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1 平成 20 年度 S O F C 固体酸化物形燃料電池実証研究 成果報告会 平成 21 年 3 月 4 日

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5 16.4% 18.1% kl 65.5% GDP GDP 23.7% 32.3% 44.0% CO2 126, , % , % 6.2% 2.3% 3.1% (+5.4%) (+3.2% 2.1% 125, % ,600-6% % 3.8% 1.6%

6 5.9% 5.9% 8.2% 11.1%.....

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18 JHFC 70MPa 70MPa 70MPaFCV ISO/TC 22 ISO/TC197 IEC/TC105

19 W W 150L 80 CO2

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23 ~ ( IGFC Joint Technology Initiative BG SOFC Hexis CFCL

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28 平成 20 年度固体酸化物形燃料電池実証研究成果報告会 固体酸化物形燃料電池実証研究平成 19 年度 20 年度成果報告 平成 21 年 3 月 4 日 ( 財 ) 新エネルギー財団計画本部燃料電池部奥田誠 1 NEF が実施する燃料電池実証事業 固体酸化物形燃料電池実証研究 事業期間 : 平成 19 年度 ~22 年度 4 年間 ( 予定 ) 対象機種 :1kW 級以上 (0.5kW~10kW)SOFCシステム * 家庭用 小規模業務用目的 : 実際の家庭 施設に設置し 実使用条件下の運転データを取得し 最新技術レベル及び技術的問題点を把握し 今後の技術開発課題を抽出することにより 実用化の促進を図る 定置用燃料電池大規模実証事業 事業期間 : 平成 17 年度 ~21 年度 5 年間 ( 平成 21 年度は既設置サイトのデータ取得分析のみ ) 対象機種 : 家庭用 1kW 級 PEFCシステム目的 : 実際の家庭に数多く設置し 実使用条件下の運転データを取得し 市場創出段階における民間技術レベル及び問題点を把握し 商用化に必要な技術課題を抽出し 市場導入の基盤形成を図る 2

29 燃料電池実証事業の経緯 2002 (H14) 2003 (H15) 2004 (H16) 2005 (H17) 2006 (H18) 2007 (H19) 2008 (H20) 2009 (H21) 2010 (H22) 2011 (H23) PEFC 定置用燃料電池実証研究 第 1 ステージ :12 台第 2 ステージ :33 台 ( システム提供 11 社 ) 定置用燃料電池大規模実証事業 480 台 777 台 930 台 1120 台 ( システム提供 5 社 ) 本格販売 ( 統一名称 : エネファーム ) 民生用燃料電池導入支援補助金 SOFC 固体酸化物形燃料電池実証研究 29 台 36 台 ( システム提供 3 社 ) 3 他の SOFC プロジェクトとの関わり 2004 (H16) 2005 (H17) 2006 (H18) 2007 (H19) 2008 (H20) 2009 (H21) 2010 (H22) 2011 (H23) 2012 (H24) NEDO NEF SOFC システム開発 SOFC 要素技術開発 SOFCシステム要素技術開発 耐久性 信頼性向上に関する基礎研究 実用性向上のための技術開発連携 : 技術課題抽出 フィードバック SOFC 実証研究 他 電事法改正 06/12: 常時監視しない発電所 電事法改正 07/9: 一般用電気工作物 窒素パージ不要 4

30 SOFC 実証研究の概要 5 固体酸化物形燃料電池実証研究 固体酸化物形燃料電池 (SOFC) は これまで 実験室レベルの研究で高い発電効率が報告されており 実用化への期待が高いが 実負荷環境下での運転 データ蓄積が乏しく未知数の部分が残る 現状の技術レベルの把握と技術開発課題の明確化を図るために 定格出力 0.5~10kWの比較的小規模なSOFCシステムを一般住宅等に設置し 実負荷環境下での実証データを取得して 分析 評価を行い 今後の開発に役立て 実用化の促進を図る 実施期間 : 平成 19 年度 ~22 年度 (4 年間 ) 6

31 対象システム 一般家庭等への設置に適した 1kW 級以上のシステム [ 性能要件 ] 燃料電池発電システム 定格出力 :1kW 級以上 ( 原則として0.5~10kW 程度 ) コージェネ原則 ( 状況によってはモノジェネも可 ) 定格時発電効率 :25% 貯湯ユニット 発電ユニット [ 運転要件 ] 6 ヶ月運転し 毎月のデータを報告すること (DC 発電端効率 HHV) 以上 6 ヶ月運転した後 別途共同研究契約を締結し 更に運転を継続できる 7 体制 スケジュール H19 年度 ~20 年度の実施体制 H21 年度からは実施体制が変更になる 経済産業省 (METI) NEDO 技術開発機構 新エネルキ ー財団 (NEF) 評価委員会 システム借上げ 公募 採択助成金 システ ム提 供 運転 データ システム提供者 メンテ 秘密保持契約 設置 運転試験者 一般家庭等への設置 8

32 燃料電池システムの設置とデータの計測の概要 < 各試験サイト > <NEF> < 各実施者 > 商用電力系統 通信回線 データ収集 燃料 電気 熱等のデータ 発電 受電電力 データ分析 課題抽出等 発電効率熱回収効率省エネ性 CO2 削減効果等々 データ報告 燃料 燃料流量 燃料電池発電ユニット 貯湯ユニット 回収熱量 実施者が燃料電池をサイトに設置し運転 温水 利用熱量 はデータ計測点の一例 風呂 温水暖房等へ 燃料電池の発電 熱回収および家庭への電力 熱供給状況等のデータを収集 9 実証研究参加者 設置 運転試験者 燃料種 システム提供者 定格出力 平成 19 年度設置台数 平成 20 年度設置台数 大阪ガス 都市ガス 京セラ 0.7kW 東京ガス 都市ガス 京セラ 0.7kW 3 2 北海道ガス 都市ガス 京セラ 0.7kW 1 1 西部ガス 都市ガス 京セラ 0.7kW 1 1 東京電力 都市ガス 京セラ 0.7kW - 1 新日本石油 LPG 新日本石油 0.7kW 1 2 灯油 新日本石油 0.7kW 1 1 TOTO 都市ガス TOTO 0.7kW - 2 都市ガス TOTO 2kW 2 - 都市ガス TOTO 8kW - 1 計 7 社 29 サイト 36 サイト TOTO の 2kW 機 /8kW 機は 小規模業務用で コージェネ仕様でなく発電専用 ( モノジェネ ) それ以外は 家庭用の 0.7kW 機で コージェネ仕様 ( 給電及び給湯 ) 10

33 SOFC システム設置状況 ( 家庭用 ) 貯湯ユニット 発電ユニット 京セラ製 0.7kW 機 京セラ製 0.7kW 機 貯湯ユニット 発電ユニット TOTO 製 0.7kW 機 新日本石油製 0.7kW 機 11 SOFC 実証研究の運転結果 12

34 平成 19 年度設置機 (29 台 ) の運転実績 実証研究の初期段階として期待される運転実績を確保できた発電効率 負荷追従性など 実負荷条件下での運転に求められる基礎的性能が実証できた最長で1 年間 (8,760 時間 ) 以上の運転実績を示すサイトが出てきた半年間 (4,380 時間 ) 以上の運転実績を示すサイトも19サイト 当初の耐久信頼性が確認できた 12 月末時点合計発電時間 165,890 時間 累積発電量 85,180kWh 長時間運転に伴う性能の変化について 今後の推移に注目していく 全 29サイトが 6ヶ月の義務月分データ取得完了 (19サイトが共同研究に移行) H20 年 12 月末現在 10サイトが12ヶ月通年データの取得完了 (5サイトは更に継続) 3サイトが12ヶ月取得を目指し継続中 18サイトは平成 20 年度機にリプレース 長期耐久性の確認よりはシステム改良を重視 ( 同じサイトでデータ比較 ) 13 平成 20 年度設置機 (36 台 ) の運転実績 順調に運転を開始しているが 今後のデータの推移を見ていく リプレースサイトにおける平成 19 年度機と平成 20 年度機の性能比較を今後 行っていく 予定通りに設置 / 運転開始している (3 サイトは まもなく 6 ヶ月の運転実績となる ) ( 今のところ 特に大きなトラブル等は発生していない ) 36 サイトの内 H21 年 1 月末で 31 サイトで設置済み 運転データ取得開始 半数の 18 サイトは 平成 19 年度機からのリプレース 平成 19 年度機の実証の中で把握した技術課題を改良した機種の実証確認を主目的 ( システム改良の効果を分析評価する ) 一部サイトで平成 19 年度機の長期運転継続による耐久性の確認 14

35 平成 19 年度設置機 (29 台 ) の運転状況 0.7kW 機の平均出力は約 460W(24 時間連続運転で 昼夜の負荷の大小に対応 ) 2kW 機の平均出力は約 1990W( ほぼ定格出力で 24 時間連続運転 ) 累計発電時間および発電量 (08/12 末現在 ) 発電時間 (hr) 12,000 11,000 10,000 9,000 8,000 7,000 6,000 5,000 4,000 3,000 2,000 1, サイト 6,000 5,000 4,000 3,000 2,000 1,000 0 発電量 (kwh) 15 平成 20 年度設置機 (36 台 ) の運転状況 36 サイトの内 H21 年 1 月末で 31 サイトで設置済み 運転データ取得開始 18 サイトは平成 19 年度機からのリプレース 累計発電時間および発電量 (08/12 末現在 ) 6,000 3,000 5,000 2,500 発電時間 (h) 4,000 3,000 2,000 2,000 1,500 1,000 発電量 (kwh) 1, サイト 0 16

