i氏の海外生活体験記

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世界に優位な日本技術分野

2012-04-19 00:12:13 | かわうち湖の海水揚水発電
4/18PHP Biz Onlineで伝えておりました。

-世界に勝つ! 「日本の環境技術」最前線/加賀谷貢樹(ジャーナリスト)-

◆日本の火力発電の環境性能は高い◆

 昨年3月の東日本大震災以降、太陽光発電や風力発電、バイオマスをはじめとする再生可能エネルギーやリチウムイオン電池などの環境技術が脚光を浴びている。だが日本にはそれ以外の分野でも、世界トップレベルの環境技術が数多く集積していることはあまり知られていない。三菱総合研究所環境・エネルギー研究本部の西村邦幸主席研究員によれば、その筆頭に挙げられるのは、CO2削減効果の高い高効率の火力発電技術だと語る。

「かつて“環境汚染”が懸念された火力発電も、技術の進歩により環境性能が著しく向上。とくに日本の環境技術を世界に輸出するという視点からみた場合、火力発電がその主流となっています。一方、太陽光や風力発電などの分野では、中国メーカーの攻勢ですでに価格下落がそうとう進み、将来的にも日本メーカーの苦戦が想像されます」

 火力発電技術のなかでも特筆に値するのが、日本の発電電力量の約3割を占めるLNG(液化天然ガス)火力発電である。石炭と比較した場合、LNGのCO2排出量は4割減、光化学スモッグ等の原因となるNOx(窒素酸化物)は6~8割減。酸性雨をもたらすSOx(硫黄酸化物)とばいじん(煤や燃えかす)の排出はゼロである。

 こうしたクリーンな化石燃料であるLNGを燃料に用いる、高効率のガスタービンコンバインドサイクル(GTCC)発電設備を備える中部電力(本店:名古屋市)の新名古屋発電所(名古屋市、総出力約300万kW)を訪ねた。同発電所が生み出す発電量は、名古屋市内で1年間に使用される電力量に相当する規模だ。

 コンバインドサイクルとは、高温高圧のLNG燃焼ガスでタービンを回して発電したあと、その排熱を利用してつくった蒸気で蒸気タービンを回し、再度発電を行なう方式。二種類のタービンを組み合わせて発電することで、熱エネルギーの利用効率を大きく高めることが可能だ。

 従来の火力発電所の熱効率は35~45%だが、新名古屋火力発電所が2008年に導入した最新鋭の8号系列の熱効率は58%へと大きく向上。ガス入り口温度(燃焼温度)を1500℃まで高温化することでこれを実現した。熱効率が高いほど燃料消費量が減り、CO2排出量も削減できるという。同8号系列のCO2削減効果は、年間120万tを超えるという。

 中部電力によれば、1970年の運転開始から40年以上が経過した西名古屋火力発電所(愛知県海部郡飛島村)7号系列の設備更新が進められており、世界最高水準の熱効率60%に達するGTCC設備が2019年度に運転を開始する予定だ。

 鉄の融点(1535℃)前後の高温高熱にさらされるタービン羽根などに使用される耐熱合金や遮熱コーティング、冷却システム等の技術をとっても、研究開発のハードルは高い。日本の技術力の結晶の一つといってよいだろう。昨年、三菱重工業(本社:東京都港区)では、アゼルバイジャン、韓国、タイ向けのGTCC設備を受注している。

◆日本の年間CO2排出量を中印米で削減可能◆

 ちなみに現在、世界の発電電力量の内訳をみると、石炭火力が最も多く、約41%を占める。再生可能エネルギー先進国であるドイツやデンマークでも、じつは発電電力量の半数近くを石炭火力に頼る。それゆえ地球規模でCO2の削減を推進していくうえで、石炭火力発電の効率化を進めることは大きなポイントだ。中国は発電電力量の約8割、インドは約7割、アメリカは約5割を石炭火力に頼っており(2008年)、三国の火力発電所に日本のベストプラクティス(最高効率技術)を導入すると、日本国内のCO2排出量に匹敵する約13.5億tが削減できるという試算もあるほどだ。

 なかでも有力な技術が、日本が世界最高水準の発電効率を誇る超々臨界圧(USC)石炭火力発電である。石炭を燃やして蒸気をつくり、蒸気タービンを回して電力を得る石炭火力発電では、蒸気が高温高圧になるほど効率がよい。なおUSCとは、蒸気圧力が218気圧以上で、蒸気温度が566℃を超えるものをいう。

