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エネファームのメリットやデメリット、仕組み、事例について入念に調べてみた。

エネファームについて調べてみます。

 

エネファームとは何か

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エネファームとは、「家庭用燃料電池コージェネレーションシステム」の愛称です。

※ コージェネレーション:発電時に発生する排熱を他の用途に利用すること。コージェネレーションを行うために必要となる燃料はガスのみで、都市ガスでもLPガスでも問題なく行うことが出来ます。

エネファームについてグーグル検索してみると、東京ガスさんのウェブサイトが出現。クリックしてみます。

参考:東京ガス:エネファームスペシャルサイト

東京ガスさんによれば、エネファームとは、家で使う電気とお湯を一緒につくりだすシステムです。

エネファームの仕組み

エネファームは、都市ガスを使って、電気とお湯を同時に作り出します。具体的には、

  • 電気:化学反応を利用したまったく新しい方法で、安全かつクリーンに発電。
  • お湯:発電の時に生まれた熱を有効に使って、お湯をつくる

といった感じです。

エネファームのメリット

エネファームのメリットとしては、

  • 発電で発生した排熱を直接利用できるため、排熱を利用しないタイプの火力発電や原子力発電と比べて発電時のエネルギー利用効率が高い
  • 自宅で発電をするため、送電ロスがほぼない
  • ガス会社によっては、専用料金メニューを用意しておりガス料金の割引を受けられる
  • 給湯時の発電により家庭で使用する4 - 6割程度の電力量をまかなえるため、電気料金が安くなる
  • 補助熱源機を組み合わせて使用するため、湯切れの心配がない
  • 補助金制度がある

といった感じです。

エネファームのデメリット

エネファームのデメリットとしては、

  • 発電時の排熱で貯湯タンク内のお湯を温めるシステムであるため、貯湯タンク設置スペースが必要
  • ガス給湯器やエコウィルと比べると、補助金制度はあるものの初期費用が高い。1機あたり300万円前後(前者の2つは80万円以下)
  • 貯湯タンクのお湯が沸ききると発電を止める仕組み(PEFC)のため、発電量がお湯の使用量に左右される。
  • SOFCの燃料電池スタックは頻繁な温度の上下変化に耐えられないため、SOFCを利用する製品は24時間連続運転するよう設計されている。
  • 停電時には発電できない製品がある
  • 低周波音を発生し、近隣住民とトラブルになるケースが報告されている
  • 火力発電などより発電所からのロスがないため効率は高いが、水素へ改質する際に二酸化炭素などを排出する

といった感じです。

 

W発電(「太陽光発電」×「エネファーム」)

太陽光とエネファームを組み合わせたものをW発電と言います。

W発電のメリット

W発電を利用することによって、

  • 発電量が増える
  • エネファームの電気を自宅で消費し、太陽光発電の電気が上がれば、売電できる
  • 電気代をさらに安くすることができる

W発電のデメリット

W発電のデメリットとしては、

  • 太陽光発電の導入費用がかかる
  • 太陽光を利用するため、売電量など天候に左右され、不安定になる
  • 通常の売電(余剰買取単価)だと33円/kWhですが、ダブル発電だと27円/kWhになってしまう

 が挙げられます。

エネファームとスマートシティ

 エネファームでスマートシティを実現している事例について。

「エムスマートシティ熊谷」

以下、プレスリリースです。

東京ガス株式会社(社長:広瀬道明、以下「東京ガス」)が販売する家庭用燃料電池「エネファーム」と「停電時発電機能」オプション品が、ミサワホーム株式会社(社長:竹中宣雄、以下「ミサワホーム」)が本日街びらきをした「エムスマートシティ熊谷」において、全73戸に採用されます。新築戸建分譲住宅の全戸に「エネファーム」と「停電時発電機能」オプション品が採用されるのは、東京ガス管内で初めてとなります。「エネファーム」は、分散型エネルギーシステムとして、省エネ・省CO2といった環境性に加え、社会的ニーズの高まっているエネルギーセキュリティの向上や、電力ピークカットに貢献することができます。「エムスマートシティ熊谷」は、「先進の省エネ性能を誇るミサワホームの住まいで、これからの低炭素社会に向けた省CO2となる街」をコンセプトに掲げ、「万が一の災害時にも生活が持続可能な機器を搭載する、ゼロエネルギー・ゼロ災害の街」を目指しており、「エネファーム」と「停電時発電機能」オプション品はそのコンセプトに欠かせない設備として、全73戸に採用されることになりました。「エムスマートシティ熊谷」は、快適で省CO2の街を実現する全73戸のスマートタウン計画です。打ち水効果を高めた独自のパッシブクーリングアイテムでクールスポットや風の通りをつくるなど、街全体を「微気候デザイン」でランドプランニングするとともに、各住戸においては「エネファーム」の他にも、全戸に太陽光発電システムHEMS、EV充電用外部コンセントを設置するほか、通風・排熱を促すプランニングでゼロエネルギー住宅を目指しています。これらの提案が評価され、熊谷市がその地域特性を活かすべく推進する「熊谷スマートタウン整備事業」や、国土交通省が推進する「平成25年度第2回住宅・建築物省CO2先導事業」にも採択されています。東京ガスは、今後も「エネファーム」の普及を通じて、お客さまの快適な暮らしと地球環境の保全、電力ピークカットなどに貢献してまいります。