36 SOFC 実証研究における測定ポイント 商用電力 機器発電効率 商用電力量 燃料電池 AC 端発電量 逆潮電力量 受電電力量 ( 起動 停止 待機時の所要電力 ) 電力需要量 SOFC システム 電力供給量 電気利用効率 逆潮防止ヒータ電力量 インバータインバータ AC AC 補機 DC 補機補機燃料電池 DC 端発電量燃料電池ユニット SOFC スタック 燃料電池熱回収量 熱回収効率 燃料電池熱回収温度 貯湯槽 湯供給量 熱利用収効率 バックアップ給湯器 給湯需要量 燃料処理装置 燃料電池燃料流量 燃料電池補給水流量 貯湯槽への水流量 バックアップ給湯器燃料流量 燃料上水 上水温度 システム全体としての入力 出力値の測定を基本 スタック温度 電圧 電流密度等の内部データは取得していない 気温 17 SOFC 実証研究データの評価における留意 実証データに基づき分析する効率データその他の数値の評価について 次の点に留意する必要がある 例えば 測定データの偏り ( 現時点では SOFC 実証研究のデータには次の偏りがある ) 1 取得月 ( 季節 ) 冬季データの比重が高い ( データ取得開始が順次行われていて全てのサイトデータが通年データではない ) 2 設置地域およびメーカー 特定地域 特定メーカーの比率が高く そこでのデータが全体平均に大きく影響 3 SOFC はまだ研究開発段階 システムの最適化が十分でないもの 中途で設定等を変えたものなどがある 運転モード 仕様の特徴 1 貯湯槽の容量 リットル ( 温度 ~80 ) の 4 種類を試験中 小容量化を志向しつつ 試験データを検討 2 24 時間連続運転で試験 ( 高負荷の昼間時間帯も低負荷の夜間時間帯も運転 ) 今後 データを蓄積して検討 18

37 機器発電効率 (% HHV) 熱回収効率 (% HHV) 機器総合効率 (% HHV) 電気利用効率 (% HHV) 熱利用効率 (% HHV) 総合利用効率 (% HHV) 一次エネルキ ー削減率 (%) 一次エネルキ ー削減量 (MJ) CO 2 削減率 (%) CO 2 削減量 (kg-co 2 ) 評価諸指標の定義 ( 燃料電池発電量 (kwh) 3.6 注 1 )/ 燃料電池燃料供給量 (MJ HHV) X 100 燃料電池熱回収量 (MJ) 燃料電池燃料供給量 (MJ HHV) X 100 機器発電効率 (% HHV)+ 熱回収効率 ( 機器 )(% HHV) 燃料電池電力供給量 (kwh) 3.6 注 1 燃料電池燃料供給量 (MJ HHV) 燃料電池湯供給量 (MJ) 燃料電池燃料供給量 (MJ HHV) 電気利用効率 (% HHV)+ 熱利用効率 (% HHV) X 100 X 100 燃料電池燃料供給量 (MJ HHV) 1- 燃料電池湯供給量 (MJ) 燃料電池電力供給量 (kwh) 3.6 注 1 X ガス給湯器効率 (=0.78 注 2 ) 電力換算係数 (=0.369 注 3 ) 燃料電池湯供給量 (MJ) 燃料電池電力供給量 (kwh) 燃料電池燃料供給量ガス給湯器効率 (=0.78) 電力換算係数 (=0.369) - (MJ HHV) 燃料電池燃料供給量 (MJ HHV) 燃料のCO 2 原単位 注 燃料電池電力供給量 火力発電 CO2 原単位 注 5 燃料電池湯供給量 (MJ HHV) 燃料のCO 2 原単位 注 4 ガス給湯器効率 (=0.78 ) X 100 燃料電池湯供給量 (MJ HHV) 燃料のCO 2 原単位 + 燃料電池電力供給量 火力発電 CO ガス給湯器効率 (=0.78) 2 原単位 - 燃料電池燃料供給量 (MJ HHV) 燃料のCO 2 原単位 ( 注 1) kwh MJ への換算係数 ( 注 2) 出典 : ( 財 ) ベターリビング優良住宅部品認定基準及び標付加認定基準 ( カ ス給湯器 2005 年 12 月 ) ( 注 3) 出典 : 改正省エネ法 ( 平成 18 年 4 月 1 日エネルキ ー使用の合理化に関する施行規則様式第 9( 第 17 条関係 )) 1kWh を 9760kJ で換算 ( 注 4) 都市ガス (13A): kg-CO 2 /MJ ( 出典 ) 東京ガス公表値 LPG:0.0587kg-CO 2 /MJ ( 出典 ) 地球環境産業技術研究機構 厨房 空調 発電用途での温室効果ガス排出量調査 灯油 :0.0679kg-CO 2 /MJ ( 出典 ) 新エネルギー 産業技術総合開発機構ホームページ 技術情報データベース ( 注 5)0.69kg-CO 2 /kwh( 出典 ) 中央環境審議会地球環境部会目標達成シナリオ小委員会中間取りまとめ ( 平成 13 年 7 月 ) 19 サイト需要分布 ( 実績 ) 19 年度平均 489kWh/ 月 20 年度平均 625kWh/ 月 注 ) 平成 20 年 12 月末までのデータを集約 ( 以下のページのグラフも同じ ) 設置 / 運展開始の月の関係から冬季データの比重が高いデータになっていることに留意 給湯需要 [MJ/ 月 ] 年度平均 1386MJ/ 月 19 年度平均 1190MJ/ 月 1000 H19 年度サイトデータ :1~3 月 :4~6 月 0 :7~9 月 :10~12 月 H20 年度サイトデータ電力需要 [kwh/ 月 ] 電力需要 給湯需要が特に大きいサイト 月のデータはグラフ外で未表記 :8~9 月 :10~11 月各点は1ヶ月単位での整理 20

38 家庭用 (0.7kW 機 ) の機器発電効率 (NG LPG 燃料 ) 45% 40% 機器発電効率 [HHV] 35% 30% 25% 20% 15% 10% 5% 0% 20 年度機平均 0.52kW 19 年度機平均 0.45kW 平均発電出力 [kwh] 20 年度機平均 36.1% 19 年度機平均 34.1% :H19 年度機 :H20 年度機 24 時間連続運転のため 定格出力付近で高い効率で運転している昼間と 低出力になって低い効率で運転している夜間の全体平均値が示されている 平均の電気出力は約 0.5kW で 発電効率は約 35%(HHV 基準 ) である 21 業務用 (2kW モノジェネ機 ) の発電効率 ( 機器発電効率 ) 45% 平均機器発電効率 40% 35% 30% 25% 平均 35.5% 平均の電気出力は約 2.2kWで 発電効率は約 35.5%(HHV 基準 ) である モノジェネ機のため 以降の頁で家庭用 0.7kW 機の場合に示している熱回収効率 及び一次エネルギー削減量や CO2 削減量は同等に評価できないので掲載していない 平均 2.15kW 20% 15% AC 端平均発電出力 [kw] 22

39 家庭用 (0.7kW 機 ) の電力供給寄与率 (NG LPG 燃料 ) 100% 90% 80% 70% 定格 0.7kW で 24 時間運転した場合の限界ライン :H19 年度機 :H20 年度機 電力供給率 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 電力需要 (30 日換算 )[kwh/ 月 ] 電力需要の小さい家庭では 80% 前後の需要を燃料電池の発電出力で賄っている 電力需要の大きい家庭では 全体の需要に対する寄与の割合は低くなるものの 需要の増加に応じて定格出力に近い出力で給電している 23 家庭用 (0.7kW 機 ) の熱回収効率 (NG LPG 燃料 ) 19 年度機平均 1190MJ/ 月 20 年度機平均 1390MJ/ 月 50% 45% 熱回収効率 (1 ヶ月平均 )[HHV] 40% 35% 30% 25% 20% 15% 10% 5% 20 年度機平均 37.9% 19 年度機平均 37.2% :H19 年度機 :H20 年度機 0% 給湯需要 (30 日換算 )[MJ/ 月 ] 平均の熱回収効率は約 37% で 給湯需要の大きさにあまり依存していない 24

40 家庭用 (0.7kW 機 ) の熱 ( 湯 ) 供給寄与率 (NG LPG 燃料 ) 100% 90% 定格時の熱回収量 2.37MJ/h とした限界ライン 熱 ( 湯 ) 供給率 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% :H19 年度機 :H20 年度機 0% 給湯需要 (30 日換算 )[MJ/ 月 ] 給湯需要の小さい家庭では 燃料電池からの給湯が高い寄与率で賄っている 25 家庭用 (0.7kW( 機 ) の一次エネルギー削減率 (NG NG LPG 燃料 ) 35% 35% 30% 30% 25% 25% 一次エネルギー削減率 20% 15% 10% 平成 20 年度機 18.7% 平成 19 年度機 15.3% :H19 年度機 :H20 年度機 一次エネルギー削減率 20% 15% 10% 5% 5% 0% % % 電力需要 (30 日換算 )[kwh/ 月 ] -5% 給湯需要 (30 日換算 )[MJ/ 月 ] 給湯需要の小さい家庭でも 比較的高い一次エネルギー削減率になっている 26