 現在、Jパワー(本社:東京都中央区)が2009年に運転を開始した磯子火力発電所(神奈川県横浜市)の新2号機(60万kW、USC)が、石炭火力として世界最高水準の熱効率約43%を達成している。同社は全国7カ所に総出力841万kWの火力発電所をもつ、石炭火力発電シェア国内トップの卸電気事業者。これまでに国内市場で培った技術やノウハウを活かし、1960年代から海外コンサルティング事業を行なっており、90年代後半からは海外発電事業にも取り組んでいる。2011年12月末現在、同社はアメリカ(10件)、タイ(9件)、中国(4件)をはじめとする世界7カ国で29件、持分出力合計約360万kWの海外発電事業を行なっている。

 昨年10月には、Jパワー、伊藤忠商事、インドネシアのアダロ(PTADARO POWER)社の3社が共同出資した発電事業会社が、インドネシア国有電力会社(PLN)とのあいだに、中部ジャワ州に合計200万kWの高効率(USC)石炭火力発電所を建設、25年間電力供給を行なう長期売電契約(PPA)を締結した。インドネシア初のUSCにして、アジア最大級の高効率石炭火力によるIPP(卸電気事業)案件の受注に成功したのである。

 同社国際営業部IPP営業室長の水本明彦氏は、「高効率で石炭の消費量が少なく、CO2排出量を大きく削減できる技術力が評価されました。国内で15年間にわたるUSCの運転実績をもち、事故率が低く、熱効率が10年経ってもほとんど落ちないという、ソフト面も十分にアピールできたのではないでしょうか」と話す。

 かつてインドネシア市場では、複数の中国企業が中国政府の政治力を背景に、合計1000万kW規模のIPP案件を受注したことがある。だが、スケジュールどおり営業運転が開始できず、仕様どおりの性能を出せないケースが頻発。インドネシア政府当局者が「中国製は安いが信頼性の面で問題がある」と感じていたタイミングで入札を迎えたことが、今回有利に働いたようだ。

 とはいえ、年来の円高が日本勢にとって大きなハンディキャップになっていることも事実。「日本の環境技術を輸出するのですから、日本製品をできるかぎり採用したいのですが、品質とコストの両立は難しい。コア部分については日本製を維持しますが、汎用品を利用できる部分については、海外製品も積極的に活用していく必要があります」と、水本氏は語る。

 一方、Jパワーでは低炭素技術の研究開発にも積極的に取り組んでおり、木質ペレットや下水汚泥燃料などを石炭に混ぜて燃やすバイオマス燃料の混焼も推進。加えて同社では、USCよりもさらに高効率な石炭ガス化複合発電(IGCC)およびCO2回収・貯留(CCS)技術の研究開発も積極的に行なっている。こうした次世代の低炭素技術により、将来的には「ゼロ・エミッション石炭火力発電」の実現も可能だといわれている。

 なお、火力発電の技術以外で日本の有望な発電技術はないのか。三菱総合研究所の西村氏によれば、地熱発電も日本勢の国際競争力が強い分野。世界で使用されている地熱発電用タービンの約7割が日本製だという。200℃以上の熱水が地上に噴出する際に蒸気を取り出し、タービンを駆動する「蒸気フラッシュ型」の発電設備を得意としている。

「海外の有望市場は、世界最大の地熱資源をもつインドネシアを筆頭に、フィリピン、アフリカ、中南米、ニュージーランドなどです。一方、日本も世界有数の地熱資源大国ですが、国内で地熱発電所を新設する際、環境アセスメント(影響評価)に時間がかかるほか、温泉資源の保護のため、開発が制約されてきました。3月下旬、環境省は国立・国定公園内での地熱発電のための採掘を許可するように方針転換しましたが、とくに保護が必要な地域は引き続き開発を制限する予定です」(西村氏)

 たとえば、富士電機ホールディングス(本社:東京都品川区)は1970年代から地熱発電設備の海外展開を始めており、地熱用蒸気タービン発電機で世界トップクラスのシェアを誇る。昨年5月には、世界最大の発電出力(14万kW)をもつ地熱発電設備をニュージーランドに納入し、運転を開始している。

◆新興国で急成長する水ビジネスでの強み◆

 経済産業省が2009年8月に設置した水ビジネス国際展開研究会がまとめた「水ビジネスの国際展開に向けた課題と具体的方策」(2010年4月付)によれば、2007年時点で36.2兆円だった世界の水ビジネス市場規模は、2025年に86.5兆円まで成長する見通し。世界市場のボリュームゾーンは上水道分野(38.8兆円)と下水道分野(35.5兆円)で、工業用水・工業下水(5.7兆円)や海水淡水化(4.4兆円)が成長ゾーンになるとみられる。

