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水素がつくる未来を形に 水素エネルギーによる低炭素社会を実現する一歩 水素製造技術と水素ステーション

今、二酸化炭素の排出を低減することにより、自然環境を守り、経済的な豊かさが両立する「低炭素社会」が模索されています。いつの時代も、社会の要請に応えていくことは、三菱化工機の創業以来の使命です。当社では、エネルギー利用の効率化、廃棄物を軽減するシステム、再生可能エネルギーの利用促進等を推進しており、低炭素社会への対応を事業戦略の柱の1つとして取り組んでいます。当社ならではのエネルギー、環境分野の技術が低炭素社会の実現、ひいては地球環境保全につながっていくものと確信しています。ここでは、低炭素社会の実現に向けた、当社の革新的な取組みをご紹介します。

低炭素社会で果たすべき使命

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低炭素社会の実現の一環として、二酸化炭素や大気汚染物質を排出しない、燃料電池自動車(FCV)の販売が、2015年より本格的に始まります。
二酸化炭素をはじめとする大気汚染物質を排出するガソリン車に対し、燃料電池自動車は、水しか排出しません。さらにそのエネルギー効率はガソリン車の2倍程度(※1)とも言われており、究極のエコカーとして大きな注目を集めています。

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水素と酸素の化学反応によって得られる電気エネルギーで走行する燃料電池自動車は、ガソリンに代わって水素が燃料となります。よって、燃料電池自動車普及のためには、先行して水素供給インフラを整備する必要があり、2015年までに全国に100箇所程度の「水素ステーション」を整備、さらに2025年には1000箇所程度の設置目標が掲げられています。

(※1)ガソリン車のエネルギー効率(15~20%)に比べ、2倍程度(30%以上)。 経済産業省「水素・燃料電池実証プロジェクトJHFC」Webページより

燃料電池自動車インフラ整備の要、水素ステーション建設を担う

とよたエコフルタウン 水素ステーション

とよたエコフルタウン 水素ステーション

新型高性能小型オンサイト水素製造装置「HyGeia-A」

小型オンサイト水素製造装置「HyGeia-A」

三菱化工機は、来たる燃料電池自動車普及の時代に対して、新型高性能小型オンサイト水素製造装置「HyGeia-A」を用いた水素ステーション建設に注力しています。

当社で長年培われてきた水素製造技術の実績、知見が結集された「HyGeia-A」は、都市ガス(天然ガス)及びLPG(プロパンガス)を原料とし、水素を製造します。その水素製造能力は商用水素ステーションの標準とされる1時間あたり300Nm3を実現し、製品水素純度は、ファイブ・ナイン(99.999%)以上。改質効率も世界屈指を誇ります。また、水素ステーションでの専有面積も当社従来機の約1/2に削減し、設置面積はわずか24m2。高性能と省スペース化で水素ステーションの普及拡大に貢献していきます。

また、当社では、水素ステーション内に「HyGeia-A」を設置して水素を製造する「オンサイト型水素ステーション」のみならず、他の場所で製造された水素を輸送し、水素ステーション内の蓄圧器に貯蔵する「オフサイト型水素ステーション」にも取り組んでおり、それぞれの全体設計、建設、メンテナンスまでのエンジニアリング一式の提供が可能です。

革新的な創エネ技術への挑戦

さらなる二酸化炭素の削減を目指すために、私たちは次世代エネルギーのひとつである水素を創り出すことにも積極的な取り組みを行っています。それが、下水処理場の消化工程から発生している下水バイオガスから水素を創出する技術です。

下水処理場で発生する下水汚泥は、安定的な都市型バイオマス(再生可能な有機性資源)であり、下水汚泥を消化することによって得られる下水バイオガスは、現在ではその約3割が未利用のままであり、その有効利用が期待されております。
三菱化工機は、福岡市、九州大学、豊田通商株式会社と共同で、下水汚泥から得られる下水バイオガスを原料として水素を創出し、燃料電池自動車に水素を供給するシステムの実証事業を、国土交通省 国土技術政策総合研究所の委託研究として行っています(※2)。

本実証事業では、下水汚泥処理設備の消化槽より得られた下水バイオガスから、膜分離装置によりメタン濃度を上げ、精製したメタンを原料に、当社の水素発生装置「HyGeia-A」で水素を製造します。この一連の設備を設計・建設し、下水バイオガスから燃料電池自動車に水素を充填するまでの技術実証を行います。
バイオマス由来の水素は、カーボンニュートラル(※3)であることが特長です。さらに下水バイオガスの前処理工程の膜分離装置では、オフガスとして排出される二酸化炭素の液化回収設備を導入しており、カーボンポジティブ(※4)で環境負荷の低い水素を安定的に供給できるシステムとしています。

日本全国の未利用下水バイオガスからの水素製造ポテンシャルは約1.3億Nm3/年と試算(※5)されており、再生可能エネルギーとして大きな期待をされています。都市型バイオマス集積所である下水処理場で発生する下水バイオガスを原料とした水素製造設備は、製造した水素をオンサイト型水素ステーションに供給したり、出荷設備を設けることによりオフサイト型水素ステーションへ運搬・供給が可能です。また、将来的には水素製造過程で排出された二酸化炭素を回収しハウス栽培で利用できる可能性を秘めています。このようにエネルギー需要地に近い都市部の下水処理場に水素ステーションを構築することにより、地産地消のエネルギー供給システムとして、市民生活へ多角的な貢献ができます。

下水道バイオ水素を利用した今後の展望0807

(※2)本実証事業は、国土交通省が実施する「下水道革新的技術実証事業(B-DASHプロジェクト)」に提案し、平成26年度事業として採択されたものです。

(※3)カーボンニュートラル:環境における炭素量に対して中立であることを指します。よって、生産等を行った際に、温室効果ガスの排出される量と吸収される量が同等であることを指します。

(※4)カーボンポジティブ:温室効果ガスの排出される量よりも吸収される量のほうが多いことを指します。

(※5)国土交通省 水管理・国土保全局 下水道部 下水道企画課「下水道における水素製造・利用の取組」より。平成23年度の未利用下水バイオガス(85百万m3)について、 水蒸気改質法を想定して試算しています。

当社の技術が、みなさんの生活の身近なところで役立てる日は、すぐ近くまできています。
当社はこれからも低炭素社会の実現に向けて、走り続けます。

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