41 家庭用 (0.7kW 機 ) の一次エネルギー削減量 (NG LPG 燃料 ) 一次エネルギー削減量 (30 日換算 )[MJ/ 月 ] 平成 20 年度機 908MJ/ 月 平成 19 年度機 666MJ/ 月 :H19 年度機 :H20 年度機 一次エネルギー削減量 (30 日換算 )[MJ/ 月 ] 電力需要 (30 日換算 )[kwh/ 月 ] -500 給湯需要 (30 日換算 )[MJ/ 月 ] 給湯需要の小さい家庭でも 比較的高い一次エネルギー削減量になっている 27 家庭用 (0.7kW 機 ) の CO 2 削減率 (NG LPG 燃料 ) 50% 50% 45% 45% CO2 削減率 40% 35% 30% 25% 20% 15% 10% 平成 20 年度機 37.2% 平成 19 年度機 34.2% :H19 年度機 :H20 年度機 CO2 削減率 40% 35% 30% 25% 20% 15% 10% 5% 5% 0% 電力需要 (30 日換算 )[kwh/ 月 ] 0% 給湯需要 (30 日換算 )[MJ/ 月 ] 需要の小さい家庭でも 比較的高い CO 2 削減率になっている 28

42 家庭用 (0.7kW 機 ) の CO 2 削減量 (NG LPG 燃料 ) CO2 削減量 (30 日換算 )[kg-co2/ 月 ] 平成 20 年度機 117kg-CO2/ 月平成 19 年度機 94.6kg-CO2/ 月 :H19 年度機 :H20 年度機 CO2 削減量 (30 日換算 )[kg-co2/ 月 ] 電力需要 (30 日換算 )[kwh/ 月 ] 給湯需要 (30 日換算 )[MJ/ 月 ] 需要の小さい家庭でも 比較的高い CO 2 削減量になっている 29 実績まとめ 実証研究の初期段階として期待される運転実績を確保できた 発電効率 負荷追従性など 実負荷条件下での運転に求められる基礎的性能が 実証できた 平成 19 年度設置機最長で1 年間 (8,760 時間 ) 以上の運転実績を示すサイトが出てきた半年間 (4,380 時間 ) 以上の運転実績を示すサイトも19サイト 12 月末時点合計発電時間 165,890 時間 累積発電量 85,180kWh 全 29サイトが 6ヶ月の義務運転月分データ取得完了 H20 年 12 月末現在 10サイトが12ヶ月通年データの取得完了 (5サイトは更に継続) 18サイトは平成 20 年度機にリプレース 長期耐久性の確認よりはシステム改良を重視 ( 同じサイトでデータ比較 ) 平成 20 年度設置機予定通りに設置 / 運転開始している 今のところ 特に大きなトラブル等は発生していない 30

43 今後の進め方 実証研究によるデータを更に蓄積し 実証運転条件における効率等データの統計的な分析 及び耐久性 信頼性の評価を進めていく 実証により把握 / 抽出した技術課題を研究開発にフィードバックし その改善の効果を確認していく 1 貯湯ユニット容量 ( リットル ) が試行されており 最適仕様の検討を 運転方法の検討も含めて今後進めていく 3 セルスタックの長時間運転に伴う性能劣化などは 今後のデータの推移を見て評価する 4 空気流量計などの補機トラブル 設置輸送時の振動によるセルスタック損傷トラブルなどを経験した 実証運転の継続 蓄積を通じて把握できる信頼性の評価を進めていく 31

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46 RD-46B /1/23 1 RD-46B /1/

47 RD-46B /1/23 3 RD-46B /1/

48 RD-46B /01/ /1/23 5 RD-46B /1/

49 RD-46B /1/23 7 H2012 RD-46B /1/

50 H2012 RD-46B /1/23 9 RD-46B /1/

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52 石油系燃料による SOFC システムの開発と設置運転状況 2009 年 3 月 4 日 新日本石油株式会社 2007 年度 2008 年度の取り組みのまとめ 設置サイト 運転期間 運転時間 2007 年度 LPG 社員研修センター横浜市都筑区 2008 年 1 月 ~10 月 5,744 (2 台 ) 灯油 社員寮横浜市鶴見区 2008 年 1 月 ~11 月 4,565 LPG-1 社員研修センター ( リフ レイス ) 2008 年 11 月 ~ 継続中 2008 年度 (3 台 ) LPG-2 一般住宅 2008 年 12 月 ~ 継続中 灯油 社員寮 ( リフ レイス ) 2009 年 1 月 ~ 継続中

53 2007 年度実証機設置サイト Confidential 川崎 新横浜 横浜 灯油機 ( 横浜市鶴見区 ) LPG 機 ( 横浜市都筑区 ) 新日石中研運転監視 2007 年度 SOFC システム設置サイト LPG 仕様 1kW 級 社員研修センター ( 横浜市都筑区 ) 灯油仕様 1kW 級 社員寮 ( 横浜市鶴見区 )

54 2007 年度 SOFC システム LPG 仕様 1kW 級 灯油仕様 1kW 級 項目 仕様 項目 仕様 発電出力 700W 発電出力 700W サイズ 幅 540 高さ 960 奥行 350 サイズ 幅 700 高さ 955 奥行 360 使用燃料 LPG 使用燃料 専用灯油 タンク容量 70L 70 タンク容量 70L 75 サイズ 幅 700 高さ 1,700 奥行 300 サイズ 幅 830 高さ 1,900 奥行 年度設置経過 12 月 17 日社員研修センター (LPG) 社員寮 ( 灯油 ) 据付 12 月 18 日 12 月 28 日 電気系統 給湯配管接続工事 機器調整 1 月 15 日東京電力系統連系立会完了 発電開始 1 月 16 日 NEF( 新エネルギー財団 ) 立会 実証研究開始 (1 月 17 日 0 時より ) 7 月 1 日両サイトにて引き続き 共同研究開始 10 月 27 日 LPG 機共同研究終了 11 月 17 日灯油機共同研究終了

55 年度システム運転状況 LPG 機 灯油機ともに 各施設の管理人住居の電力負荷に追従 各施設の管理人住居に給湯 24 時間連続運転 LPG 機 ( 負荷追従運転 ) 2000 電力,W 需要家電力 灯油機 ( ステップ運転 ) 500 FC 出力 :00 6:00 12:00 18:00 0: 時刻,h:m 電力,W 需要家電力 FC 出力 FC 出力 0 0:00 6:00 12:00 18:00 0:00 9/2 時刻,h:m 2007 年度設置サイトの需要状況 4000 a ー 26:LPG 機サイト 熱需要小 a ー 27: 灯油機サイト 熱需要大 サイト給湯需要,MJ/ 月 a-26 a サイト電力需要,kWh/ 月

56 1 月需要家電力量発電電力量2007 年度システム運転状況 LPG 機灯油機 :10ヶ月運転継続( 運転時間 5,744h) :11ヶ月運転継続( 運転時間 4,565h) 月毎の運転時間,h 月 2 月 3 月 4 月 5 月 6 月 7 月 8 月 9 月 10 月 11 月 LPG 灯油 年度 LPG システム発電結果 電力量,kWh 平均発電電力,W 月 2 月 3 月 4 月 5 月 6 月 7 月 8 月 9 月 10 月 運転月 0 直流 CT 調整のため運転と電力測定停止 2 月 3 月 4 月 5 月 6 月 7 月 8 月 9 月 10 月 通期 一次エネルギー削減率 CO 2 削減率

57 2007 年度灯油システム発電結果 6 月 7 月 8 月 9 月 10 月 11 月 故障月除き通期 一次エネルギー削減率 CO 2 削減率 月 ~5 月は改質器圧力損失の異常上昇で調整運転 電力量,kWh 平均発電電力,W 月 7 月 8 月 9 月 10 月 11 月 運転月 0 各種炭化水素の水蒸気改質反応速度と活性化エネルギーの例 炭化水素 プロパン (C3) neo-ペンタン (C5) iso-ブタン (C4) n-ブタン (C4) iso-ペンタン (C5) 2,2-ジメチルブタン (C6) n-ペンタン (C5) 2,3-ジメチルブタン (C6) 2-メチルペンタン (C6) 相対反応速度 活性化エネルキ ー,kcal/mol 一般に炭素数が多い原料ほど反応速度は遅い 完全に改質するためには 炭素数が多い原料はより高温が必要

58 民生用燃料の水蒸気改質反応温度の代表例 灯油は都市ガス LPG に比べより高温が必要 原料種 都市ガス (CH 4 ) LPG(C 3 H 8 ) 灯油 (C 12 H 26 ) 反応温度 一方 炭素数が多くかつ高温ほど熱分解と重合により炭素析出が発生し 触媒劣化や改質器閉塞を引起し易い 過剰な水蒸気の導入により炭素析出は抑制できるが システム効率の低下を招く 従来よりも低い温度と少ない水蒸気条件で炭素析出を起こさない高活性触媒を開発し システムに導入 2007 年度システムメンテナンス メンテナンス対応の内容 システム メンテ内容 発生月 回数 LPG 直流センサ調整 7 月 1 灯油 モジュール交換 8 月 1 改質器交換 2 月 1 改質水配管交換 6 月 1 制御パラメータ変更 5 月 1 流量検定 4 月 2 LPG 機は通期で 1 回灯油機は運転初期にメンテ事項発生

59 2007 年度灯油システム不具合事例 灯油機にて改質器の圧力損失が急上昇 1 月と 5 月改質器内部を調査 蒸発器内壁 Cu 赤褐色の析出物を分析 配管から溶出した銅が析出し触媒入口部分で堆積 金属溶出再現試験 システム不具合事例の検証 改質水 ( イオン交換水 ) に金属を浸漬し溶出を測定 実機銅管 新銅管 試料 Cr 質量 ppm 実機銅管未検出 新銅管 黄銅 SUS 管 Cu 質量 ppm <0.1 <0.1 Fe 質量 ppm 未検出 黄銅ナット SUS304 管 Mn Ni 質量 ppm 質量 ppm 未検出未検出 Zn 質量 ppm 未検出 改質水配管をステンレスへ変更