 こうしたなか、日本勢が目立った活躍をみせている分野の一つが、一般工業用途や上下水道、排水処理、海水淡水化など広範囲の水処理に用いられるRO膜(逆浸透膜)。日本のRO膜メーカーの世界シェアは非常に高く、売上高ベースで1位の日東電工(29%)と2位の東レ(16%)を合わせて45%に達する。RO膜には1ナノメートル(100万分の1mm)を下回る微細な孔が無数に空いており、バクテリアやウィルスはおろか、液中のイオン類までを除去可能。そのため海水中のナトリウムイオンやカルシウムイオンを除去して真水をつくることができる。

 日東電工(本社:大阪市)は1973年にRO膜の研究・開発を開始。同社技術の特徴は、処理水をろ過する際に必要な圧力を低く抑えられる(超低圧RO膜)ため、省エネ性が高く、設備全体の小型化に貢献できること。RO膜を筒状のケースに収めたエレメントの単体納入が中心で、中東・インド、アメリカ、中国、シンガポール、オーストラリアなど数多くの輸出実績をもつ。

 日本、アメリカ、中国の三極生産体制を構築し、世界に20カ所以上のセールス・テクニカル拠点とR&D(研究・開発)拠点がある。昨年10月にはシンガポールの中空糸膜メーカー、メムスター社と業務提携。中国向けに、耐薬品性およびコスト競争力の高い商品ラインアップの拡充を図るという。

 また同社は昨年6月、ノルウェー国営の電力会社スタットクラフト社と、世界初の「浸透膜発電」の共同研究をスタートさせた。本来は水処理に使われる膜を、発電に利用するという斬新な試みである。2015年の稼働が目標だ。水が浸透膜を通って濃度の濃い海水に向かって流れることで生じる圧力(浸透圧)を利用してタービンを回し、発電する。海水と淡水の濃度の差を利用するもので、日照や風の具合、天候などに左右されない再生エネルギーとして注目されている。

 一方、下水処理の過程で生じる下水汚泥の処理技術に強みをもつ月島機械(東京都中央区)が、中国を中心に海外展開を活発化させている。

「中国における下水汚泥処理は待ったなし。いま中国では大量に発生する汚泥の捨て場所に困り、大きな社会問題になっています」と、同社海外水インフラ室の高橋正純室長はいう。

 下水処理設備から出る汚泥は一般に、汚泥濃縮→消化槽(汚泥中の有機物を分解)→脱水というプロセスを経たあと、(1)汚泥乾燥→汚泥焼却、または(2)汚泥乾燥→汚泥燃料化という流れで処理される。同社は汚泥乾燥・汚泥焼却分野で国内トップシェア。また乾燥させた汚泥を低温で蒸し焼きにして、石炭の代替となるバイオマス燃料をつくる汚泥燃料化技術を、Jパワー、メタウォーターと共同開発し、まもなく国内1号機が供用を開始する。

 同社は昨年5月、上海市から下水汚泥乾燥・焼却プラントを受注し、同9月には広東省佛山市向けに汚泥乾燥機を受注。中国市場を熟知し人脈も豊富なパートナーである、北京機電院高技術股フン有限公司(北京市)との共同受注だ。

 いまのところ、汚泥の乾燥以降のプロセスを提供できる中国メーカーは限られている。同社の技術力は中国側にも評価され、3月20、21日に清華大学で行なわれた「第5回中国環境産業大会」で、同社は「2012環境企業競争力大賞」を受賞している。

 先の上海市および佛山市の案件についても、当局側に、社会問題化している汚泥処理で失敗したくないという思いがあり、「汚泥乾燥機および焼却設備で安定した運転実績があること」という事項が入札条項に盛り込まれた。今回の受注の背景にはこうした「追い風」があったわけだが、技術的優位がいつまで続くかは予断を許さない。

 こうしたなか同社は、2010年11月にJFEエンジニアリング(本社:東京都千代田区)と業務提携の基本合意を行ない、海外における上下水道設備、バイオマス関連設備、産業廃棄物処理設備などの分野で受注拡大を図っているほか、今後の収益源として汚泥燃料化の事業スキームを中国でも構築する考えだ。

◆インドにリサイクル技術をパッケージとして輸出◆

 もう一つ、日本が世界的に高い技術をもっているのが「静脈産業」と呼ばれる廃棄物処理・リサイクル分野だ。環境省では2011年度から「日系静脈産業メジャーの育成・海外展開促進事業」を開始した。

 アジアをはじめとする途上国では、急速な経済発展の一方で、廃棄物の適正処理が追いつかず、環境汚染が進んでいる。そこで政府がアジア各国と「3R国家戦略」の策定、法制度整備の支援や政策対話を進めつつ、「日本の先進的な廃棄物処理・リサイクル技術を制度とパッケージにして海外展開」を図るというわけだ。環境省では、アジアの都市ゴミ処理の市場規模が2020年に約600億ドル(1ドル=83.3円として4兆9980億円)に達すると見積もる。

