2018年4月18日 NPOブルーアースE&EセミナーNo12 第３回の資料

1. 【E＆Eセミナー (No.12)】 [ヨコハマ・エコ・スクール (YES)]
ⓒ 2018 NPOブルーアース 1
特定非営利活動法人 NPO ブルーアース
三竿郁夫
第3回
2次エネルギー水素
「電力供給・貯蔵・電池について」
2018年 4月 11日
かながわ県民センター

2. 【E＆Eセミナー (No.12)】 [ヨコハマ・エコ・スクール (YES)]
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目 次
1. エネルギー新時代
2. 二次エネルギー”電気”の課題と限界
3. FC (Fuel Cell , 燃料電池,,,)
4. 水素技術とFCの応用
5. 水素社会へ向けて
ⓒ 2018 NPOブルーアース

3. 【E＆Eセミナー (No.12)】 [ヨコハマ・エコ・スクール (YES)]
2017年10月6日
SBエナジーとモンゴルの
Newcomは 、モンゴル国ゴビ砂
漠での出力規模50MWの風力
発電所の営業運転を開始
3
1. エネルギー新時代 ”国際連携の時代”
ⓒ 2018 NPOブルーアース
出典: 自然エネルギー財団

4. 【E＆Eセミナー (No.12)】 [ヨコハマ・エコ・スクール (YES)]
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1. エネルギー新時代 ”再生可能エネルギーの時代”
ⓒ 2018 NPOブルーアース
イギリス政府
『2020年までに7,000基以上の洋上
風力発電を設置し、国内の全消費電
力の約3分の1をまかなう』
河野太郎外相は、１月１４日、訪問先のアラブ首長国連邦のアブダビで”再生可能エ
ネルギー導入に向けた日本の取り組みは国際水準にも達していないとし
て「嘆かわしい」と批判した。同時に「今後、日本は新しい思考で再生可能エネル
ギー外交を展開する」と訴えた。
出典:TomoNews Japan
出典:

5. 【E＆Eセミナー (No.12)】 [ヨコハマ・エコ・スクール (YES)]
ⓒ 2018 NPOブルーアース 5
1. エネルギー新時代 ”再生可能エネルギーの時代”
日本が目指す数値が今の世界平均ということは、日本の外相として何と
も悲しく思う。 (河野外相)
 33%
出典: Sustainable Japan

6. 【E＆Eセミナー (No.12)】 [ヨコハマ・エコ・スクール (YES)]
ⓒ 2018 NPOブルーアース 6
 バイオ
 ソーラー
 風力
出典: Irena
1. エネルギー新時代 ”再生可能エネルギーの時代”

7. 【E＆Eセミナー (No.12)】 [ヨコハマ・エコ・スクール (YES)]
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1. エネルギー新時代 ” 水素の時代？”
ⓒ 2018 NPOブルーアース
エネルギー総合工学研究所主催「CO2フリー水素チェーン
実現に向けた構想研究会にて、GRAPE(グレープ)を用い
て2010年に実施された国内水素需要予測結果の図。
(安価なCO2フリー水素を利用できたらという仮定。1Nm3あ
たりの水素価格を25円で計算)
日本のエネルギー需要予測 ~2050
世界の電力需要 ~2040
2040年までに40%の需要アップ
中国・インドが支配的
出典: Emira 出典:IEA

8. 【E＆Eセミナー (No.12)】 [ヨコハマ・エコ・スクール (YES)]
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2. 二次エネルギー電気 “一次エネルギーとは？”
ⓒ 2018 NPOブルーアース

9. 【E＆Eセミナー (No.12)】 [ヨコハマ・エコ・スクール (YES)]
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2. 二次エネルギー電気 “二次エネルギーとは？”
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出典: 東京ガス

10. 【E＆Eセミナー (No.12)】 [ヨコハマ・エコ・スクール (YES)]
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2. 二次エネルギー電気 発電方法
ⓒ 2018 NPOブルーアース

11. 【E＆Eセミナー (No.12)】 [ヨコハマ・エコ・スクール (YES)]
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2. 二次エネルギー電気 “ライフライン- 電力網”
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12. 【E＆Eセミナー (No.12)】 [ヨコハマ・エコ・スクール (YES)]
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2, 二次エネルギー電気 “ライフライン- 電力網”
ⓒ 2018 NPOブルーアース

13. 【E＆Eセミナー (No.12)】 [ヨコハマ・エコ・スクール (YES)]
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2. 二次エネルギー電気 “ライフライン- 電力網”
ⓒ 2018 NPOブルーアース
出典:

14. 【E＆Eセミナー (No.12)】 [ヨコハマ・エコ・スクール (YES)]
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2. 二次エネルギー電気 “電気の特徴と課題”
ⓒ 2018 NPOブルーアース
• 電気は、他の形態のエネルギーに容易に変換できる。
• 電気は、照明・通信・情報媒体として利用出来る。
• 電気は、移動に送電線が必要。(伝送ロスも)
• 電気は、大量に貯蔵することが困難。
• 電気は、燃料あるいは工業原料にはならない。

15. 【E＆Eセミナー (No.12)】 [ヨコハマ・エコ・スクール (YES)]
ⓒ 2018 NPOブルーアース 15
2. 二次エネルギー電気 “電池と電力貯蔵”
大型蓄電装置とEMS (エネルギーマネージメントシステム)が重要となる
出典: 東北電力

16. 【E＆Eセミナー (No.12)】 [ヨコハマ・エコ・スクール (YES)]
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2. 二次エネルギー電気 “電池と電力貯蔵”
ⓒ 2018 NPOブルーアース
電力貯蔵のニーズ①
発電事業者側
発電量比
率全国平
均
（2015）
出力
安定
（分単位）
需要変動
追随
（日単位）
発
電
事
業
者
①旧一般電気事業者
10電力
②旧卸電気事業者
電源開発
日本原子力発電
③旧特定規模電気事業者
製鉄や石油など大規模
工場の発電部門
④再生可能エネルギー
電力卸売事業者
（メガソーラー、風力）
⑤新電力向け卸売り事業者
小規模多数
⑥建築物付帯型太陽光発電
供給者（ニーズなし）
水力発電①②④ 9.7％ × ×
原子力発電①② 1.1％ × ◎
火力発電①②③⑤ 84.6％ × ×
太陽光発電①④⑥ 4.7％ ◎ ○
風力発電①②④⑤ ◎ ○
地熱発電④ × ×
バイオマス発電⑤ × ×
記号 ◎：積極的なニーズ ○：ニーズあり △：ニーズ想定可能 ×：ニーズなし
出典: 松村眞

17. 【E＆Eセミナー (No.12)】 [ヨコハマ・エコ・スクール (YES)]
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2. 二次エネルギー電気 “電池と電力貯蔵”
ⓒ 2018 NPOブルーアース
ナトリウム硫黄電池（NAS電池）
レドックスフロー電池（RDF電池）
ニッケル水素電池（NIH）
リチウムイオン電池（LII電池）
鉛蓄電池（PB電池）
電気二重層キャパシタ（CAPA）
・・その他の二次電池
リチウムイオンキャパシタ（LCA）
ニッケル・カドミウム電池
金属リチウムを使用したリチウム二次電池
EVの主力電池
HVプリウス

18. 【E＆Eセミナー (No.12)】 [ヨコハマ・エコ・スクール (YES)]
ⓒ 2018 NPOブルーアース 18
2. 二次エネルギー電気 “大型蓄電装置”
出典: 住友電工
住友電工 : Redoxflow
LiB （リチウムイオンバッテリー）の信頼
性の弱点(燃える、充放電劣化）を克服
する大型蓄電装置向け

19. 【E＆Eセミナー (No.12)】 [ヨコハマ・エコ・スクール (YES)]
ⓒ 2018 NPOブルーアース 19
2. 二次エネルギー電気 “EMS”
出典:東北電力

20. 【E＆Eセミナー (No.12)】 [ヨコハマ・エコ・スクール (YES)]
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3. 燃料電池(FC) とは？
ⓒ 2018 NPOブルーアース
ナトリウム硫黄（ＮａＳ）電池
発
電
機
発
電
機
レドックスフロー電池
（湿電池）
自己完結型
電池
エネルギー
供給型電池
電池?  Cell

21. 【E＆Eセミナー (No.12)】 [ヨコハマ・エコ・スクール (YES)]
ⓒ 2018 NPOブルーアース 21
3. FCの仕組み（発電機）
引用資料 ： 新エネルギー財団
天燃ガス 、
メ タ ノ ール
改質装置
水素
Ｈ２
負極：水素極 正極：酸素極
Ｈ・Ｈ
２Ｈ＋
Ｈ＋
Ｈ＋
酸素
Ｏ２
Ｏ－
Ｏ－
Ｈ＋
Ｈ＋
Ｏ－
水
Ｈ２Ｏ電解質膜
触媒
反応式 H2+1/2O2 H2O+
（固体高分子膜）