60 2008 年度実証機設置経過 スケジュール 2008 年 2009 年 システム製作 LP 機 LP 機 灯油機 10 月 11 月 12 月 1 月 2 月 3 月 設置工事 LP 機 H20-31( 横浜市 1 サイト ) LP 機 H20-30( 横浜市 3 サイト ) 灯油機 H20-32( 横浜市 2 サイト ) 系統連系 LP 機 H20-31( 横浜市 1 サイト ) LP 機 H20-30( 横浜市 3 サイト ) 灯油機 H20-32( 横浜市 2 サイト ) 運転研究 LP 機 H20-31( 横浜市 1 サイト ) LP 機 H20-30( 横浜市 3 サイト ) 灯油機 H20-32( 横浜市 2 サイト ) 11/18~ 12/12~ 1/16~ 2008 年度実証機設置サイト Confidential 川崎 新横浜 灯油機横浜市鶴見区 ( リプレイスサイト ) 横浜 LPG 機横浜市鶴見区 ( 新規サイト ) LPG 機横浜市都筑区 ( リプレイスサイト )

61 2008 年度 SOFC システム設置サイト LPG 仕様 1kW 級 一般住宅 ( 横浜市鶴見区 ) 新規サイト LPG 仕様 1kW 級 灯油仕様 1kW 級 社員研修センター ( 横浜市都筑区 ) 社員寮 ( 横浜市鶴見区 ) 2008 年度 SOFC システム仕様 LPG 仕様 1kW 級 Confidential LPG 仕様 1kW 級 灯油仕様 1kW 級 項目 仕様 発電出力 700W 項目発電出力サイズタンク容量サイズ 仕様 700W 幅 570 高さ 960 奥行 L 70 幅 700 高さ 1,700 奥行 300 サイズタンク容量サイズ試験開始 幅 570 高さ960 奥行 L 70 幅 750 高さ1,900 奥行 項目発電出力サイズタンク容量サイズ 仕様 700W 幅 700 高さ955 奥行 L 75 幅 830 高さ1,900 奥行 330 試験開始 試験開始

62 2008 年度設置サイトの需要状況 H20-30:LPG 機 新規サイト 熱需要 電気需要大 H20-31:LPG 機 a-26 リプレイスサイト 需要傾向変わらず 4000 サイト給湯需要,MJ/ 月 a-26 H20-31: リプレイス a-27 H20-30: 新規 サイト電力需要,kWh/ 月 2008 年度実証研究状況 灯油機の需要家電力に対する FC 出力の改良 07 年度制御 (5 段出力変動 ) 08 年度制御 ( 多段出力変動 ) 試験室模擬負荷 電力,W 1000 需要家電力 温度, 出力,W FC 出力 500 FC 出力 :00 6:00 12:00 18:00 0:00 時刻,h:m 0 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 時刻,h:m 需要に見合った出力での運転時間が拡大 環境性能の向上に寄与

63 2008 年度実証研究実施状況 ( 速報 ) H20-30 H20-32 燃料 LPG LPG 運転月 11 月 12 月 12 月 運転時間 h 発電量 kwh 一次エネルギー削減率 % CO 2 削減率 % 備考 11/18~ 12/12~ 順調に運転継続中 まとめ 2007 年度 石油系燃料である LPG 仕様と灯油仕様のシステムで実証研究をおこなった LPG 仕様は 10 ケ月 5744h 灯油仕様は 11 ケ月 4565h の運転実績であった LPG 仕様では 通期で一次エネルギー削減率 19.7%( 一次エネルギー削減量 7941MJ) CO 2 削減率 30.5%(CO 2 削減量 828kg-CO2) と高い省エネ性と環境性を実証した 灯油仕様は やや劣るが 故障月を除くと 一次エネルギー削減率 8.1%(2846MJ) CO 2 削減率 10.5%(249kg-CO 2 ) であった 2008 年度 LPG 仕様では 2007 年度サイト ( リプレイス ) より電 熱需要が大きい戸建住宅で新規に実証研究を開始した ( 灯油サイトはリプレイス ) 新規サイトにおける LPG 仕様の 12 月データは リプレイスサイトより良好で 一次エネルギー削減率 33.5% CO2 削減率 41.7% と大変高い省エネ性と環境性を実証した 灯油仕様は FC 出力の改良で 需要に見合った出力で運転 ( 負荷追従 ) を行うことが可能になったため 前年度より高い省エネ性と環境性が期待される

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66 TOTO における固体酸化物形燃料電池の開発 設置運転状況 TOTO 総合研究所燃料電池開発部上野晃 目次 1.TOTO の SOFC の紹介 2. 業務用 SOFC の開発 設置運転状況 3. 家庭用 SOFC の開発 設置運転状況 4. 今後の検討課題 2

67 目次 1.TOTO の SOFC の紹介 2. 業務用 SOFC の開発 設置運転状況 3. 家庭用 SOFC の開発 設置運転状況 4. 今後の検討課題 3 SOFC 開発経緯 4

68 SOFC 事業のビジネスモデル TOTO セルスタック / モジュール システムメーカー 業務用システム AC8 kw 他家庭用システム AC700 W 可搬型電源数 100 W お客さま 2 種類のセルスタック モジュールをシステムメーカーへ供給する 5 定置用 SOFC 開発状況 成形 施釉 焼成 衛生陶器の製造技術 ( セラミックスラリー + 製膜 + 高温焼成 ) をベースに 燃料電池の心臓部を作製 6

69 業務用セルの材料構成 インターコネクタ ガスシール性に優れた円筒縦縞型デザインを採用高信頼性と高発電効率を両立させることが可能 空気極支持体 電解質 燃料極 構成材料作製方法 空気極支持体中間層電解質中間層燃料極インターコネクタ (La,Sr)MnO 3 (La,Sr)MnO 3 /ScSZ ScSZ Ni/ScSZ Ni/YSZ (La,Ca)CrO 3 7 押出し成形 スラリーコート法 家庭用セルの材料構成 燃料極支持体 低温作動化によりコンパクト化 低コスト化を図った低温 (500~700 ) でも高性能な材料開発を実施 燃料極触媒層 電解質 LDC40 電解質 LSGM 空気極 構成材料作製方法 燃料極支持体 中間層 電解質 (2 層 ) Ni/YSZ Ni/GDC10 LDC40 (Ga2O3 添加 ) LSGM 押出し成形 スラリーコート法 空気極 LSCF 8

70 2007~2008 年度の実証運転状況 業務用システム (AC8kW) 家庭用システム (AC700W) を対象として 実証運転を実施 2007 年度 2008 年度 業務用システム AC2kW 2 台 2008/2~2008/8 AC8kW 1 台 2009/2~ 家庭用システム - AC700W 2 台 2008/12~ 9 目次 1.TOTO の SOFC の紹介 2. 業務用 SOFC の開発 設置運転状況 3. 家庭用 SOFC の開発 設置運転状況 4. 今後の検討課題 10

71 業務用 2007 年度機仕様 項目 仕様 燃料ガス 都市ガス13A( 低圧 ) 出力 (AC) 2 kw 発電効率 (AC) 40 % HHV 運転 負荷一定連続運転 モジュール部寸法 mm 制御部寸法 mm 熱利用 なし ( モノジェネ ) 熱交換型改質器 モジュール 制御部 11 業務用 2007 年度機の運転状況 ( サイト 28) サイト NEF07-28 運転状況 セル温度 セル温度出力 (W/10) DC 発電効率 HHV100 AC 発電効率 HHV 温度 ( ) 出力 (W/10) DC 発電効率 効率 HHV(%) 300 AC 発電効率 出力 / 定格運転 脱硫剤機能低下 初期性能 DC 発電出力 AC 発電出力 2.85 kw 2.30 kw DC 発電効率 AC 発電効率 47 % HHV 38 % HHV 12

72 業務用 2007 年度機の運転状況 ( サイト 29) サイト NEF07-29 運転状況 セル温度 セル温度出力 (W/10) DC 発電効率 100 HHV AC 発電効率 HHV 温度 ( ) 出力 (W/10) DC 発電効率 AC 発電効率 利用率, 効率 HHV(%) 電位 (V) 200 出力 / 定格運転 脱硫剤機能低下 初期性能 DC 発電出力 AC 発電出力 2.83 kw 2.31 kw DC 発電効率 AC 発電効率 46 % HHV 38 % HHV 13 業務用 2007 年度機の性能 ( サイト 28) 排ガス温度 :240 排ガス 補機消費率 :12 % ( 補機動力 :0.34 kw) 蒸発器加熱器改質器 DC 電力 流量制御機器 昇圧器ポンプブロア 制御装置 パワコン 脱硫器 13A ガス 水 空気 AC 電力 インバータ効率 :92 % ( 変換ロス :0.21 kw) DC 出力 :2.85 kw DC 発電効率 :46.8 % HHV AC 出力 :2.3kW AC 発電効率 :37.7 % HHV 14

73 業務用 2008 年度機目標仕様 目標仕様 定格発電出力出力端子発電効率寸法燃料種 AC8 kw 単相 200 V AC 40 % HHV 都市ガス 15 目次 1.TOTO の SOFC の紹介 2. 業務用 SOFC の開発 設置運転状況 3. 家庭用 SOFC の開発 設置運転状況 4. 今後の検討課題 16

74 家庭用 2008 年度機のスペック 発電ユニット外形寸法質量定格発電出力定格発電効率排熱回収効率 W650 D450 H kg 700 W 37 % HHV 32 % HHV タンクユニット 外形寸法 W630 D700 H1500 質量 70 kg タンク容量 130 L 給湯能力 41.9 kw(24 号 ) 追焚能力 11.2 kw タンクユニット 発電ユニット 12 月から 2 サイトで実証試験を開始し 特に設置時のトラブルも無く順調に運転している 17 家庭用 2008 年度機の運転状況 ( サイト 33) H20-33 サイトの運転状況 (1( 日分のデータ ) : 電力使用量 :AC 発電量 2000 W :00 3:00 6:00 9:00 12:00 15:00 18:00 21:00 0:00 時刻 初期定格性能 (10min 平均値 ) AC 発電出力 AC 発電効率 熱回収効率 669 W 35.0 % HHV 40.3 % HHV 18