 同事業の一環として、具体的な廃棄物処理・リサイクル技術の海外展開を想定した実現可能性調査に対する国の支援が行なわれている(静脈産業の海外展開促進のための実現可能性調査等支援事業)。昨年度、「インド国グジャラート州における携帯電話を中心とする小型家電リサイクル事業」が採択された日本環境設計(本社:東京都千代田区)を訪れた。

「3年前の話ですが、いま現地で一緒に事業を進めているパートナー企業が、日本のリサイクル技術に興味をもっているから一度会わないか、と調査会社から電話がありました」と、同社専務取締役・高尾正樹氏は話す。

 当初、同社が独自技術をもつ繊維製品のリサイクルをインドで行なう話が進んだが、同国内における環境法整備が未成熟で、事業化するのは難しいと判断。インドで急速に普及している携帯電話のリサイクルに注目し、同事業に応募した。

 高尾氏によれば、インドにおける携帯電話の回線契約数は日本の3倍。各州で料金体系が異なるため、一人で携帯電話を複数台もつことが多いという。同州で使用済み携帯電話を回収して日本に送り、同社の今治工場にあるリサイクルプラントで、携帯電話のプラスチック部分を熱分解して重油相当の燃料に再生(油化)し、ボイラーの燃料などに利用する。携帯電話の金属部分は、専門のリサイクル技術をもつ鉱山会社などに処理を委託し、回収された貴金属やレアメタルを売却する。こうした適正処理の仕組みを構築しつつ、事業の採算性を調査した結果、同社はたしかな手応えをつかんだようだ。

 高尾氏は、事業の採算性もさることながら、「資源外交」を担う一人としての自覚を大切にしている。

「インド国内では(電子基板などから)金を抽出する際、水銀が使われており、中毒などの健康被害が絶えません。私たちはこの問題について、現地当局に対して『日本では廃棄物処理法のもとで、こんな処理を行なっている』などの情報を提供しました。そのかいもあって、今年5月に電子基板類の廃棄に関する法律が施行されることになりました。政府担当者も現地にもっと足を運び、『日本はこうやって廃棄物処理の問題を克服してきた』という経験を伝えてほしいですね」

技術開発の手をひとときも休めるな

 ところで、CO2排出削減効果の高い日本の環境技術の輸出を促進するうえで、排出権取引をいかに活用するかを考える必要がある。京都議定書に基づき、途上国でCO2削減プロジェクトを実施し、そこで削減したぶんを排出権(クレジット)として先進国に売却するCDM(クリーン開発メカニズム)が普及しているが、問題も多い。

 富士常葉大学総合経営学部の山本隆三教授は、「これまで日本政府と電力業界、鉄鋼業界が、CDMを含む4億t分の排出権を約1兆円で購入しましたが、それで日本の環境技術はどれだけ海外に売れたのでしょうか」と指摘する。

 たとえば、世界のCDM発行シェアの7割を占める中国のCO2削減プロジェクト案件は、価格競争力の面から、日本の技術や設備はほとんど使われず、中国製、欧州製のもので行なわれているのが現状だ。こうした反省を踏まえ、政府は「二国間クレジット」制度の構築をめざしている。同制度は二国間約束のもとに、日本の優れた環境技術や製品を利用してCO2削減プロジェクトを相手途上国で実施し、達成された排出削減量を日本の排出権として認定するもの。すでにインド、ベトナム、インドネシアを対象に、二国間約束の締結に向けた政府間協議が行なわれている。これによって、日本の環境技術の国際展開に大きく弾みがつく可能性がある。

 とはいえ、山本氏によれば、日本の電力会社は昨年の震災後、厳しい経営を余儀なくされており、政府予算も厳しいいま、いったい誰がクレジットを引き受けるのか、という問題があるという。

 もともと日本の環境技術は、戦後粛々とインフラの整備を進め、公害を克服してきた経験のなかで育った貴重な技術シーズ。日本の環境産業は、そのシーズを活かして世界市場にチャレンジし、停滞が続く日本経済に新たな成長の可能性をもたらすプレーヤーになりうる。だが、世界市場で成功するためには、日本製品と現地製品をいかに組み合わせてトータルなコストを削減するか、というノウハウを学ぶ必要もあろう。相手国の市場を知り、現地のニーズに合った研究開発を、技術者が現地に足を運んで行なうことも重要だ。

 さらに、日本の環境技術が世界のトップレベルにあることは間違いないが、次世代の超々臨界圧石炭火力発電技術である「A-USC」の開発のように、日本が欧州勢に後れを取っている分野もある。中国や韓国の追い上げも厳しい。技術開発の手をひとときも休めてはならない。

