投稿者: morimoto

再生可能エネルギーの需要はこれまでにも増して高まっている。大規模開発には厳しい目が向けられつつも新たなビジネスモデルが続々登場している。

「2021年7月に静岡県熱海市で発生した土石流。以降、世の中の再生可能エネルギーに対する印象が大きく変わった」。開発事業者の幹部がそう語るように、この数年で太陽光や風力に良いイメージを持つ人の割合が大きく減った。代わりに、発電所を建設するための盛り土への懸念、山を切り開く自然破壊、風車が風を切る音の被害など、問題が一気に噴出してきた。制度面ではFIT（固定価格買い取り制度）からFIP（市場連動価格買い取り制度）に移行し市場に統合されることによって、投資インセンティブの確保が難しくなるなど、事業の採算性が厳しくなったともいわれている。

PPAモデルが活況 中小型太陽光の開発進む

そうしたマイナス要因がありつつも、再エネビジネスは50年の脱炭素化に向けて長期にわたり再エネ電気を求めるニーズがこの1年で顕在化しているほか、ウクライナ侵攻によってエネルギー価格が高騰している影響で、需要家側から見て、従来のエネルギーコストと比較しても見合うサービスが登場。導入を前向きに検討する動きが活発になってきている。
太陽光では、PPA（電力購入契約）による自家消費モデルの導入が増えてきた。工場など電力需要の多い企業では屋根を利用して自家消費するオンサイトPPAを採用する。コージェネや自家発電設備を所有する需要家には、再エネの出力変動を吸収しながら安定的に電力を供給するスキームをエネルギーサービス会社が扱う。
都市部など設置スペースがない需要家向けには、遠隔地の中小型太陽光を複数地点まとめて所有し、供給を受けるオフサイトPPAが活況だ。中小型太陽光は低圧から高圧の設備が主流で、系統接続の障壁もメガソーラーに比べると低い。短工期で建設できるため事業者の負担も軽く、需要家もすぐに手に入る。その手軽さが評判だ。

風力では洋上風力への期待が高い。一般海域に設置するための再エネ海域利用法が制定され、事業者の「占用公募制度」が創設された。国が一定の条件を満たした海域を洋上風力の「促進区域」に指定し、その区域であれば、事業者は最大30年間独占して事業ができる。23年度に実施する着床式洋上風力発電事業の入札「ラウンド2」では、秋田県沖など合計4カ所が対象となる。この動向に注目が集まっている。
開発に厳しい目が向けられつつも、再エネニーズはこれまで以上に高まってくるだろう。その要求に応えるように、新規ビジネスが今後さらに登場すると見られる。

【ブルーイノベーション】

ドローンやロボットなどを利用したソリューションサービスを手掛けるブルーイノベーションは11月7日から、送電線ドローン点検ソリューション「BEPライン」のサービスを提供している。同サービスはドローンが送電線を自動で追従飛行し、点検に必要な撮影を行い、そのデータをリアルタイムで送信するというものだ。

独自のプラットフォーム 映像のブレも自動で補正

BEPラインは、ドローンに搭載する送電線追従モジュールと操作・データ管理アプリで構成される。同サービスに用いられている「送電線点検用ドローン自動飛行システム」は、ブルーイノベーション独自のプラットフォーム「Blue Earth Platform」をベースに、東京電力ホールディングス、テプコシステムズと共同で開発。2021年5月から、東京電力パワーグリッドの送電線約2万8000㎞の点検に導入されている。

BEPラインでは、ドローンに搭載したモジュール内のセンサーが送電線を検知すると同時に、映像のブレを補正する。送電線にたわみや揺れがあっても、風の影響でドローンの向きや位置が変わっても、適切な距離を保ちながら追従飛行を継続。高画質かつ最適な画角で撮影し続けることが可能だ。

また鉄塔に昇る労力やリスクを負うことなく、詳細な点検を実現する。点検員はリアルタイムで送られてくる映像を見て、異常を発見した場合は、ドローンを一時停止させズームでの撮影を行う。ドローンは自動で送電線を追従するため、事前のルート設定は不要で、点検員の操縦技能も問わない。

自社で点検を行う「サブスクリプション」と、点検を委託する「委託点検」の二つのプランで提供され、点検頻度や運用方法などに合わせた導入が可能だ。従来の高倍率スコープやヘリコプターなどによる目視での点検と比較すると、BEPラインの導入は、大幅な効率化や点検員の安全性向上、点検の品質向上を実現する。加えて、将来的な人材不足や設備の経年劣化による点検対象の増加への対応、データ利活用による設備の運用・管理、予兆保全、DX化の推進などにも寄与するという。