75 家庭用 2008 年度機の運転状況 ( サイト 34) H20-34 サイトの運転状況 (1( 日分のデータ ) : 電力使用量 :AC 発電量 2000 W :00 3:00 6:00 9:00 12:00 15:00 18:00 21:00 0:00 時刻 初期定格性能 (10min 平均値 ) AC 発電出力 AC 発電効率 熱回収効率 670 W 34.7 % HHV 41.6 % HHV 19 家庭用 2009 年度機のスペック ( 目標値 ) 発電ユニット 項目 2008 年モデル 2009 年モデル 備考 外形寸法 W650 D450 H927 W650 D360 H % 小型化 質量 100 kg 80 kg 20 % 軽量化 定格発電出力 700 W 700 W 定格発電効率 37 % HHV 41 % HHV 4 ポイントアップ 排熱回収効率 32 % HHV 37 % HHV 5 ポイントアップ タンクユニット 2008 年モデル 2009 年モデル 備考 外形寸法 W630 D700 H1500 W700 D360 H % 小型化 質量 70 kg 80 kg 以下 タンク容量 130 L 70 L 最適化 給湯能力 41.9 kw(24 号 ) 41.9 kw(24 号 ) 追焚能力 11.2 kw 11.2 kw 2008 年モデル 2009 年モデル 20

76 目次 1.TOTO の SOFC の紹介 2. 業務用 SOFC の開発 設置運転状況 3. 家庭用 SOFC の開発 設置運転状況 4. 今後の検討課題 21 今後の検討課題 発電効率の改善実負荷環境での運転データ取得 課題抽出セル スタック モジュールの改良インバータ 補機類の改良 システムの信頼性 耐久性の向上実負荷環境での耐久データ取得 耐久性確認実証運転品の分析 課題抽出 対策実施トラブル事例の把握 メンテナンス条件の検討 コストダウンの推進セル スタック モジュールの生産工程改良補機類の最適化 22

77

78 20 SOFC H19SOFCPEFC ()

79 H19 H20-12 H20-10 H20-4 H20-01,H20-15,H20-18 H20-4,H20-7, H20-3H20-5,H20-11 H

80 960mm570mm350mm 93kg 700W 100W 45LHV 40LHV mm700mm300mm 89kg 70L 41.9 kw24 10W8600kcal/h

81 a / % % 34.3% 11.7% 33.1% a / % % 36.0% 14.2% 35.3% a / % % 35.0% 9.4% 32.1% a / % % 33.7% 15.3% 34.9% a / % % 32.7% 8.2% 30.3% a / % % 33.9% 7.0% 30.2% a / % % 38.3% 21.3% 40.3% a / % % 33.8% 3.4% 28.2% a / % % 35.9% 12.1% 34.1% a / % % 33.4% 6.0% 29.4% a / % % 32.1% 10.4% 31.3%

82 24 CO

83

84 ᾗᾀᾈ ࡇೞỉ Ꮱਖ਼ᆆί৷ቦὸ ίᵎᵌᵓ ᵏᵌᵎ ኳʕЎὸ 1ᐕ䈪5䊘䉟䊮䊃䇮 0.5ᐕ䈪3䌾5䊘䉟䊮䊃䈱ㅍ㔚 ല ૐਅ 㪇㪎ᐕᐲታ ᯏ䈱ㅍ㔚 ല 䈱ផ⒖䇭䋨㪇㪅㪌ᐕ䇮㪈ᐕ䈪䈱 㛎 ᯏᛮ 䋩 㪌㪇 㪸㪄㪇㪊 ㅍ㔚 ല 㩿㩼㪃䇭㪣㪟㪭㪀 㪋㪌 㪸㪄㪇㪋 㪸㪄㪇㪎 㪋㪇 㪸㪄㪈㪋 㪸㪄㪈㪎 㪊㪌 㪊㪇 㪉㪌 㪉㪇 㪇 㪉㪇㪇㪇 㪋㪇㪇㪇 㪍㪇㪇㪇 㪏㪇㪇㪇 㪈㪇㪇㪇㪇 㑆䇭㩿㪿㪀 㪝㪬㪜㪣 㪚㪜㪣㪣 㪛㪜㪭㪜㪣㪦㪧㪤㪜㪥㪫 㪛㪜㪧㪘㪩㪫㪤㪜㪥㪫 Άᢱ㔚ᳰ䉲䉴䊁䊛ㇱ ᾗᾀᾈ ࡇ ᚰೞỉ Ꮱਖ਼ᆆί৷ቦὸ ίᵏ ˌᨀዒዓЎὸ 8000 㑆 ㆊ 䊶䊶䊶5บ䋨 ᅢ䈭䉅䈱䈪1.5 㑆એ 䈱ኼ 䋩 㪇㪎ᐕᐲታ ᯏ䈱ㅍ㔚 ല 䈱ផ⒖䇭䋨㪈ᐕ 䇭 㛎 ቯᯏ䋩 㪌㪇 ㅍ㔚 ല 㩿㩼㪃䇭㪣㪟㪭㪀 㪋㪌 㪋㪇 㪸㪄㪇㪏 㪊㪌 㪸㪄㪇㪐 㪊㪇 㪸㪄㪈㪇 㪸㪄㪈㪊 㪉㪌 㪸㪄㪈㪐 㪉㪇 㪇 㪉㪇㪇㪇 㪋㪇㪇㪇 㪍㪇㪇㪇 㪏㪇㪇㪇 㪈㪇㪇㪇㪇 㑆䇭㩿㪿㪀 Άᢱ㔚ᳰ䉲䉴䊁䊛ㇱ 㪝㪬㪜㪣 㪚㪜㪣㪣 㪛㪜㪭㪜㪣㪦㪧㪤㪜㪥㪫 㪛㪜㪧㪘㪩㪫㪤㪜㪥㪫

85 - 78 -

86 1 SOFC NEF

87 NEXT W mm 1500mm 1900 mm 1500mm 2400 mm 650mm

88

89

90 平成 20 年度固体酸化物形燃料電池実証研究成果報告会 2009 年 3 月 4 経団連ホール 寒冷地における SOFC 実証評価 北海道ガス株式会社技術開発研究所 R&D Institute 札幌の降雪量は年間 5~6m! R&D Institute 積雪は 1m 程度 札幌総合情報センター データ 2009/3/4 SeatNo.2

91 札幌 外気温度発生頻度 ( 札幌 ) hr R&D Institute 2009/3/4 SeatNo.3 寒冷地の負荷バランスと発電 熱寄与率 全国平均 ( 温暖地域 ) 北海道ガス平均 (= 寒冷地域 ) 負荷 電力 給湯負荷 [kwh/ 日 ] 電力負荷 給湯負荷 1 月 2 月 3 月 4 月 5 月 6 月 7 月 8 月 9 月 10 月 11 月 12 月 電力 給湯負荷 [kwh/ 日 ] 電力負荷 給湯負荷 1 月 2 月 3 月 4 月 5 月 6 月 7 月 8 月 9 月 10 月 11 月 12 月 寄与率 発電 熱寄与率 100% 80% 60% 40% 20% 発電寄与率 熱寄与率 発電 熱寄与率 100% 80% 60% 40% 20% 発電寄与率 熱寄与率 0% 0% 1 月 2 月 3 月 4 月 5 月 6 月 7 月 8 月 9 月 10 月 11 月 12 月 1 月 2 月 3 月 4 月 5 月 6 月 7 月 8 月 9 月 10 月 11 月 12 月 R&D Institute 2007 年 1 月 ~12 月 PEFC 大規模実証データ 2009/3/4 SeatNo.4

92 2007 年度機試験状況 運転期間 : ~ R&D Institute 2009/3/4 SeatNo.5 10,000 9,000 サイトの電力 給湯負荷 PEFC 大規模大規模平均 SOFC07 年機 8,000 給湯負荷 [kwh] 7,000 6,000 5,000 4,000 3,000 2,000 1,000 0 サイト住宅は 電力 熱ともに負荷小 0 1,000 2,000 3,000 4,000 5,000 6,000 7,000 8,000 電力負荷 [kwh] R&D Institute 2009/3/4 SeatNo.6

93 8000 年間運転状況 稼動率累積運転時間累積発電時間 [hour] システム故障による長期停止 外部要因による停止 [%] システム不調の兆しあり手動で運転停止 年 2008 年 12 月 1 月 2 月 3 月 4 月 5 月 6 月 7 月 8 月 9 月 10 月 11 月 R&D Institute /3/4 SeatNo 発電効率推移 発電効率 (680W 30 分以上 ) FC 部屋温度 月平均発電効率 月平均発電出力 [ ] [%] 燃料 空気利用率変更 (2008/2/14) モジュール交換電流抑制値変更 (2008/4/24) 低外気温も要因の 1 つ [W] 年 2008 年 12 月 1 月 2 月 3 月 4 月 5 月 6 月 7 月 8 月 9 月 10 月 11 月 R&D Institute 効率低下はある程度で落ち着いた /3/4 SeatNo.8