-引用終わり-

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東レの水処理膜の開発

2012-02-22 01:02:32 | かわうち湖の海水揚水発電
2/21日刊工業新聞が伝えています。

-東レ、省エネ水処理膜を開発-淡水化の電力半減-

 東レは海水淡水化工程の電力消費量を半減する逆浸透(RO)膜の開発にめどを付けた。2012年度から実際の海水を使った実験で性能を確かめる。クボタも排水リサイクルの電力消費量を40%減らす水処理膜を開発し、12年度から実証する。日本メーカーが強い水処理膜は世界的な水処理市場の成長に伴って需要拡大が見込まれている。省エネルギー化の要求に応える新しい膜を開発し、海外勢との差を広げる。

 東レ、クボタとも新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)の研究事業として、09年度に開発をスタートさせた。
 東レが開発したRO膜は海水からイオンを取り除く能力が高く、薬品に対する耐久性が強い。

-引用終わり-

この分野の技術は是非、浸透圧発電の開発開発促進にも繋げてほしいものです。


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東北電、頼めぬ水力

2012-02-20 15:17:13 | かわうち湖の海水揚水発電
2/20河北新報が伝えています。

-東北電、供給力増強へ腐心 豪雨被災地、頼めぬ水力-

 東北電力の電力供給力をめぐっては、昨年7月の新潟・福島豪雨で停止した水力発電所の運転再開が遅れていることも課題だ。特に福島県金山町にあり同社の水力としては最大規模の発電所が、当初の稼働予定から4カ月経た今も動いていない。地元住民が「発電用ダムの放水が被害拡大につながった」と訴えているのが理由で、補償や安全対策を求める声への対応が鍵となりそうだ。

<昨年10月再開予定>
 豪雨では東北電の福島、新潟両県の29カ所の水力(合計出力約100万キロワット)が被災し停止した。同社は当初、比較的被害の小さい18カ所の運転を昨年中に再開させる予定だったが、現段階で再開できているのは15カ所にとどまる。
 再開が遅れている発電所のうち、出力が最も大きいのが福島県金山町の只見川沿いの第2沼沢発電所(46万キロワット)。夜間に水をくみ上げて貯水し、日中に発電する揚水式で、設備被害はほとんどなく、東北電は昨年10月に運転させる方針だった。

<来月にも対策要望>
 豪雨で金山町では、只見川沿いの住宅など約250棟が浸水被害を受けた。上流には東北電や電源開発(Jパワー)などの複数の発電用ダムがあることから、「放水も被害の原因」との声が豪雨後に上がった。
 住民らは1月、被災者の会を結成。3月にも東北電やJパワー、国に補償や安全対策を申し入れる方向で、東北電も住民を無視する形での運転再開を見送っている。

<スケジュール未定>
 豪雨時の放水に関して東北電は「適正だった」との立場で、家屋や農地の補償、水害防止策などを求める被災者の会との間には隔たりがある。町も「町民が納得できる対応を、発電事業者がとるかを見極めたい」(総務課)と静観している。
 第2沼沢を含む周辺の水力の一部は、東北電が昨年11月に試算した今夏の供給力に含まれている。第2沼沢の再開見通しについて、東北電は「具体的なスケジュールは未定。住民の理解を得られるように引き続き努力したい」と述べるにとどまっている。

-引用終わり-

記録的豪雨という響きは、想定外津波と少々似ているニュアンスと感じました。地熱発電の温泉地影響と同様に住民と十分対話を続けるしかないでしょう。

今後、大型ダムの開発はほぼ出来ないでしょうから、地産地消の小水力発電が増えてくるでしょうね。

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浸透圧発電の解説

2012-01-23 01:27:15 | かわうち湖の海水揚水発電
昨年の記事ですが、原理の説明が記載してありましたのでUpしておきます。この技術は「かわうちダムの海水揚水発電」に利用できないか、と提案していたものです(2011.11.1参照)。

◇実用化すれば原発6基分! 浸透圧発電の可能性
(2011.11.24 DIGITAL DIME)
http://tf.digital-dime.com/newproduct/dimescope/11/11/post_176.html

原発事故以来、太陽光発電や風力発電など、様々な自然エネルギーが再注目される中、新たな発電方式に大きな期待がかかっている。東京工業大学の谷岡明彦教授が手がける「浸透圧発電」だ。谷岡氏が語る。

「国内の河川の流水量から試算した結果、実用化すれば最大で500万~600万kWの電力がまかなえます。これは原発約6基分。しかも太陽光や風力のように天候に左右されず、安定して電力を供給でき、発電コストは1kW/hで14円程度。 太陽光より安価で、風力並みです」

浸透圧発電は、海水と淡水をそれぞれポンプで汲み上げ、半透膜(淡水は通すが海水は通さない膜)で仕切ったタンクへ送水。半透膜を通じて、淡水が海水側へ浸透する働きを活用した。海水の塩分濃度が上がれば、浸透の勢いが増すため、この水流によってタービンを回転させ、発電する仕組みだ。

