資料 3 福島新エネ社会構想実現会議 再生可能エネルギー由来 水素プロジェクト検討 WG 2017 年 3 月 2 日 株式会社東芝東北電力株式会社岩谷産業株式会社 2017 Toshiba Corporation / Tohoku-Electric Power Co., Inc. / Iwatani Corporation
目次 1. 実施内容について 背景と目的 2. 海外 P2G 事例 3. FSの中間報告 システム機能概要図 主要設備仕様案 主要設備面積試算と水素量試算 想定スケジュール 技術的要件 送電線 FSにおける今後の検討スケジュール 2017 Toshiba Corporation / Tohoku-Electric Power Co., Inc. / Iwatani Corporation 2
1. 実施内容について 2017 Toshiba Corporation / Tohoku-Electric Power Co., Inc. / Iwatani Corporation 3
公募採択について 世界最大規模の水素エネルギーシステムの開発検討に着手 NEDO 公募の水素社会構築技術開発事業に採択 株式会社東芝 東北電力株式会社 岩谷産業株式会社は 国立研究開発法人新エネルギー 産業技術総合開発機構 (NEDO) が公募した 水素社会構築技術開発事業 / 水素エネルギーシステム技術開発 に共同で提案し 2016 年 9 月 29 日に 委託事業の採択を受けた 実施内容について本事業では 福島県内を実証エリアとして 世界最大規模の水素製造装置を備えた貯蔵 輸送 利活用までを含む水素エネルギーシステムの構成および仕様を検討するとともに 事業可能性を調査し 2017 年 6 月までに結果をまとめる予定 本事業では 太陽光発電や風力発電などの再生可能エネルギーを中心とした電気を活用して 福島県内に設置する最大 1 万 kw 級の水素製造装置で水素を製造することにより 電力系統の安定運用に貢献するシステムの検討を行う 製造した水素は 水素発電装置により電力系統の調整力として活用するほか 液化し東北エリア内外へ供給することを想定している 水素エネルギー運用システム 電力系統側制御システム 液体水素需要予測システムが協調した新たな制御システムにより 水素製造量と水素発電量 および水素ガス供給量の最適運用を目指す 2017 Toshiba Corporation / Tohoku-Electric Power Co., Inc. / Iwatani Corporation 4
背景と目的 事業内容再生可能エネルギーの利用拡大を見据え その課題について水素を活用して解決するための技術開発 技術課題再生可能エネルギー導入拡大を実現する水素システム 事業課題持続可能な Power-to-gas 事業モデルの構築 本提案の目的 2つの用途で活用できる水素システムを実現する ( 用途 -1) 電力系統の調整力として使用 ( 用途 -2) 水素ガス需要に対応するガス製造装置として利用技術面と事業面を一体で進めていく水素システムによる再生可能エネルギーの利用 導入拡大と 水素システムを用いたPower-to-gas 事業の経済性成立を実現させる 技術面 事業面 2017 Toshiba Corporation / Tohoku-Electric Power Co., Inc. / Iwatani Corporation 5
2. 海外 P2G 事例 2017 Toshiba Corporation / Tohoku-Electric Power Co., Inc. / Iwatani Corporation 6
海外 ( ドイツ ) の代表的な P2G プロジェクト一覧 2 1 3 出所 : 各社 HP 等を元に作成 4 事例番号 1 2 3 4 プロジェクト名 特徴 Mainz Energie- Park 大規模かつ総合的なエネルギー供給の事例 Audi e-gas 電力調整としての活用事例 THÜGA P2G PLANT 電力調整としての活用事例 Brandenbur g Airport 公共施設での活用事例 電解装置種別 PEM Alkaline PEM Alkaline 入力電力 [kw] 製造能力 [Nm3/h] 6,000 6,300 300 500 1,000 1,300 60 98 水素利用パイプライン モビリティ ( 水素 ST に出荷 ) (CNG 車 ) 燃料電池 (50-325 kw) (FCV) 再エネ電源風力風力 N/A 風力 CO2 フリー水素のアピール 有 ( グリーン水素と記載 ) 無 無 有 ( グリーン水素ハ ブと記載 ) 2017 Toshiba Corporation / Tohoku-Electric Power Co., Inc. / Iwatani Corporation 7
3.FS の中間報告 2017 Toshiba Corporation / Tohoku-Electric Power Co., Inc. / Iwatani Corporation 8
システム機能概要図 現在検討中であり 数値等は変更となる可能性があります 調整力 システム全体概要図 ガス製造 電力系統の調整力としてのシステム概要図 水素ガス需要に対応するためのシステム概要図 2017 Toshiba Corporation / Tohoku-Electric Power Co., Inc. / Iwatani Corporation 9
主要設備仕様案 現在検討中であり 数値等は変更となる可能性があります 既存の調整力設備 電力系統側制御システム 水素エネルギー運用システム WT 系統 PV 電気 水素貯蔵設備 PV 水素製造装置 水素 水素 水素 水素発電装置 水素供給設備 水素需要予測システム 項目 仕様案 方式 能力 再エネ電源 太陽光 20MW~ 水電解水素製造装置 PEM or アルカリ 10 MW 水素貯蔵設備 液化水素 or 圧縮水素 ( 能力は水素製造量に合わせる ) 2017 Toshiba Corporation / Tohoku-Electric Power Co., Inc. / Iwatani Corporation 10