94 排熱利用状況 熱寄与率排熱回収効率排熱利用効率給湯負荷 [kwh] [%] 給湯負荷が落ち込む夏場は 排熱利用効率が落ち込む 年 2008 年 12 月 1 月 2 月 3 月 4 月 5 月 6 月 7 月 8 月 9 月 10 月 11 月 R&D Institute 2009/3/4 SeatNo.9 耐寒性の確認 [1/21] [2/14] ヒータ切 [1/31] [2/5] 全開 1/3 開放 2/3 開放 R&D Institute 2009/3/4 SeatNo.10

95 設置環境温度 最低外気温最低設置環境温度平均外気温平均設置環境温度 小屋シャッターの保護あり ( 外気温に対して高い ) 徐々に保護を外す [ ] 最低環境温度約 年 2008 年 12 月 1 月 2 月 3 月 4 月 5 月 6 月 7 月 8 月 9 月 10 月 11 月 R&D Institute 発電状態では 17 まで問題なかった ( ギリギリ?) 2009/3/4 SeatNo.11 SOFC 導入効果 一次エネルギー CO2 削減率 22.9% 38.3% 削減量 削減効果 10,827MJ 283L 1,180kg 84 本 比較的負荷の小さなサイトでも大きな導入効果 R&D Institute 2009/3/4 SeatNo.12

96 2007 年度機まとめ 運転状況年間を通して機械起因のエラーは 1 回で 順調な運転 発電時間は約 7400 時間 発電効率は 40~35%LHV 寒冷地設置当初は寒さ対策として小屋内部に発電ユニットを設置し 後にシャッターを開放しー 17 での設置環境 導入効果比較的負荷の低いサイトだが CO2 約 1.2 トン削減と優秀な結果 R&D Institute 2009/3/4 SeatNo 年度機運転特性速報 R&D Institute 2009/3/4 SeatNo.14

97 10,000 9,000 サイトの電力 給湯需要 PEFC 大規模大規模平均 SOFC08 年機 (2007 年実績 ) 8,000 給湯負荷 [kwh] 7,000 6,000 5,000 4,000 3,000 2,000 1,000 0 電力 給湯需要ともに高く 燃料電池に向いたサイト 0 1,000 2,000 3,000 4,000 5,000 6,000 7,000 8,000 電力負荷 [kwh] R&D Institute 2009/3/4 SeatNo.15 [hour] 1600 累積発電時間稼動率 hour 2009 年 1 月末現在 ( 稼動後 3ヶ月 ) では 1 度も % 故障無く順調に稼働中 スタックの状況も良好 78.4% 86.4% hour 運転状況速報 エラーなく安定した運転状況 運転情報 hour 発電時間 : 1480 時間 (2008 年 10 月 ~12 月 ) 600 高効率な機器性能 200 発電効率 :42~45%LHV@ ほぼ定格 670W 以上 η=39.0 η=39.3 η= 月 11 月 12 月 [%] R&D Institute 2009/3/4 SeatNo.16

98 50.0 発電効率推移 45.0 [LHV%] [ ] W を 30 分以上保持した際の最後の 5 分間の平均効率 スタックの劣化が原因と思われる効率低下はない 外気温 月 14 日 10 月 29 日 11 月 13 日 11 月 28 日 12 月 13 日 12 月 28 日 R&D Institute 2009/3/4 SeatNo 排熱利用状況 燃料電池熱回収量 ( 積算 ) 湯供給量 ( 積算 ) 給湯需要 ( 積算 ) [MJ] 給湯需要が非常に大きい ( 朝晩のバランスも良い ) 排熱回収量 湯供給量 ( ほぼ全ての排熱を有効利用 ) 0 12 月 1 日 12 月 6 日 12 月 11 日 12 月 16 日 12 月 21 日 12 月 26 日 12 月 31 日 R&D Institute 2009/3/4 SeatNo.18

99 40 35 バランスの良い給湯利用状況 給湯需要 湯供給量 [MJ] :00 1:00 2:00 3:00 4:00 5:00 6:00 7:00 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00 R&D Institute 2009/3/4 SeatNo.19 SOFC 導入効果 (3 ヶ月 ) 一次エネルギー CO2 削減率 31.1% 44.7% 削減量 削減効果 4,569MJ 120L 427kg 31 本 R&D Institute 2009/3/4 SeatNo.20

100 45.0 出力と効率 24 時間平均 発電効率 [LHV%] 低負荷でも発電効率の低下は極めて少ない 平均発電出力 [W] R&D Institute 2009/3/4 SeatNo 環境温度と効率 R 2 = 発電効率 [LHV%] 平均環境温度 [ ] R&D Institute 1 日の平均発電出力 550~595W におけるプロット 2009/3/4 SeatNo.22

101 08 年度機まとめ 運転状況 3 ヶ月間程度の運転で エラーの発生が無く順調に運転中 高効率な発電状況で時間は約 1480 時間 排熱利用状況給湯需要が大きく 朝晩バランスよく使用しており 排熱を有効に利用 (12 月は ほぼ全ての排熱を有効利用 ) 導入効果コジェネに適したサイトであり 環境性評価では一次エネルギー CO2 の削減において優秀な結果が期待される R&D Institute 2009/3/4 SeatNo.23

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104 固体酸化物形燃料電池実証研究成果報告 東京エリアにおける実証研究結果 東京ガス株式会社商品開発部 SOFCプロジェクトグループ石川直明平成 21 年 3 月 4 日 当社の SOFC 実証研究参加目的 SOFC の早期実用化に向け 東京エリアの実住居において SOFC システムを運転することにより 省エネルギー性 環境性をはじめとした家庭用 SOFC システムの適用性の検討 評価 信頼性 耐久性をはじめとしたシステム完成度の確認と技術的課題の抽出 を主な目的として 07 年度 (H.19 年度 ) より実証研究に参加 1

105 実証研究 SOFC システム仕様 (1) システム提供者定格出力発電効率 ( 定格 ) 排熱回収効率寸法重量 SOFC 発電ユニット 08 年度システム 700W 45%LHV 以上 40%LHV 以上 (75 回収時 ) W570 D350 H960 mm 93kg ( 株 ) 京セラ 07 年度システム 30%LHV 以上 (75 回収時 ) W540 D350 H950 mm 91kg 2 実証研究 SOFC システム仕様 (2) 貯湯槽容量排熱回収温度寸法重量 貯湯ユニット 07 年度 08 年度 200L 65 W530 D800 H1,850 mm 155kg 08 年度 70L 75 W700 D300 H1,700 mm 89kg 2 パターンの貯湯槽容量および排熱回収温度で運用 (200L 65 70L 75 ) 3

106 東京ガスサイト設置状況 (07 年度 ) 貯湯ユニット (200L) SOFC 発電ユニット 貯湯ユニット (200L) SOFC 発電ユニット データ収集装置 さいたまサイト (a-21) (08 年 1 月 18 日より運転開始 ) ( 共同研究で運転継続中 ) 中野サイト (a-22) (08 年 2 月 13 日より運転開始 ) ( 共同研究で運転継続中 ) データ収集装置 SOFC 発電ユニット 貯湯ユニット (200L) 世田谷サイト (a-23) (08 年 1 月 30 日より運転開始 ) ( 共同研究で運転継続中 ) 4 東京ガスサイト設置状況 (08 年度 ) 貯湯ユニット (70L) 貯湯ユニット (200L) 分電盤 発電ユニット データ計測盤 SOFC 発電ユニット ガス流量計 横浜 4 サイト (H20-27) (08 年 12 月 16 日より運転開始 ) データ収集装置 5 さいたまサイト (H20-26) (09 年 1 月 16 日より運転開始 ) (07 年度機入れ替えサイト )

107 SOFC 実証研究総括 (07 年度 08 年度 ) (1)07 年度 ( 計 3 サイト ) サイト名 データ取得開始日 運転時間発電時間稼働率 平均発電効率 平均排熱回収効率 平均電力負荷 平均給湯負荷 h h % %LHV %LHV kwh/ 日 kwh/ 日 a 年 1 月 18 日 7,563 7, a 年 2 月 14 日 7,408 7, a 年 1 月 31 日 7,244 6, H.21 年 1 月 31 日現在 ( 最終結果 ) a-21サイト H.20 年 12 月 12 日運転不能となり運転終了 ( 運転期間 12ヶ月 ) a-22サイト H.21 年 1 月 31 日共同研究期間満了により運転終了 ( 同 12ヶ月 ) a-23サイト H.21 年 1 月 5 日運転不能となり運転終了 ( 同 11ヶ月 ) (2)08 年度 ( 計 2 サイト ) H20-27サイト( 横浜 4サイト ) H.20 年 12 月 16 日運転開始 H20-26サイト( さいたまサイト ) H.21 年 1 月 16 日運転開始 6 実証運転性能 ( 月別発電効率 排熱回収効率 ) 発電効率 排熱回収効率 平均発電効率 ( 発電時 ) [%LHV] 平均排熱回収効率 ( 発電時 ) [%LHV] 年度発電効率 08 年度発電効率 07 年度排熱回収効率 08 年度排熱回収効率 平均発電出力 ( 発電時 ) [W] 平均発電出力 ( 発電時 ) [W] 発電効率は07 機の方が若干高いが有意な差異は見られない 排熱回収効率は07 機と08 機で有意な差は見られない また 発電効率を上回る排熱回収効率を得ている 7

108 月別実住居エネルギー使用量 電力需要 [kwh/ 日 ] a-21 a-22 a-23 H 給湯需要 [kwh/day] 電力需要は 10~30kWh/ 日 に分布し 特異な需要はない 給湯需要は 3~28kWh/ 日 に分布し 電力需要以上に幅広い需要をカバー 8 SOFC 実証研究月別一次エネルギー削減量 結果 08 結果 一次エネルギー削減量 [MJ] 平均 799.4MJ 給湯需要 [kwh/day] 一次エネルギー削減量は給湯需要とよい相関を示す 全給湯需要域において省エネルギー性を確保しており 特に低需要域においても増エネルギーにならない 9