日本では80年代にも同様の実験が行なわれた。しかし、近海の海水の塩分濃度が低く、発電に必要な浸透圧が得にくいことがネックとなり、実用化には至らなかった。

そこで谷岡氏が目をつけたのは、水不足解消のために実用化されていた海水淡水化設備だ。海水を淡水化する際、通常の海水に比べ2倍も高濃度の塩水が大量に排出される。このまま海へ放出すれば、生態系に影響が出るため、この濃縮海水は淡水と混ぜて排出されている。

谷岡氏は海から汲み上げた海水を、同様の設備を利用して発電に必要な濃度まで濃縮したのだ。

現在では30気圧の圧力を得られることが実証できている。
「これは高低差300mの水流を活用する水力発電所と同等のパワー。それが平坦な河口付近で実現できるのです。濃縮海水は淡水と混ぜて排出されますので、生態系に悪影響を及ぼすこともありません」

また、現在は濃縮海水を利用しなければならないが、浸透圧を高めるための膜の開発も進んでおり、濃度を高めなくても発電に必要な水量を得ることも可能になりそうだという。

この膜が完成すれば発電コストのさらなる削減にもつながる。

「日本の膜の製造技術は世界トップクラスなので、そう遠くないうちに実現すると見ています」

このプロジェクトは、新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)が推進する事業にも選ばれ、バックアップ態勢も整った。

中国、シンガポール、アメリカ、EUも研究を始めており、国際的な開発競争も激化しつつあるが、谷岡氏は世界に先駆けて、3年後の実用化を目指している。

「以前は実現不可能だと思っていましたが、技術的な課題はクリアしつつあるので、実用化へのスピードも上げていきたい」

と、谷岡氏は自信を覗かせた。

-引用終わり-

追加記事です。

◎(刊11/15環境18) 日東電工はノルウェー国営電力会社と浸透膜発電の開発で契約締結,海水と淡水の塩分濃度差利用,逆浸透膜応用
http://www.nitto.co.jp/dpage/400.html

-引用終わり-

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水力発電の新たな動き

2011-11-07 03:22:51 | かわうち湖の海水揚水発電
ここにきて国の新たな動きが出てきました。

国土交通省は東日本の水力ダムの貯水量増加の可能性を調査するよう指示を出しました。3月までにモデルケースを選定して夏場には実証するようです。

また、経済産業省はJパワーにベトナムにおける揚水発電の可能性調査(F/S)を委託しました。ベトナムへは原発建設の技術供与が決まっていますが、余剰電力用に揚水発電も同時に提案するのでしょう。ちなみにベトナムではまだ揚水発電はありません。言うまでもなく日本は揚水発電の導入容量で世界一であり、計画・設計・調達・建設・管理と一貫したノウハウを持っています。使用する水車や発動機などの設備類もアジア地域では4割以上のシュアがあります。

ベトナムは大地震は殆ど無い国で津波の心配も少なく、原発を日本国内に作るのと違い安心感はあります。ただ、使用済み核の話は課題として残ります。(果たして日本へ持って帰る約束をするのでしょうか)

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かわうちダムは活かされるか(その5)

2011-11-01 13:49:01 | かわうち湖の海水揚水発電
11/1の日経に大間原発の記事がありました。「運転開始メド立たず」です。

Jパワー社長のコメントでは「工程通り進めることは極めて困難」としながらも「建設を中止することはない」と明言しています。工事全体の進捗率は全体の37.6%とあります。工事費率で1,500億~2,000億というところでしょうか。

実は沖縄のやんばる海水揚水発電所も偶然Jパワーです。なんとか「中間貯蔵施設+風レンズ風力発電設置」へ用途変更できないものでしょうか。

さて、かわうちダム側の浸透圧発電について少しコメントしておきます。

これは別名「漬物発電」とも言われます。つまりこういうことです。漬物を作るときに塩分の作用で野菜がしわしわになります。この原理を利用して「海水と真水の塩分濃度の違いから電力を作り出す新エネルギー」と定義されています。海水と真水の間に0.1mmの薄い浸透分離膜を挟むのが新技術です。真水が海水に浸透しようとする圧力が流量増加となり、タービンをより強く回転させる仕組みです。KWコストは太陽光の半分程度と言われています。

この膜の研究に日本とノルウェイが共同で取り組んでいます。日本メーカー+大学グループは3年後に商用プラントを目指し、日本+ノルウェイのグループは4年後に2,000KW級の実証プラントを計画しています。