【東京ガスエンジニアリングソリューションズ】

人口減少に伴う建物の老朽化などが進む中で、スマート保安が求められている。東京ガスエンジニアリングソリューションズ（TGES）は、都市ガス事業を通じて培った技術を商品化し、保安の高度化に貢献する。TGESがガス事業者向けに販売するのは「スマート兄弟」―30m先までレーザー光線を照射しメタンガスを検知する「レーザーメタンスマート」と、ガス配管の気密が保たれているかを圧力を用いて検査する「セーバープロスマート」だ。

レーザーでガス漏れ検査 離れた場所から検知可能

レーザーメタンスマートには、特殊なレーザー光線が用いられている。ほかのガスには吸収されないが、メタンに当たると吸収される、1・6μ m（ミクロン）という波長の光だ。このレーザーを照射すると、ガス漏れがない場合は反射する光が検知される。ガス漏れがある場合はメタンに光が吸収されるため、反射する光が減少し、ガス漏れと判断される。ガス漏れを検知すると、アラート音とLEDの点滅で知らせ、表示部に測定値を表示する。さらに検知時にレーザーを照射していた部位の画像と測定値をクラウドに送信できる仕組みも実装する。また、レーザーを使用して計測するため、光を透過するガラス越しでの検知も可能となっている。

同製品の最大の特長は、ガス漏れを遠隔で計測できる点にある。従来の検知方式には、ガスが触れるとわずかに燃焼しその温度変化を検知する接触燃焼式や、ガス分子により抵抗値が変わる性質を利用する半導体式などがある。どちらの手法も、作業員がガス設備の近くで計測する必要があり、高所や橋の下、私有地など立ち入りが難しい場所の検査は一苦労だという。点検は法律で義務付けられているため、ガス事業者は大幅なコストを掛けて、こうした点検を実施してきた。「現場付近まで行かなくてもガス漏れを検知できることは、ガス事業者の究極の夢」と、企画本部経営企画部技術企画グループの安部健技術顧問は話す。

これまでレーザー式のガス漏れ検知器は、他の製品の補助にとどまっていた。しかし、日本ガス協会が6月に発表した「供給管・内管指針」では、単独での漏えい検査方法として認められた。

レーザーメタンスマートの測定値の単位は、絶対濃度のppmにガスの厚みのmを掛け算した「ppm・m」となる。レーザーがどのくらいメタン分子にぶつかったのかで数値を算出するからだ。ゆえに、ガス漏れの場所や広がりの速やかな特定を得意とするが、漏れているガスの濃度を測定することはできない。従来の接触燃焼式や半導体式ではppmを計測しており、測定値の単位が異なるため、単純な性能の比較は難しいという。同製品と従来方式、それぞれの特質を理解して使用することが推奨されている。

レーザーメタンスマートの製造はガスターが手掛けている。製造数は年間500~600台ほど、レーザーメタンシリーズはこれまで計6000台ほどを製造してきた。その購入の9割は海外からだという。200社ほどの海外の代理店網を生かし、販売を拡大中だ。インフラの老朽化が進む米国ニューヨーク市の消防局では、約500台を導入。アメリカの環境保護庁が提唱する「Leak Detection and Repair（LDAR）」という、ガス漏れの発見から修理までを一気通貫で行うための管理コンセプトを導入している。　同製品ではガス漏れを検知すると、即座に画像と測定値がクラウド上に保存され、改ざんのない記録が蓄積されていく。LDARプログラムでは、こうした記録をデジタルで管理しないと罰則規定もあるという。「海外ではガス事業者の独自判断で導入するので、普及が進んでいる。日本ではスマート保安の新たな形として採用されたことが、非常に大きな一歩。保安の向上に寄与することがわれわれの責務だと考えている」（同）

温度補正機能が特長 3社共同で開発

もう一つのセーバープロスマートは、気密試験を行う機器だ。気密試験は、ガス管の両側を塞いだ状態で圧力をかけ、管の中の圧力の変化でガス漏れを検知する手法。正常だと圧力は変化しないが、ガス漏れがあると圧力は低下する。