109 SOFC 実証研究月別 CO2 削減量 CO2 削減量 [kg-co2] 平均 103.9kg-CO2 07 結果 08 結果 給湯需要 [kwh/day] 一次エネルギー削減量と同様 CO2 削減量も給湯需要とよい相関を示す 一次エネルギー削減量以上に導入効果が顕著であり 低炭素社会実現に向けて有効な技術である 10 SOFC 実証研究発電効率経時変化 レベル A 発電効率 (%LHV) 電流制限 (a-23) a-21 a-22 a ,000 2,000 3,000 4,000 5,000 6,000 7,000 発電時間 (h) 発電効率の経時変化挙動には個体差が見られた a-23は運転途中で出力電流を制限したが その後も継続的に効率低下 a-22は効率低下が少なく EOR( 運転終盤 ) でも定格発電効率 40% を上回った 11

110 SOFC 実証研究主な故障履歴 センサ ( 直流 CT) 断線の誤検知 (2 月初旬 20h 経過後 ) センサ断線を誤検出し システム自動停止 改質水ポンプ動作不良 (8 月下旬 4,500h 経過後 ) ポンプ故障に伴い システム自動停止 自動再起動時バーナー不着火 (10 月中旬 5,500h 経過後 ) ガスメーター対応停止後の自動再起動工程でバーナー不着火 改質水ポンプ異常動作 (12 月中旬 6,000h 経過後 ) パッケージ内部での水漏れに起因 セルスタック交換等の重故障は発生せず 一定の信頼性を確認 運転初期 ~ 中期においては目立った故障なし 運転終盤に補機に起因する故障が発生 12 SOFC 実証研究総括 ここまでの実証研究の目標に対する評価は以下の通り 省エネルギー性 環境性をはじめとした家庭用 SOFCシステムの適用性の検討 評価 高い省エネルギー性 環境性を発揮 低炭素社会実現に貢献しうる可能性を確認 信頼性 耐久性をはじめとしたシステム完成度の確認と技術的課題の抽出 実用化に向けてセルスタックの耐久性に課題あり 初期信頼性の高さを示す その一方で 長時間稼動後の補機の信頼性向上が課題に 13

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112 平成 20 年度 固体酸化物形燃料電池実証研究 成果報告会 北部九州地区の特性を加味した実証サイトの選定 平成 21 年 3 月 4 日 西部ガス株式会社総合研究所 1 西部ガスの研究経緯 SOFC PAFC 年度 元年 H10 H15 H20 H25 基礎研究 固体酸化物形燃料電池実証研究 リン酸形燃料電池実証研究 H19 H22 固体高分子形燃料電池実証研究 PEFC 固体高分子形燃料電池大規模実証 2

113 北部九州地区の特性 1. 一人当たりの給水量が少ない ( m3 ) 各都市一人あたりの年間給水量比較 2. 年間を通して給水温度が高い 九州の特性 1 年間平均気温が高い 2 浄水温度が比較的高い 札幌市東京都大阪市福岡市 出展 : 各都市水道局統計年報 (H18 年度 ) 平均浄水温 *1 / 北海道 ( 札幌市 ) 9.7 関東圏 ( 東京都 ) 16.8 近畿圏 ( 大阪市 ) 17.3 九州圏 ( 福岡市 ) 18.1 *1: 社団法人日本水道協会水道統計水質編 一般的に給湯負荷が小さい家庭が多い 3 実証サイト概要 設 置 場 所 住 宅 形 態 延 床 面 積 家 族 構 成 設 置 時 期 電力使用量 ( 導入前 ) ガス使用量 ( 導入前 ) 平成 19 年度福岡市南区戸建 2 階建て 143 m 2 4 人世帯平成 20 年 2 月 4,590kWh/ 年 820m 3 / 年 平成 20 年度福岡市城南区戸建 2 階建て 115 m 2 2 人世帯平成 20 年 11 月 4,550kWh/ 年 860m 3 / 年 ( 給湯負荷小 ) 設置風景 4

114 運転状況 項目運転期間運転時間発電時間発電電力量電力需要量平均発電出力 H19 年度機 (1 台 ) H20 年 2 月 ~H20 年 9 月 4,808h 4,595h 1,949[kWh] 2,475 [kwh] 424W H20 年度機 (1 台 ) H20 年 11 月 ~ 継続中 968h(12/ 末現在 ) 937h(12/ 末現在 ) 404[kWh] 534 [kwh] 431W 平均発電電力量 (W) 平均購入電力量 (W) 電力量 (Wh) ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 2 月 3 月 4 月 5 月 6 月 7 月 8 月 9 月 10 月 11 月 12 月 H19 年度 H20 年度 5 運転データ ( 平成 19 年度 ) 基本性能データ 発電効率 [%HHV] 排熱回収効率 [%HHV] 電気利用効率 [%HHV] 熱利用効率 [%HHV] 平均発電出力 [kw/ 月 ] 環境性 省エネ性 当社サイト 負荷に対する寄与率 0.539kWh 0.424kWh 平均電力需要量 平均給湯需要量 1.71MJ 0.89MJ 寄与率 :78.5% 寄与率 :52.2% 電力 給湯 平均発電電力量 平均湯供給量 電力需要と給湯需要を全て従来システムでまかなった場合と比較して 従来システム : 電力 = 火力発電所ベース給湯 = 通常給湯器 7.5% の削減 28.2% の削減 一次エネルギー削減率 (%) CO 2 削減率 (%) 6

115 設置 施工性について 平成 19 年度 平成 20 年度 外観 設置条件 搬入口 制約がない搬入経路 設置スペースが広い 搬入口 制約がある搬入経路 設置スペースが狭い 7 基礎施工状況 平成 20 年度実証サイト 0.60m 2.00m 2.40m SOFC 基礎施工状況 1.00m SOFC システム設置標準スペース 上記はメンテナンススペースも含んだ必要スペース例 8

116 まとめ 北部九州地区での適応性を考慮して 実証サイトには全国的にみて給湯需要が少ない家庭を選定した 北部九州地区において以下のことが確認できた 1) 一般的な電力需要において 電力負荷寄与率が高い 2) 給湯需要が少ない家庭であっても 十分な省エネルギー性 環境性が得られる設置スペースも小さく 機器搬入の制約があるH20 年度サイトにおいても容易に設置が可能であった 9

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118 固体酸化物形燃料電池 (SOFC) の研究開発の動向 SOFC: Solid Oxide Fuel Cells, 固体酸化物形燃料電池 平成 21 年 3 月 4 日 独立行政法人新エネルギー 産業技術総合開発機構燃料電池 水素技術開発部佐藤嘉晃 1 SOFC 研究開発の意義 エネルギー供給の安定化 効率化を図った社会の実現地球温暖化問題 地域環境問題の解決への貢献 高効率発電システムの技術開発 実用化 SOFC システム 高い発電効率の実現 多様な燃料への対応が可能 広範囲な発電出力帯への適応性 高価な貴金属触媒が不要 高効率 SOFC システムの技術開発 実証研究の推進 ( コジェネレーションシステム コンバインドサイクルシステム ) 2

119 SOFC の研究開発プロジェクト ~ 固体酸化物形燃料電池形電システム技術開発技発 システム技術開発要素技術開発 開発目標 劣化率 0.25%/1000h 以下 耐久性 3000h 程度 技術課題の整理 耐久性 信頼性の向上基礎研究を産官学等の研究開発者が協力して戦略的に取り組む実用性の向上低コスト化 起動停止 高圧運転の技術開発に取り組む 固体酸化物形燃料電池システム要素技術開発 連携 ( 課題抽出 ) 固体酸化物形燃料電池実証研究 開発目標 耐久性 40000h 程度 セルスタック 5 万円 /kw 起動停止 250 回の見通し 3 固体酸化物形燃料電池システム要素技術開発 ( 事業実施体制 ) 経済産業省 (METI) NEDO 技術開発機構 委託 2008 年 ~2012 年 固体酸化物形燃料電池システム要素技術開発 PL: 産業技術総合研究所横川上席研究員 基礎的 共通課題のための研究開発 耐久性 信頼性向上のための基礎研究産業技術総合研究所電力中央研究所三菱マテリアル / 関西電力三菱重工業九州大学 岐阜大学 / 名古屋大学東北大学 京都大学 / 東京大学原料 材料の低コスト化 低コストセルスタックの技術開発日立金属 TOTO 三菱重工業 三菱マテリアル AGC セイミケミカル / 共立マテリアル 実用性向上のための技術開発運用性向上のための起動停止技術開発 TOTO 三菱マテリアル / 関西電力超高効率運転のための高圧運転技術開発三菱重工業 再委託 東京工業大学三菱マテリアル ダイヘン トヨタ自動車 4

120 研究開発プロジェクトと実証研究との連携 実証研究で得られた技術課題をシステム要素技術開発の基礎研究に反映 NEDO 技術開発機構 SOFC システム要素技術開発 基礎的 共通課題のための研究開発 基盤技術コンソーシアム会議 耐久性技術ワーキンググループ データ共通化委員会 実用性向上のための技術開発 研究課題 課題報告会 実証データ抽出課題 助成 SOFC 実証研究 NEF 実証データの共有化 実証機運転データ 効率データ 故障データ抽出課題の基礎研究への反映 燃料 構造物由来不純物による劣化 電流密度 作動温度変化による性能変動 発電部状態量への機器故障の影響 5 基礎的 共通課題のための研究開発 ( 耐久性 信頼性向上のための基礎研究 ) 集学的な取り組みにより セル性能の劣化機構を解明 劣化機構モデル及び電極モデルを構築し 高耐久性セルを開発 ( 開発目標 : 耐久時間 40,000h 起動停止 250 回の見通し ) 物質移動による劣化不純物等の内部拡散を熱力学的に解析 不純物による劣化セルの被毒劣化状態を化学的に解析 機能構造の機械的変化による劣化熱応力等による構造変化を機械的に解析 不純物 被毒 セルの劣化要因 構造変化 熱応力 外力 不純物 セル組成元素 拡散 燃料極 電解質 空気極 三相界面の構造変化劣化現象と電極微細構造変化との相関付け ( 電極モデルの構築 ) SOFC セル ( 断面図 ) 6