主要設備面積試算と水素量試算 現在検討中であり 数値等は変更となる可能性があります 再エネ電源 項目 再エネ電源 ( 太陽光 ) ( ) 設置場所によりサイズ 面積は変動します 水素システム 面積試算 能力サイズ面積 20 MW 600 m 600 m 360,000 m2 (36 ha) 水素システムー 300 m 150 m 45,000 m2 (4.5 ha) 再生可能エネルギー由来水素量試算 ( ) 前記の主要設備仕様案時 年間 206 t-h2 2017 Toshiba Corporation / Tohoku-Electric Power Co., Inc. / Iwatani Corporation 11
想定スケジュール 2017 年度 2018 年度 2019 年度 2020 年度 6 月 FS 結果とりまとめ 4 月建屋建設工事開始 10 月システム試験 試運転開始 許認可 建築 高圧ガス関係 8 月電気使用開始 4 月運用開始 建築工事 計画 設計 建屋建設工事 ユーティリティ ( 敷地内 ) 水素システム FS 計画 設計 製作 施工 開発 設計 製作 施工 システム試験 試運転 実証運用 再エネ電源 ( 太陽光 ) 設計 製作 施工 注意事項 本工程は現時点での想定であり 実証場所 ( 設置場所 ) により変わってまいります 2017 Toshiba Corporation / Tohoku-Electric Power Co., Inc. / Iwatani Corporation 12
技術的要件 1 水素システム 面積 45,000 m2 (4.5 ha) (300 m 150 m) スケジュール 建設工事の開始を 2018 年 4 月から想定 用地条件 現在検討中であり 数値等は変更となる可能性があります 分類 大項目 中項目 小項目 条件 接道 幅 耐荷重 高さ ( 検討中 ) 水道 上水 下水 工業用水 ( 検討中 ) 敷地外インフラ特別高圧により最大負荷容量 25MVA( 検討中 ) を供給電力種類 容量できること 通信 通信方式 通信速度 ( 検討中 ) 伐採 地盤改良敷地面積 形状 45,000m2 (4.5ha) (300m 150m) 造成 擁壁 敷地高低差 極力平坦であること 地盤 地盤性状極力地盤が固く 支持層が浅いこと土壌汚染汚染がないこと 敷地内敷地地中障害 遺跡遺跡がないこと 障害が極力ないことその他高さ制限建築工事に支障のない高さまで上空が使用可能なこと 用途地域 工業地域 / 工業専用地域 地域指定 工適 法的規制による周辺条件制限 高圧ガス保安法に基づく離隔距離 2017 Toshiba Corporation / Tohoku-Electric Power Co., Inc. / Iwatani Corporation 13
技術的要件 2 再エネ電源 ( 太陽光 ) 現在検討中であり 数値等は変更となる可能性があります 面積 ( ) 設置場所によりサイズ 面積は変動します 20MW:360,000 m2 (36 ha) (600 m 600 m) スケジュール 設計事業の開始を 2017 年 9 月から想定 用地条件 水素システムとできるだけ近いこと ( 水素システムの自家消費用のため ) 建築資材等の搬入が可能な接道があること 極力平坦であり 土壌汚染 地中障害 遺跡が無いこと 設備を据え付けるために必要な地盤強度を有していること 据え付けに対して山を削る等の作業が必要な場合には 整地のための追加の時間が必要となる 2017 Toshiba Corporation / Tohoku-Electric Power Co., Inc. / Iwatani Corporation 14
送電線 ( 電力供給について ) 特別高圧により最大負荷容量 25MVA( 検討中 ) を供給するためには その供給能力を有する既存の 66kV 送電線から受電する必要がある 近隣に 66kV 送電線が無い場合は 大規模な送電線工事が必要 工期は 供給設備から需給地点までの送電線の距離等により変動するが 用地交渉 ( 鉄塔用地の取得 線下用地の地役権設定など ) が難航するなどで長期化する場合がある 工期に影響すると考えられる主な要因 道路管理者や近隣 地権者等との交渉 ( 特に 地権者が見つからない場合 ) ( 地中線の場合 ) 埋設予定個所に文化財や支障物 掘削規制があること等 2017 Toshiba Corporation / Tohoku-Electric Power Co., Inc. / Iwatani Corporation 15
( 参考 ) 送電線 ( 手続き 工期等 ) 電気使用開始までの一般的な流れ 事前協議 接続供給申込 電気使用申込 供給検討 需給契約 負担金契約締結 負担金入金 用地調査 主な検討事項 工事の概要 工事負担金概算 所要工期 工事実施の前提条件等 民有地等の用地交渉が難航した場合大幅に遅延する可能性あり 本プロジェクトにおいて 電気使用開始時期は 試運転前検査時点となる 2019 年 8 月に想定されている電気使用開始まで工程に余裕が無い ( ステージゲート直後からでも 2 年程度 ) ことから 実証場所の選定にあたっては 供給設備から需給地点までのルート等あらかじめ工期に影響すると考えられる要因への対応が重要 用地取得 工事実施 被災地においては 地権者の特定に大きく時間を要するおそれあり 施設場所などに応じて工期に大きく違いあり 電気使用開始試運転検査試運転 2017 Toshiba Corporation / Tohoku-Electric Power Co., Inc. / Iwatani Corporation 16
FS における今後の検討スケジュール 現時点のスケジュールとなっており 変更となる可能性があります 3 月 4 月 5 月 6 月 7 月 8 月 9 月 3 月 NEDO 中間年報 6 月 NEDO ステージゲート A. 現状の分析 エネルギー環境の整理 再生可能エネルギー利用拡大の方策 水素を利用した場合の方策 B. 将来の姿 想定される社会の仮説 (2030 年 ) システム検討 システム選定 C. 実証計画 実証システムの先行検討 実証システムの構成検討 試験計画立案 2017 Toshiba Corporation / Tohoku-Electric Power Co., Inc. / Iwatani Corporation 17