 

横浜スマートシティプロジェクト(2010年)

以下、プレスリリースです。

東京ガス株式会社(社長:岡本毅、以下「東京ガス」)は、「横浜スマートシティプロジェクト※1」(以下「YSCP」)において、再生可能エネルギーおよび未利用エネルギーの大幅導入を行いながら、地域単位での熱・電気エネルギーの最適化・安定供給を図る次世代のエネルギー・社会システムの実現に向けた実証試験を開始します。
YSCPは、経済産業省が全国の4地域で推進する「次世代エネルギー・社会システム実証※2」の一つであり、本日、横浜市が経済産業省に計画書(マスタープラン)を提出しております。

主な取り組み内容

(1)東京ガス社宅(新築集合住宅)などでの『スマートハウス』の実証
東京ガスは、横浜市磯子区に、地上4階建ての集合住宅(20数戸で検討中)を建設し、以下の実証を行います。本実証により、従来と比較して約3割のCO2削減を見込んでいます※3。2010年度に建物や設備の設計を始め、2011年度中に工事を終了し、2012年度から社員とその家族が実際に居住した状態で、データの取得・解析を行う予定です※4。
■再生可能エネルギー、家庭用燃料電池などを活用した熱と電力の管理手法の確立
太陽熱利用ガス温水システム「ソラモ(SOLAMO)」や太陽光発電装置などを設置して、再生可能エネルギーの優先利用を図るとともに、家庭用燃料電池「エネファーム」などを組み合わせた設備の最適制御により、エネルギーの安定供給と省エネルギー・CO2削減を実現するエネルギー管理システムの確立を目指します。
具体的には、太陽熱集熱装置、太陽光発電装置および「エネファーム」が創出する熱・電力を住戸間で融通することによる省エネルギー・CO2削減効果の検証などを行います。将来は、次世代燃料電池を活用した実証も行う予定です。
■居住者の行動変化を促す手法などの検証
居住者の省エネルギー・CO2削減行動を促すことを目指し、ガス・電力の使用量や、再生可能エネルギーの利用可能状況などの「見える化」を図ります。さらに、再生可能エネルギーなどの供給状況に応じた消費機器のより適切な使用を促す手法について試行し、効果を検証します。
東京ガスは、前述の社宅(集合住宅)での検証とあわせて、この他の戸建住宅および集合住宅においても、ご協力いただけるお客さまに対し家庭用エネルギー管理システム(HEMS)※5の導入を推進し、実用化を加速してまいります。

(2) 業務用施設における最適エネルギー管理、さらには地域における熱ネットワークの拡大を目指す『スマートシティ』の実証
業務用のビル等で、太陽熱を給湯や空調に利用するなど、再生可能エネルギーの導入を進めるとともに、最適なエネルギー制御による安定的で効率的なエネルギー管理システムの確立を目指します。また、既存の地域冷暖房エリアにおいては、未利用エネルギーとして清掃工場廃熱を活用した熱のネットワークの拡大を目指します。
具体的には、2030年に一次エネルギー使用量を実質ゼロにすることを目指す「ネット・ゼロ・エネルギー・ビル(ZEB)」を、東京ガス「港北NT(ニュータウン)ビル」において実証※6するとともに、横浜市内の福祉施設などへの太陽熱集熱装置の導入の技術支援を積極的に行ってまいります。また、清掃工場廃熱を既存の地域冷暖房エリアで活用するための高温熱供給配管の整備についての調査を2012年度目途に進めてまいります。

参考:東京ガス : プレスリリース / 「横浜スマートシティプロジェクト」における東京ガスの取り組みについて