同製品の特長は温度補正機能にある。気密試験を行う際、気温が上がりガスが膨張すると、ガス漏れがあっても圧力が上がってしまう。反対に気温が下がると、ガス漏れがなくても圧力は下がってしまい、いずれにしても正しく計測することができない。この課題を解決すべく、同製品ではガス管内に圧力をかけるのではなく、内と外の圧力が同じになるよう設定。ガス管内外の圧力が同一のため、圧力に変化があれば気温の影響であると推測できるという仕組みとなっている。

セーバープロスマートに用いられている技術は、エイムテックが開発・製品化したものだ。TGESと東洋計器がエイムテックと共同で都市ガス用の製品を開発し、2018年には日本ガス協会の技術大賞を受賞している。

TGESは、これら「スマート兄弟」のさらなる導入拡大を通じて保安の高度化を推進していく。

保安は日本の産業発展を追いかけるように、さまざまな変遷を経て高度化してきた。2020年代の大きな目玉はAIやドローンなど新たなツールを活用したものだ。

産業界に保安が登場したのは高度経済成長期の1960年代だ。東名阪を中心にコンビナートが建設され、エネルギーを大量に消費して多くの産業を生み出してきた。生産技術の発展とともに、設備や施設が大型化していき、事故発生時には被害も甚大なものとなった。こうした事故や災害に対応するため、設備の安全技術向上が図られ、事故の発生確率が抑制された。

80年代~2000年代は、さらに事故を低減するため安全マネジメントシステムが導入された。製造事業所ではTQC（統合的品質管理）、TQM（総合的品質管理）など、現場での品質や安全を現場主導で行う取り組みが普及した。また、品質マネジメントシステム「ISO9001」が普及し、継続的な改善が進んだ。

00年代は人的・組織的要因の統合の取り組みが進んだ。事故の人的要因を考えるようなシステム構築や、企業組織としての風土や文化が事故要因につながらないか改めて検証する取り組みだ。

こうした取り組みによって、産業界の保安体制は高度経済成長期と比較して飛躍的に向上している。

AIやドローンの活用 作業補助と効率化

20年以降は、さらなる安全向上に加え、人材不足への対応が課題となってきた。そうした中、注目を集めているのがドローンやロボットの活用だ。エネルギー業界でも、煙突や送電線、風力発電設備など、高所作業、遠隔地の点検作業に導入され、実証が進み実用化される用途も出てきている。

また、通信機能を保安設備に搭載し、現場の作業員と管理者がメンテナンス情報を双方向通信で交換したり、遠隔地からの操作などが行われるようになってきた。

さらに、部品やコンポーネントをはじめ発電所などプラントそのものをバーチャル化して、同じものを机上につくり、AIによる点検や寿命予測などが行われている。

こうした新技術の活用した保安は「スマート保安」と呼ばれている。大きな可能性を秘めているが、裏を返せば未知の部分があるということでもある。懸念事項を一つひとつ払拭していき、さらなる安全と効率化、人材不足解消に資することが保安には求められている。

【理研計器】

幅広いガス種に対応する検知器やソリューションを展開する理研計器では、検知器で取得した情報を管理側に通信を介して伝えたり、検知器の設定変更を管理側から実施することが可能といった、双方向通信機能を活用した製品を取りそろえる。

通信で遠隔地と情報共有 双方向通信で緊急事態に対応

発電所やLNG基地の保守管理で、作業員向けに利用されているポータブルタイプのガス検知器では、最新機種「GX―3RPro」が国内で初めてBluetooth通信に対応した。緊急事態をすばやく知らせることができるほか、専用アプリを使用してスマートフォンやタブレットと連携すれば、緊急事態を迅速に知らせることができるほか、GX―3RProで得た検知情報を各種無線デバイスと組み合わせて、顧客サーバー上での管理や、現場の状況を離れた場所にいる管理者とリアルタイムで情報共有できる。また、緊急事態の発生時にアラート通知を発し、災害の兆候把握や的確な注意喚起を行い、緊急時の迅速な対応が可能となる。

定置防爆型タイプの検知器「SD―3」は国内外の石油精製、石油化学プラント向けで、HARTなどの通信規格に対応する。HARTはアナログ伝送における統一信号として広く使用されているDC4~20 mAに、デジタル信号を重畳し、デジタル信号を伝送する方式で双方向通信も可能だ。

また、半導体工場向けの最大4成分のガス検知が可能な「GD―84D」はEthernet通信に対応しPoE HUBを使用することで、LANケーブルで電源供給が可能であり、施工コストを大幅に低減、かつウェブブラウザーで検知部の状況などが確認できる。