22. 【E＆Eセミナー (No.12)】 [ヨコハマ・エコ・スクール (YES)]
ⓒ 2018 NPOブルーアース 22
3. FC 各種FCの性能比較
参考：フリー百科事典 Wikipedia (燃料電池)
燃料電池の種類
固体高分子形
PEFC
りん酸形
PAFC
溶融炭酸塩形
MCFC
固体酸化物形
SOFC
電解質材料 イオン交換膜 りん酸形
炭酸リチウム、
炭酸ナトリウム
安定化ジルコニア
電解質 移動イオン Ｈ＋
Ｈ＋
ＣＯ３
２－
Ｏ２－
使用形態 膜 マトリックスに含浸
マトリックスに含
浸、又はペースト
薄膜、薄板
触媒 白金系 白金系 不要 不要
反応 燃料極 H2－2H+
+2e-
H2－2H+
+2e- H2+CO3
2-
－
H2O+CO2+2e- H2+O2-
－H2O+2e-
空気極
1/2O2+2H+
+2e-
－
H2O
1/2O2+2H+
+2e-
－H2O
1/2O2+CO2+2e-
－
CO3
2- 1/2O2+2e-
－O2-
運転温度 80～100（℃） 190～200（℃） 600～700（℃） 800～1000（℃）
燃料 Ｈ２ Ｈ２ Ｈ２、ＣＯ Ｈ２、ＣＯ
想定発電出力 数W～数十kW 100～数百kW ～数百MW 数kW～数十MW
発電効率 30～40（％） 40～45（％） 50～65（％） 50～70（％）
用途
家庭用電源、携
帯端末、自動車
定置発電 定置発電
家庭用電源、定置
発電
開発状況
長期実証試験
中、一部実用化
製品として実績多、
新規参入少
日本以外で実績
有、拡大中
実証試験中

23. 【E＆Eセミナー (No.12)】 [ヨコハマ・エコ・スクール (YES)]
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4. 水素技術 “二次エネルギー水素の特徴と課題”
ⓒ 2018 NPOブルーアース
• 水素は、大量に貯蔵することが出来る。
• 水素は、貯蔵して輸送することができる。長距離ある
いは送電線のないところへの輸送に適している。
• 水素は、燃料あるいは工業原料にもなりうる。
• 水素は、他の形態のエネルギーに容易に変換できない。
• 水素は、照明・通信・情報媒体として利用出来ない。

24. 【E＆Eセミナー (No.12)】 [ヨコハマ・エコ・スクール (YES)]
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4. 水素技術 : FCの応用
ⓒ 2018 NPOブルーアース
出典: GHEU

25. 【E＆Eセミナー (No.12)】 [ヨコハマ・エコ・スクール (YES)]
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4. 水素技術 : FCの応用
ⓒ 2018 NPOブルーアース
大阪ガスのガス改質(水素へ)装置
出典: エネルギー庁
出典: 大阪ガス

26. 【E＆Eセミナー (No.12)】 [ヨコハマ・エコ・スクール (YES)]
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4. 水素技術 : FCの応用
ⓒ 2018 NPOブルーアース
岩谷産業の水素ステーション
出典: 岩谷産業
トヨタのMIRAI

27. 【E＆Eセミナー (No.12)】 [ヨコハマ・エコ・スクール (YES)]
27ⓒ 2018 NPOブルーアース
出典: 東京ガス
4. 水素技術 “二次エネルギー水素の可能性”
 一次エネルギー  液体水素変換
 液体水素輸送
 液体水素  電力変換
液体水素輸送
液体水素変換
水素電力変換
二次エネルギー電気の課題
である輸送と電力網の代替え

28. 【E＆Eセミナー (No.12)】 [ヨコハマ・エコ・スクール (YES)]
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4. 水素技術 : ２次エネルギー水素への変換
ⓒ 2018 NPOブルーアース
褐炭から水素製造・輸入
出典:川崎重工川崎重工の水素タンカー

29. 【E＆Eセミナー (No.12)】 [ヨコハマ・エコ・スクール (YES)]
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4. 水素技術 : 水素の輸送とサプライチェーン
ⓒ 2018 NPOブルーアース

