熱と電気を有効利用するコージェネレーションとは??
コージェネレーションは、ジェネレーションという言葉から電気関係の用語とは思えないのですが、実は電熱併給というれっきとした電気用語なのです。cogenerationと表記されるのが一般的ですが、欧米ではCombined Heat & Powerと呼ぶこともあります。
コージェネレーションは一般的には熱電併給と呼ばれることが多いようですが、分かりやすくいえば電気と熱を同時に供給するシステムのことで、発電時に発生する廃熱を給湯や冷暖房などに使用してエネルギーを有効に利用するのが目的です。
英語ではCogenerationと書きますが、もう一つ Combained Heat & Powerという呼び名もありますから、これだと熱電併給という日本語の意味がすっきり理解できるのではないでしょうか。
コージェネレーションには二つの方法がある
コージェネレーションには方法が二つあり、一つはエンジンやタービンなどの内燃機関や燃料電池で発電し、発生する熱を活用する方法です。もう一つは蒸気ボイラーと蒸気タービンを使った発電で、発生した蒸気の一部を熱として利用する方法です。これら二つの方法のうち日本で用いられているのは、内燃機関による方法です。とはいえ、一部の熱併給を伴う大型発電所や、再生可能エネルギーのバイオマスを使用するところでは、ボイラーやタービン方式を採用しています。
コージェネレーションはどのような分野で利用されているのか?
ここでは、コージェネレーションの利用分野を一般事業所向け、産業向け、それに家庭向けの三分野に分け、導入の具体的な例を見ていくことにしましょう。まず、一般事業所向けの導入分野ですが、これまでに進んできているのはホテル、病院、老人施設、大型商業施設などです。この中には商業ビルが含まれていませんが、商業ビルは市場規模は大きい割には個別のエネルギー需要規模が比較的小さいだけでなく、熱電比率が低いところが多く、それがコージェネ導入を阻み、普及を遅らせています。
一方産業分野の方では、これまでに機械、化学、食品、飲料などの分野でコージェネレーションの導入が進んできました。とはいえ、これらの分野では蒸気の需要があっても温水を活用する道が乏しく、使い道に苦慮しているところが多いのが現状です。
こうしたところには、温水から蒸気を取り出すことが可能な全蒸気取り出しシステムの採用が効果的と考えられます。
コージェネレーションはエネファームの名前で家庭にも広く普及している
これまでは産業向けのコージェネについて説明しましたが、ここからは家庭におけるコージェネシステムを見ていくことにしましょう。家庭用のコージェネについては、普及が進んでいる割には実態があまり知られていませんが、それには理由があります。
実は今では家庭に広く普及しているエネファームは、コージェネの仕組みを利用しているのです。
それがあまり知られていないのは、省エネ機能や環境にやさしい点ばかりが強調され、コージェネレーションの機能についてはあまり説明されていないからです。
ここでは、エネファームにどのようにコージェネレーションが活用されているのかを説明していくことにします。
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エネファームは燃料電池とコージェネレーションの組合せ
今では広く知り渡ったエネファームですが、これは燃料電池とコージェネの仕組みを利用した家庭用の燃料電池コージェネレーションシステムです。エネファームの特徴は、燃料電池とコージェネレーションを組み合わせることによって両方の仕組みを上手く利用して、電気代の削減や非常用発電に活用できる設備にしているのです。
燃料電池は水素と酸素の化学反応で発電を行いますが、コージェネレーションによって発電時に発生する熱を給湯などに有効利用することができます。これで分かるようにエネファームは発電だけでなく、給湯も同時に行うことができる設備なのです。節電ができるのは、このためなのです。それだけでなく給湯もできますから、さらに電気代を削減することができます。
また、エネファームに使われる水素はガスによって作られるるため、停電などで電気がストップしても使用が可能ですから非常用電源にも役だちます。このようにエネファームによるコージェネレーションは、省エネや地球環境の改善にも大きく貢献しているのです。
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家庭用コージェネのエネファームはコスト面で課題が残る
これまでの説明では、コージェネレーションシステムによるエネファームは良いことずくめのようでメリットばかりが目立ちますが、実際にはデメリットもあります。その最たるものは、コストです。このコストの高さが普及にブレーキをかけているのです。
エネファームが出始めた2009年頃の価格は350万円でした。それが今では、２００万円程度まで下がっていますから、以前と比較すれば150万円も下がったことになります。
とはいえ、200万円といえば車1台が楽に買える金額ですから、おいそれと購入するわけにはいきません。このコスト高を打開しようと東京ガスなどでは近い将来、100万円以下のエネファームの開発を計画しています。いずれにしても、魅力あるコージェネ機能を備えた低価格のエネファームの発売が待たれます。
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家庭用コージェネシステムはエネファームだけではない
家庭用コージェネレーションシステムは、知名度と普及率ではエネファームが一歩リードしているようですが、エネファームの他にも次のような二つの商品があります。
エコウィル
エコウィルもエネファーム同様のコージェネレーション用の商品です。燃料もエネファームと同じ都市ガスやＬＰガスです。
エコウィルのメリットは
- 電気代削減
- 送電ロスの減少（ほぼゼロ）
- 優待料金や補助金が活用できる
などですが、メリットだけでなく次のようなデメリットもあります。
- 定期点検（3年又は6000時間使用ごと）が必要
- 貯湯タンクが必要
- 価格は安いがコージェネレーション性能が劣る
コレモ
これは、エコジョーズにコレモがセットになっているコージェネレーションシステムの商品ですが、エコジョーズとコレモを単体で使用するとコージェネレーション機能はありません。コレモが都市ガスやLPガスを使って発電し、発生した熱をエコジョーズに送ることによって初めて給湯が可能になるからです。この商品はもともと寒冷地用に開発されたもので、現在は北海道のみで販売されています。
コージェネレーションの問題点は?
メリットが多く普及が期待されるコージェネレーションですが、今後の普及促進には解決すべき次のような問題があります。
初期投資費用
コージェネレーションは、人々の期待の割には普及が進んでいません。その最たる理由は、エネファームに見るような高価格です。低価格高性能商品の開発が待たれます。
知名度
コージェネレーションの商品であるエネファームやエコジョーズなどは、省エネや環境にやさしい面ばかりを強調して販売に臨んでいます。そのため、せっかくの性能であるコージェネレーション機能がほとんど知られていません。
CO2削減効果の過小評価
日本では温対法（地球温暖化対策法）によって、二酸化炭素大規模排出事業者に対して排出量の算定と提出が義務付けられていますが、コージェネレーションの二酸化炭素排出量は現状では提出する報告書に反映できていません。そのため、CO2排出量が過小評価されています。
まとめ
これまで、日本ではあまり馴染みがないと思われていたコージェネレーションですが、実はこのところジワジワ家庭に普及してきたエネファームがこの機能を備えた商品なのです。多くの人がこれを認知していないのは、エネファームに関してのコージェネレーションのＰＲ不足が原因のようです。それを解消する一助として、この記事でコージェネレーションを分かりやすく解説しました。