これら通信機能への対応に加え、自己診断機能を搭載する。使用開始から3年後、また初期のセンサー出力からのドリフト値がしきい値を超えたときに警告を出す。さらに、校正履歴からセンサーの寿命を計測して機器が自ら状態を診断し、性能を維持して寿命を判断する。

営業技術課の杉山浩昭課長は「GX―3RProでBluetooth対応を契機に、ポータブルでどのような通信需要があるのか見極めていきます。LPWA（省電力広域無線通信）などの通信規格への対応なども検討していきたい。また、欧州を中心にしたガス関連の新たな規格への対応を進めていきます」と、今後の展開について話す。

水素やアンモニアなど、次世代エネルギーの取り組みが活発になってきた。その中で安全性をさらに向上していくことが求められている。理研計器では、そのような対応に通信技術などを駆使しながら取り組んでいく。

【新コスモス電機】

家庭の台所に設定して、ガス漏れを見守る警報器―。新コスモス電機はガス漏れ検知機能に加え、スマートホームサービスに対応した新たなコンセプトの都市ガス警報器「快適ウォッチSMARTXW―735」をソフトバンクの子会社エンコアードジャパンと協力して開発し、各都市ガス事業者を通じて販売している。

快適ウォッチSMARTは、通信機能を搭載した熱中症・乾燥おしらせ機能付きのガス・CO警報器。Wi―Fiに接続することで、スマートフォンなどの専用アプリでガス漏れやCOの警報を確認できる。エンコアードの「コネクトセンサーSEN1―FLG」をBluetooth通信で連携させると、「簡易セキュリティー」「家族の見守り」「家族の帰宅確認」などの生活に役立つ新機能・新サービスが利用できるようになる。
このうち、熱中症・乾燥環境おしらせ機能は、熱中症搬送者の多くが住居内で発症しており、その半数以上が高齢者や子どもという調査結果を受けて2015年からガス警報器の新たな機能として搭載したもの。ガス警報器に内蔵された温湿度センサーにより台所の温度と湿度を監視して、熱中症になりやすい環境や空気が乾燥している環境をランプで知らせ、スマホアプリに対してもプッシュ通知を行う。また、コネクトセンサーに内蔵された温湿度センサーにより、コネクトセンサーを設置した室内において熱中症になりやすい環境を検知した場合も、スマホアプリに対しプッシュ通知を行う。
家族の見守りはドアの開閉が長時間行われないこと、帰宅確認はコネクトセンサーを持った家族の外出や帰宅をコネクトセンサーが検知してスマホに通知する。

新機能を続々追加 業務効率化にも寄与

都市ガス警報器ではインターネットに接続することで、居住地域に関する災害情報や防犯情報、雨雲速報やゴミ出し日など生活に役立つ情報を提供したり、人感センサーによって人が近づいたらしゃべる機能などを実現した製品も展開する。
LPガス向けにはガスメーターと接続しガス切れ防止やLPガス配送の効率化、電気・水道のメーターと接続して使用状況を把握することで高齢者の見守りサービスや健康管理などを行う製品なども開発した。
「インターネット接続によって家庭用ガス警報器の可能性は大きく広がっています。今後も安全、安心、快適に寄与する商品やサービス提供を目指します」。担当者はこう話す。
「生活を支える」というコンセプトの下、新コスモス電機のガス警報器はさらに進化していく。