121 基礎的 共通課題のための研究開発 ( 耐久性 信頼性向上のための基礎研究 ) 初期 物質移動を起因とした劣化機構の熱力学的解析 二次イオン質量分析による物質拡散状態の解析 反応度界面近傍での不純物の蓄積量 物質移動量 反応量を解析 部材中の微量成分評価実機劣化サンプル ( 燃料極 ) にて 高濃度の Si,Al( 断熱材由来 ) F,Cl( 燃料由来 ) を検出 長期発電後のSiの界面拡散の例 wt(ppm) セル中心部 (5000h) セル端部 (5000h) wt(ppm) 界面に Si が分布 セル中心部 Na Si Al EPMAマップ燃料極断面 ( 中心部 ) 電極 / 電解質界面 Sr 10 Na Al Si K Cr Sr C F P S O 元素 1 ( 表面 ) K セル深さ方向 Cr 7 基礎的 共通課題のための研究開発 ( 耐久性 信頼性向上のための基礎研究 ) 外部 ( 燃料 空気 ) 由来不純物を起因とした劣化機構の化学的解析 被毒劣化挙動の実験的評価 不純物 :Cl 2 不純物 :H 2 S 空気 燃料 SOFC ボタンセル 解析評価体系 超高分解能走査透過顕微観察による被毒状態解析 不純物 被毒状態 備考 硫黄 ( 低濃度 ) 吸着 吸着種生成 ( 表面 ) 塩素 昇華 気相反応物生成 シロキサン 蓄積 反応物析出 硫黄 ( 高濃度 ) 反応物生成 固相反応物生成 硼素 凝集促進 拡散促進 リン 硫黄 共融体生成 液相反応物生成 塩素 :5ppm 8

122 基礎的 共通課題のための研究開発 ( 耐久性 信頼性向上のための基礎研究 ) 構造変化を起因とした劣化機構の機械的解析 縦弾性係数 Gpa YSZ in Ar gas 温度 機械特性 ( 温度 雰囲気制御 ) ヤング率ポアッソン比破壊強度 実測データの組み込み 電極 - 電解質構造体モデル ( 均質化法 ) 基礎物性酸素不定比性高温結晶構造 格子体積バルク 界面輸送特性 機械的劣化現象 ( 機械的損傷状況 ) 破壊 微小亀裂機械的特性変化 ( 負荷要因状況 ) 温度勾配化学ポテンシャル勾配外部応力電流集中 機械特性 輸送特性の評価 劣化現象の抽象化 セル耐性評価 ( 機械的解析 ) 9 基礎的 共通課題のための研究開発 ( 耐久性 信頼性向上のための基礎研究 ) 三相界面の構造変化解析のための電極モデル構築 空気極 電解質 燃料極 FIB-SEM 構造解析 微構造二次元画像 ( 組成分析 ) 赤 :Ni 青 :YSZ 黒 : 空隙 三次元構造再構築 ( 球体のランダムパック ) FIB: 収束イオンビーム 三次元電極モデル 長期間発電前後の電極モデルの比較により 劣化現象と電極微細構造変化とを相関付け 多孔質内ガス拡散 イオン及び電子の電荷移動を考慮した電極数値シミュレーション 劣化現象を取り込み セルを対象としたマクロ解析に展開 電極幾何構造データ三相界面長さ有効導電率屈曲度体積分率空隙率 集電材 電解質 燃料極緑 :Ni 青 :YSZ 灰 : 空隙 10

123 原料 部材の低コスト化技術開発 ( セルスタック用耐酸化金属部材 ) 中温型 SOFCの構成要素として適用可能な金属部材を開発し低コスト化を推進中温型 SOFCセルスタック金属材料は安価であるが 高温酸化により接触抵抗が増加し電池性能が劣化 金属セパレータ フェライト系金属材料中の不純物低減と微量元素添加により 高温酸化を大幅に抑制 ( 目標 : 酸化増量 0.16mg/cm 2 /4000h 以下 ) 酸化増量 (mg/cm2) 1.5 酸化 1.0 増 1 量 0.5 (mg/cm 2 ) ZMG232L 232K 232K1 232K2 850 大気中 従来材料 開発材料 酸化処理時間 (Hr) 酸化処理時間 (h) 円形平板 マイクロチューブ 集電体発電セル集電体 金属セパレータ 金属インターコネクタ 円筒平板 今後の計画 金属材料適用セルスタックの発電試験 金属蒸発防止コーティングの検討 11 低コストセルスタック モジュールの技術開発 ( 共通化材料仕様セルスタック ) 原材料仕様を共通化し コスト5 万円 /kwを目指したセルスタック開発を推進 開発対象の原材料 ( システムコスト20~40 万円 /kw) 円筒横縞円筒縦縞マイクロチューブ円形平板セルスタック 構成要素 空気極 LaMnO 3 系 LaMnO 3 系 ACoO 3 系 ACoO 3 系 電解質 ジルコニア系 (YSZ) ジルコニア系 (ScSZ) ランタンガレート系 (LSGM) ランタンガレート系 (LSGMC) 燃料極 Ni/YSZ 系 Ni/YSZ 系 Ni/YSZ 系,Ni/ セリア系 Ni/ セリア系 原材料仕様の共通化仕様の共通化 低コストセルスタックの開発 燃料電池構成要素の材料仕様の共通化 燃料電池性能評価による原材料品質の適正化 固相法 液相法の低コストプロセス開発 セルスタックメーカとの連携 燃料電池性能の評価 材料仕様の適正化 12

124 運用性向上のための起動停止技術 ( 起動停止適応セルスタックの開発 ) 起動停止時の熱衝撃を緩和し 性能劣化を抑制した SOFC スタックの開発 金属セパレータ 集電体発電セル集電体 金属セパレータ セル面圧分布評価局所的に高い面圧発生を回避した構造体形状と加重配置 セパレータ構造解析 流体解析セルへの外力低減 流体配分の適正化 セル酸化評価起動停止時ガス条件の模擬による健全性試験 ( ガス条件 : 温度 流量 ) 温度分布評価 セルスタック今後の計画 起動停止試験により セルスタックの健全性評価 起動停止に関する熱的条件 ガス条件等の設定 数 10kW 級コジェネレーションシステム 評価領域 ( セル面圧測定例 ) 赤 : 面圧大 ( 相対値 ) 13 運用性向上のための起動停止技術 ( 起動停止適応セルモジュールの開発 ) 起動停止時の熱サイクルによる性能劣化を抑制した SOFC モジュールの開発 従来モジュール 熱サイクルによりセルと集電部材の位置が変化 開発モジュール セル 集電部材をフレームで固定 1000h の発電試験では 性能劣化は従来モジュールと同程度以下 集電部材 (Ni) モジュール容器 セル 接触抵抗増加による発電性能劣化セル 円筒縦縞セルモジュール 金属フレーム 今後の計画 モジュール起動停止試験により 熱サイクル及び供給ガスの影響評価 起動停止に関する熱的条件等の設定 14

125 複合発電システムの開発 SOFC-MGTハイブリッドシステム ( 高圧運転による高効率化例 ) SOFC 燃料入熱 MGT 燃料入熱 SOFC 発電出力 SOFC 発電出力 MGT 発電出力発電端出力補機動力送電端効率 (LHV) 発電システム制御系 保護系起動停止 / 連携運転での安定制御燃料 / 酸素の欠乏状態回避制御 複合発電システムのコンパクト化 超高効率運転のための高圧運転技術 ( 高圧複合発電システムの開発 ) kw-th 51.5 kw-th kw-dc kw-ac 34.8 kw-ac kw-ac 7.1 kw-ac 52.1% LHV ( 高圧系 ) TE SOFC モジュールのコンパクト化 配管経路の最適化 冗長系適正化 SOFC 加圧モジュール DPX インバータ 空気 発電機 再循環ブロワ 燃焼器 再生熱交換器 PX マイクロガスタービン (MGT) 排ガス 数 100kW 級 SOFC-MGT 発電システム 置換ガス 都市ガス 排ガス 現状システム コンパクト化システム 15 固体酸化物形燃料電池実証研究 ( 平成 21 年度の事業体制 ) 実負荷環境の実証データから技術開発課題を抽出し実用化開発を促進 経済産業省 (METI) NEDO 技術開発機構 抽出課題 SOFC システム要素技術開発 助成 報告 ( 実証データ ) 助成 分析 評価結果 ( 技術課題抽出 ) 設置運転事業者 連携 助成事業者 評価分析事業者 ( 新エネルギー財団 ) 報告 ( 評価結果 ) 実証研究評価委員会 設置運転事業者 : システムの設置 実証データの取得評価分析事業者 : 実証データの集約 分析 及び評価 16

126 ( 再生紙を利用しています ) 大豆インクを使用しています S O F C 平成 20 年度固体酸化物形燃料電池実証研究成果報告会平成 21 年 3 月 4 日 東京都豊島区東池袋 住友不動産東池袋ビル2F TEL FAX