水素発電所

水素エネルギー時代には水素自動車が街を走っているだろう。しかし、そのためには膨大な数の水素ステーションを全国に張り巡らさなければならない。そのために必要とされる資金は膨大だろうと思われる。

そうすると、水素自動車を水素エネルギー時代の第1ランナーにすることは資金的に難しいかもしれない。ひょっとすると、現在の火力発電所の燃料を水素ガスに変えた、「水素発電所」の方が第1ランナーにはふさわしいかもしれない。1箇所の設備投資は水素ステーションよりも遥かに大きくなるだろうが、数が少ないだけに、問題が起きた時の対応が取りやすいのではないだろうか。そこで「水素発電所」に付いて調べてみることにする。なお、ここで私が言う「水素発電所」とは、石炭・重油に代わって水素ガスを燃料とする火力発電所である。燃料電池をベースにした集中発電所も考えられるが、火力発電所の方が実現が近いのではないかと考えたからである。

理想的には家庭用燃料電池が各家庭に普及して、水素ガスによって各家庭で発電し、その家庭の電力需要を満たすようになることが望ましいが、そこまでの道のりは遠そうである。その前に、水素による集中発電の時代があるのではないか、というのが私の考えである。

１．カースン水素発電所
2006年2月10日　BPとエジソンインターナショナル社の子会社であるEMGは10億ドルの水素発電所(カースン発電所)をカリフォルニアに新しく計画中であると発表した。
この発電所は、500メガワット(MW)の発電能力をもち、南カリフォルニアの32万5千戸の電力需要に十分対応するものだ。両社は、2006年中に技術と商業化に関する詳細調査を完了し、2008年中に最終投資決定を行ない、2011年までに新発電所を稼動させたいとしている。水素をガスタービン用燃料に使用して発電を行う。また、処理済みリサイクル廃水は、工場で利用するという。
しかし、ここでも水素電気の原価は既存の発電所燃料の原価より高くつくと見込まれているため、連邦および州からの補助を利用する必要がある。
一方、BPは今後10年間に総額80億ドル の投資を行ない、年間60億ドルの収益をもたらす潜在能力をもつロー・カーボン発電事業を起こす計画がある。また2005年6月にスコットランドの ピーターヘッドにおける最初の水素発電プロジェクト計画を発表した。
http://www.bp.com/genericarticle.do?categoryId=1015&contentId=7015069
http://hotwired.goo.ne.jp/news/technology/story/20060215305.html
http://hotwired.goo.ne.jp/i/news/20060215305.html

２．FutureGen
2003年2月27日にブッシュ大統領は“FutureGen”と名付けられた新プロジェクトのスタートを発表した。これは石炭から水素を取り出して発電する計画であり、高温型燃料電池(新規開発)、水素燃料ガスタービン(新規開発)、あるいは水蒸気タービン(既存技術)などにこの水素を使用して高効率の発電を行おうとする。10年間で10億ドルの予算をつけるとの事。
http://www.rite.or.jp/Japanese/kicho/kikaku/world/world04/01-24_25.pdf
http://www.nedodcweb.org/dailyreport/2006-2-2.html

３．日本
日本では、NEDO(新エネルギー・産業技術総合開発機構)が1700℃級ガスタービンに用いる燃焼器及びタービン翼を開発し、平成10年7月～9月に三菱重工業ロケットエンジン試験場のテストスタンドで試験を行い、成功たが、発電所の具体的な建設計画はまだ公表されていない。
http://www.nedo.go.jp/kankobutsu/nenshi/yearbook/1999/suiso.html

大学の研究室段階での研究はかなり行われている。
たとえば、東京都立科学技術大学、武蔵工業大学、九州大学、など。

しかし、水素を燃料として用いる場合には逆火とNOxが問題になる。この問題をどうやって避けるか色々の提案がされている。

なお、NOx「ノックス」とは、物が高い温度で燃えたときに、空気中の窒素（N）と酸素（O2）が結びついて発生する一酸化窒素（NO）と二酸化窒素（NO2）などのことを言い、特に二酸化窒素（NO2）は、高濃度で人の呼吸器（のど、気管、肺など）に悪い影響を与える。また、窒素酸化物は、光化学スモッグや酸性雨の原因にもなる。

参考リンク：
http://exasyat5.tmit.ac.jp/study/tb-team/sys-turb.htm
http://exasyat5.tmit.ac.jp/study/tb-team/cmb-turb.htm
http://seeds.tmit.ac.jp/seeds/103202.html
http://www.mech.kyushu-u.ac.jp/21coe/concept/concept01.html
http://www.herc.musashi-tech.ac.jp/main/research_j.html