【インタビュー】江澤正名経済産業省産業保安グループ保安課長

国は高圧ガス保安法などの改正で認定制度を創設し、定検期間の延長などで導入を促進する。保安高度化の裾野を広げるため、中小事業者には予算措置で支援を講じていく。

―2020年6月にスマート保安の基本方針が策定されました。策定以降の事業者の取り組みをどう評価していますか。
江澤　基本方針が策定されてから、スマート保安の推進に向けた基本的な考え方がまとまり、官民協議会も設立され、新技術の導入や制度見直しも含むアクションプランも策定されました。
　この間の事業者の取り組みを見ると、例えばドローンを利用してタンクの内部の肉厚を測定したり、最新の技術を組み合わせて常時監視を行い異常検知をしたりするなど、AI、IoTを活用した取り組みに大きな進展がありました。
―取り組んだ企業のメリットは大きいと思います。
江澤　それらを導入した企業はコストの削減や時間の節約などもできますから、競争力が向上します。そういった企業が増えていけば、製造業の割合が大きい日本においては、国際的な競争力が増すことになります。
　さらに、保安の実施についてのプロセスもかなり高度化しています。それらによって、今後は海外に日本のスマート保安の技術やノウハウを広めることができるかもしれません。そういったことにも期待しています。
―スマート保安をより進めるための制度整備は、どういう状況ですか。
江澤　今年の国会で成立し、23年12月までに施行される高圧ガス保安法などの改正では、高度なスマート保安を導入した事業者を認定する制度を創設します。AI、IoTなども活用し、高度な保安を実施できる事業者には定期検査の期間を延長したり、国と事業者が行う検査を事業者だけにするなどの措置を行います。それらによって、さらなる導入促進を行います。

高度なリスク対策を要求 IPAに調査依頼も

―高圧ガス保安法などの改正では、サイバーセキュリティ対策にも触れています。
江澤　認定制度の中で、サイバーセキュリティの確保も要件として追加しています。認定されるには、会社のトップがきちんとコミットメントしているか、高度なリスク対策を取っているかなど、認定要件に沿った対応を取らなければなりません。
　もしサイバーセキュリティに関して重大な問題があった場合は、法令に基づいて情報処理推進機構（IPA）に調査依頼ができるようにしています。
―今後はどういう点が課題になりますか。
江澤　これまで認定事業者は大手など一部の企業に限られていました。今後はスマート保安の裾野を広げ、優れた取り組みを行う事業者を増やしていく仕組みをつくっていきたいと思います。
　一方、日本には高圧ガス分野をはじめ、圧倒的に中小の事業者が多い。中小企業には認定を取ることにまでいかなくても、より高度な保安ができるよう、予算措置などで支援を行っていきたいと考えています。

【I・T・O】

I・T・Oは防災減災システム「BOGETS」の導入拡大を目指している。自治体の災害時におけるエネルギーのニーズに応える。

今、非常用発電機の需要が高まっている。停電が全国的に頻発しており、支障が大きい施設や事業者のニーズが増加しているのだ。

非常用発電機には2種類ある。法律で設置が義務付けられた防災用発電機と、任意で設置する保安用発電機だ。防災用の稼働時間は2時間ほどで、避難誘導での使用が前提。保安用は燃料備蓄により約72時間稼働し、エアコンや給水ポンプ、照明などが利用できる。

空調や調理機能を維持 自治体のニーズに応える

I・T・Oは防災減災システム「BOGETS」の自治体への導入を進めている。BOGETSは、LPガスから都市ガスと電気をつくるシステムだ。ガス変換器の「NEW PA」でLPガスと空気を混ぜ、都市ガスと同様の燃焼特性を持つガスを生成。停電対応型GHPや発電機に投入し、発電する。BOGETSに組み込まれる発電機は、保安用にあたる。

自治体での導入事例として、足立区立の小中学校91校、稲城市立学校給食共同調理場第一調理場、寝屋川市立の中学校11校の三つがある。足立区と寝屋川市の事例では、NEW PAと停電対応型GHPを組み合わせて運用。災害時に避難所となる体育館の照明やコンセントでの使用、空調設備の運転などを目的としている。稲城市の事例では、NEW PAを導入。同施設は市の防災計画上、災害時に炊き出しを提供する。回転釜や連続炊飯器など厨房機能に不可欠なガスをバックアップする。

導入に当たっては、補助事業制度を活用した。足立区では「東京都効率学校屋内体育施設空調設置支援事業（リース補助）」、寝屋川市では「緊急防災・減災事業債」を利用。寝屋川市のケースでは、実質3割程度の負担での導入となったという。

自治体には三つのニーズがある。①避難所へのエネルギー供給、②炊き出しの調理、③災害対策本部の運営―のバックアップが求められている。①で特に重要なのは空調設備だ。災害から助かったとしても、避難中の暑さや寒さによる体調の悪化で亡くなることもある。これに応えたのが足立区や寝屋川市の事例だ。また、稲城市の給食調理施設の事例は②に該当する。

③災害対策本部運営のバックアップについて、営業開発部の野口恭夫防災担当部長は「災害対策本部となる庁舎に防災用発電機はあっても、それは避難を促すための設備。その場にとどまらなければならない災害対策本部の用途とは異なる」と話す。実際、庁舎などの保安用発電機の普及率は54%程度にとどまっている。導入コストなどの課題はあるが、まだまだ普及促進の余地がある。I・T・Oはこれらのニーズに応えるため、BOGETSのさらなる導入拡大を目指す構えだ。

