に、各種情報を社外に広く伝えるため「地球の未来を考える?東芝のＦＣ」と題するＦＣ専用のホームページを開設した。重電業界初めての試みである。なお同社のＦＣは現在、内外の工場、病院等で１７０台以上が稼働している。
（日刊工業、電気新聞９８年１０月１日）