30. 【E＆Eセミナー (No.12)】 [ヨコハマ・エコ・スクール (YES)]
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5. 水素社会へ向けて : 変換技術 (水素化と脱水素化)
ⓒ 2018 NPOブルーアース
千代田化工のSpera技術
NEDO、千代田化工、三菱商事、三井物産、日本郵船は、ブルネイと連携して、世
界に先駆けて国際間の水素サプライチェーンの実証事業に本格着手します。
2019年までに水素化プラント(ブルネイ)、脱水素プラント(川崎）を完成させ、さらに
2020年からブルネイ調達した水素を常温・常圧下の液体で日本まで海上輸送し、
気体の水素に戻して利用者に供給する実証を行う

31. 【E＆Eセミナー (No.12)】 [ヨコハマ・エコ・スクール (YES)]
ⓒ 2018 NPOブルーアース 31
5. 水素社会へ向けて : 変換効率
一次-液体水素変換
液体水素輸送
水素-電力変換
日立造船は、発電効率と
熱回収効率を合算する「総
合効率」で９０％を達成した
業務・産業用の固体酸化物
形燃料電池（ＳＯＦＣ）を開発
岡山大学：2017年6月23日
、吸収した可視光の47％を水
素に変換できるカーボンナノ
チューブ光触媒を開発したと
発表。

32. 【E＆Eセミナー (No.12)】 [ヨコハマ・エコ・スクール (YES)]
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5. 水素社会へ向けて：産学官＆国際連携
ⓒ 2018 NPOブルーアース
グローバル水素エネルギーコンソーシアム
法人正会員（13社）
IHI、岩谷産業、大阪ガス、鹿島
建設、川崎重工業、千代田化
工建設、電源開発、東京ガス、
トーヨーカネツ、日本製鋼所、
パナソニック、三菱商事、JXTG
エネルギー
協力会員（4団体）
エネルギー総合工学研究所、
産業技術総合研究所、石炭エ
ネルギーセンター、電力中央研
究所

33. 【E＆Eセミナー (No.12)】 [ヨコハマ・エコ・スクール (YES)]
ⓒ 2018 NPOブルーアース 33
5. 水素社会へ向けて：産学官＆国際連携
出典: 東京工業大学GHEU

34. 【E＆Eセミナー (No.12)】 [ヨコハマ・エコ・スクール (YES)]
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5. 水素社会へ向けて : エネルギー庁の戦略
ⓒ 2018 NPOブルーアース
出典: エネルギー庁

35. 【E＆Eセミナー (No.12)】 [ヨコハマ・エコ・スクール (YES)]
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5. 水素社会へ向けて : 要素技術の開発とコスト分析
ⓒ 2018 NPOブルーアース

36. 【E＆Eセミナー (No.12)】 [ヨコハマ・エコ・スクール (YES)]
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5. 水素社会へ向けて : 要素技術の開発とコスト分析
ⓒ 2018 NPOブルーアース
出典: エネルギー庁

37. 【E＆Eセミナー (No.12)】 [ヨコハマ・エコ・スクール (YES)]
37
5. 水素社会へ向けて : 要素技術の開発とコスト分析
ⓒ 2018 NPOブルーアース
出典:
出典: エネルギー庁

38. 【E＆Eセミナー (No.12)】 [ヨコハマ・エコ・スクール (YES)]
ⓒ 2018 NPOブルーアース 38
5. 水素社会に向けて “発電コスト”
出典：コスト等検証委員会

39. 【E＆Eセミナー (No.12)】 [ヨコハマ・エコ・スクール (YES)]
ⓒ 2018 NPOブルーアース 39
まとめ
1. 再生エネルギーとグローバル需給のエネルギー新時代になってき
た。
2. ”電気エネルギー依存”の課題がクローズアップされ、短期的には
再生エネルギー比率アップによる大型蓄電とEMS技術が重要にな
ってきた。
3. FCと水素関連技術が着実に開発されている。
4. 日本には、水素技術に関する産学連携の卓越した技術力がある。
5. 水素社会への基本戦略が動き出した。
6. もう一つの２次エネルギーとしての水素製造、水素備蓄、水素輸送、
水素発電への移行の予測が出てきたが、長期的な関連設備の低
コスト化の実現度合いに左右されるだろう。

40. 【E＆Eセミナー (No.12)】 [ヨコハマ・エコ・スクール (YES)]
40
おわり
ご清聴ありがとうございました。
ⓒ 2018 NPOブルーアース
三竿郁夫 連絡先
e-mail : ikuomisao@gmail.com
LinkedIn プロフィールID : https://www.linkedin.com/in/ikuomisao/