日本の河口付近で利用できる方式として注目されていますが、カギは新技術の浸透膜が大型プラントの実用に耐えうるか、というところです。

蓄電施設としての水力発電の機能は誰しもが認めるところです。しかし、日本においては既に新規で作れる適地が無い、と言われております。

このかわうちダムと大間原発のコラボこそ是非実現してほしいプロジェクトと考えています。

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かわうちダムは生かされるか(その4)

2011-11-01 03:52:19 | かわうち湖の海水揚水発電
海水揚水発電について少し触れておきます。

海水揚水発電:
降雨で貯留した水を汲み上げるのではなく、海水を汲み上げて落下させる揚水発電のことです。唯一原発の無い沖縄にその事例があります。Jパワーの「沖縄やんばる揚水発電所」といいます。世界初の海水揚水発電です。通常の揚水発電では上部調整池と下部調整池の2つの貯水池が必要ですが、ここでは下部の調整池を「海」として海水を利用しているものです。高低差136m、3万KW/6時間でφ2.4mのFRP管を使用しています。発電所は地下式で1万世帯分の電力を供給しています。5年の実証実験を経て300億円の建設費とあります。費用効率は悪く、維持管理も大変ということですが、どうしても電力供給のできない地区の一つの実験用ということでしょう。当然、断崖絶壁に適しています。

言うまでもありませんが、揚水発電は一般的には、汲み上げて落下させるのですから、夜間の余剰電力を使用して汲み上げるのが常識です。つまり、原発の夜間余剰電力とセットで利用するケースが多いのです。効率性の悪い揚水発電が重要なのは、風力や太陽光などの天候まかせの不安定電力とは違い、電力として安定であり、蓄電=貯水がクリーンであり、供給の対応性(即時性)に優れる点にあります。

揚水発電の場合は、一般に通常の水力発電の10倍くらいのKWコストになります(火力発電の5倍)。
この海水揚水発電の欠点は効率性のほかに、海水利用の環境面での検証が必要です。やんばる発電所でも海水が地中に浸透しないよう特殊なゴムシートで囲ってあるそうです。

かわうちダムに利用する場合は、従来の雨水と海水の分離方法の工夫が必要です。海水を河川下流に流す訳にはいきません。そこで考えたのが、海水・真水分離と流量補完の可能性のある新エネルギーの「浸透圧発電の併用」なのです。

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かわうちダムは生かされるか(その3)

2011-10-29 09:34:23 | かわうち湖の海水揚水発電
このアイデアは大きく2つに分かれています。

1.かわうちダムの有効利用(海水揚水発電による蓄電化/浸透圧発電併用)
2.大間原発(建設中)の計画変更(中間貯蔵施設化/風力発電施設設置)

このうち、風力発電は既存の風車ではなく「風レンズ風車」を提案します。これは、九大で開発されたものですが、従来よりコンパクトでかつ、発電力が2~3倍期待できます。騒音やハードストライクも少なくなるようです。

すでに、福岡のシーサイドももちに小型が4基ほど設置されていて、洋上施設としても博多湾でNEDOの実証実験が始まっています。

風レンズ風車は大型での実用化は5年先ということですし、浸透圧発電の大型プラントの実証も4年先ですので、丁度良いタイミングです。どちらも日本主導の技術です。

取りあえず、小型の風レンズ風車を「かわうちマリンビーチ」に設置して検証したいところです。公衆トイレや街路灯の電源として最適です。

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かわうちダムは生かされるか(その2)

2011-10-24 22:45:37 | かわうち湖の海水揚水発電
急遽、現場をみてきました。紅葉真っ盛りのかわうちダムです。(写真集はフォトチャンネルにUP予定です)

先ず、収穫は、建設途中の大間原発が今後どうなるか分かりませんが、送電線は既に川内~むつまで4~5年前に敷設済みである、という事です。かわうち温泉(あっちゃのまま)の後ろを送電線は通っていました。

意外だったのは、ダムの上流側が「野平キャンプ場」として駐車場や水道、散策路などがきれいに整備されていたことでした。結構な敷地面積です。県の施設かとは思いますが、考えようにっては好都合です。ここの一部に貯水施設や発電施設が可能と考えます。

現在、ダムそのものは既に機能の有効性は小さくなったと考えます。河川下流の護岸整備が終わってしまい、洪水調節機能の必要性が殆ど無くなったからです。

余談ですが、このかわうちダム周辺の森林事業計画の古地形図を偶然父親が所持していました。また、かわうちダムの建設当時には母親が事務所の手伝いに行っていました。こんな関係からも私にとっては愛着のある地域なのです。

この揚水発電化アイデアは、興味の無い人にとっては詰まらない話ですが、実現すればきっとある意味世界の注目プロジェクトとなることでしょう。

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かわうちダムは活かされるか

2011-10-02 00:48:20 | かわうち湖の海水揚水発電
かわうち湖(ダム湖)と道の駅は何度かこのブログにも出てきました。

結構、真剣に思うことがあります。

本日、ニュースでも電力3社(東電、東北電、北電)が風力拡大に向けて共同実証実験を行う、と伝えています。電力の融通にようやく本腰を入れるようです。もちろん背景には電力買取り制度(脱原発)の流れがあります。

以前から下北半島は全国的にも原発半島として有名だと書いてきました。いま、脱原発の流れを受けて半島がゆらいでいます。東通り村原発、大間原発、むつ中間貯蔵施設、六ヶ所村再処理施設他など、ここは原発銀座なのです。

私は原発の専門家ではないので、アイデアレベルの思い付き提案なのですが、聞いてください。

核の中間貯蔵施設は50年程度の間、使用済みの核を一時保管する施設です。現時点ではその後に別の場所で再処理する計画ではありますが、六ヶ所村再処理施設だけでは不足のようです。

取りあえず、現在稼働している原発の使用済み核の中間貯蔵を行う場所が必要なのです。これから脱原発をしたとしても既に稼働している核は処理していくことが必要です。

むつ中間貯蔵施設だけでは不足なので、現在計画中の東通り村原発と工事中の大間原発の用地を中間貯蔵施設に用途変更できないか、という提案なのです。核を格納する設備規模は活かせるのではないかと考えるのです。その場合この施設では発電はしません。貯蔵のみです。原発施設計画を簡単にゼロに出来ない苦渋の選択です。

次に中間貯蔵施設の上部、周辺に風力発電施設を作ります。下北は風が強いとはいえ採算ベースに乗らないかも知れませんが、自然エネルギーと組み合わせるのがミソです。この風力の電気はかわうちダムに送電します。ここに揚水発電所を作り、安定した水力エネルギーで蓄電し、中間貯蔵施設の電力を賄うという発想です。

現在かわうちダムは農作物、水田の用水に使われていますが少量です。このダムから津軽海峡まで6kmのトンネルパイプを通し、海水で揚水発電を行い蓄電しようというものです。海水の揚水発電は沖縄に唯一参考事例があります。海水と真水は浸透圧発電の開発を促進させ併用します。

何百億円か掛かるのでしょうが、原発の5000億円とかに比べたら、2基の脱原発化と新たに中間貯蔵施設が確保され、風力、揚水と自然エネルギーの推進が出来るのですから一石三鳥です。残念ながら費用対効果はイマイチですが、用地・環境問題も最小で済むはずです。

課題はたくさんあります。しかし、是非、FS調査で検討の土俵にのせてほしい、と思う今日このごろです。

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揚水発電は可能か

2011-07-17 05:51:03 | かわうち湖の海水揚水発電
いま、密かに勉強していることがあります。

「揚水発電」です。

日本のエネルギー問題の補助として期待はされていますが、課題も多いです。

・揚水発電の大きな働きは電力ピーク時の非常用の備えとして有効。
・特色は5分で発電対応ができること。水の位置エネルギーとして備蓄できること。
 電気の備蓄が可能であることは技術上大きなこと。
・発電方法は、高地と低地にそれぞれダムを造り、昼は落下で水力発電、夜は余剰電力で下ダムから上ダムへ
 ポンプ揚水というもの。
・発電効率は良くない。
・夜に電力が余っていないとコストのムダ。原発は一日中発電しているので夜は電力が必ず余る。
 そのため、原発と揚水発電をセットで考えるのが常識となっている。
 発電形式が違うのでコストは別々に計上されているのがミソ。
・出来る地形にかなり制約がある。発電所は一般には地下式。岩盤、漏水の課題もある。
・日本は世界でも有数な揚水発電王国。全国で44か所あり総電力の10%。技術的には世界一。

もちろん、新規ダムは建設困難、という脱ダムの方針もあるので、私の案は現在あるダムを利用しようとするものです。

カンの良い方はピンときたはず。 現在のダムとは多目的「川内ダム」。夜の余剰電力とは「下北原発」と「風力発電」。下ダムとは津軽海峡の海です。

そんな突拍子もないこと、と思うなかれ。

6kmのパイプトンネル2本と地下発電所を作れば十分可能です。

技術的な課題は2点。
・海との落差が200mくらいか。日本一の揚水発電の半分の規模。
・海水を使用したいので現在の河川には放流できない。系統を別々にする改良必要。

最終目標は下北を電力のベストミックスのモデル地区とし、スマートグリッドを導入することです。

まあ、そこまでは無理でしょうが。


さて、この方式が可能であれば現ダムを利用し、毎年洪水が多く、電力不足のベトナムに適用できそうだ、とも考えています。

まあ、いくらODAがあっても足りないということでしょうが。


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