脱炭素化に向けて新たなエネルギー技術が取り上げられるようになってきた。実用化に向けてのルールづくりも重要なポイントなってくる。

2050年カーボンニュートラルに向けて、ガス体エネルギーの次世代技術がこの1年で数多く発表され、従来にも増して開発や取り組みが加速している。
日本ガス協会は昨年6月、「カーボンニュートラルチャレンジ 2050」アクションプランの中で「メタネーション実装への挑戦」を打ち出し、業界を上げての取り組みを本格化させた。メタネーションはCO2と水素（4H2）を反応させて都市ガスの主成分である「メタン（CH4）と水（2H2O）」を生成する。こうして合成されたメタンを総称で「e-methane (e-メタン)」と呼ぶ。e-メタンの代表的な合成法はサバティエ反応を利用した方式で、触媒を介してH2とCO2を反応させてCH4を生成する。
INPEXと大阪ガスが24年度に開始する実証においても同方式が採用されている。INPEXの長岡鉱場内から回収したCO2を用いてe-メタンを製造し、同社の都市ガス導管に注入する予定だ。e-メタンの製造能力は1時間当たり400N㎥と世界最大規模となる。実証では、①触媒によるメタネーション反応の挙動把握を目的とした反応シミュレーションの技術開発、②プロセスの基本性能や触媒の長期耐久性などの評価・確立を目的とした大規模メタネーション反応プロセス技術開発、③商用スケールへの大型化、適用性や経済性などの評価を目的とした、反応システムのスケールアップの適用性―を検証する。

エネ変換効率向上を目指す 新たなメタネーション技術

メタネーションでは高効率化や低コスト化を目指し、次世代技術の開発も進行中だ。東京ガスの「ハイブリッドサバティエ」や「PEMCO2還元」、大阪ガスの「SOECメタネーション」、「バイオメタネーション」などがその代表的な技術となる。
東京ガスが取り組むハイブリッドサバティエは、サバティエ反応を220℃以下と従来よりも低温で行う。これにより、発生する熱を水素発生の水電解に活用。投入する電力量を抑制して、80%以上の高効率なメタネーションを目指して開発を進めている。
PEMCO2還元は独自に開発する水電解セルスタックと親和性の高い電気化学還元デバイスを使用して、水とCO2から直接メタンを生成する。メタン合成装置が不要のため、設備を簡素化して設備コストの低減が期待できる。また固体高分子型のため反応温度が100℃以下と低く、大型化における配熱処理の課題がないことも特徴だ。
大阪ガスのSOECメタネーション技術（高温電解ガス合成技術）は、水素の供給が不要で、電力からメタンへのエネルギー変換効率が85~90%と非常に高い。従来のメタネーションでは水の電気分解やメタン合成反応で発生する熱を有効利用できず同55~60%にとどまっている。SOECメタネーションはエネルギー損失が少なく前述のような高い効率が実現でき、電力使用量を従来に約3分の2まで削減できる可能性があるという。
メタネーションの実用化に向けて、制度面での取り組みも進められている。CO2を排出する側とメタネーションなどに利用する側のどちらでCO2をカウントするかというルール決めが行われているのだ。国内におけるカウントルールは、メタネーション推進官民協議会傘下の今年3月に開かれた「CO2カウントに関するタスクフォース」で、工場や発電所などの排出者側にCO2排出を計上し、メタネーションでe-メタンを生産する都市ガス事業者など利用側はゼロと整理された。
ただ、排出者側にとって利用側にCO2を引き渡すメリットがなければ、そうした取り組みが浸透しない。このため、補完的な仕組みの制度設計が必要とされている。
30年には、海外でグリーン水素を調達し毎時数千~数万N㎡の大規模実証を行い、現地からe-メタンを輸入する計画だ。これにより、30年までに都市ガス全体のうち1%のe-メタン導入を目指す。この1%を都市ガス量に換算すると、4億㎡に相当する大規模なものとなる。
24年度に始まるINPEXと大阪ガスの実証や、海外での大規模生産計画のためにも、早期の環境価値取引ルールづくりが求められている。

グリーン水素登場を見越し 利用機器の実証始まる

次世代エネルギーでは水素関連の取り組みも活発だ。パナソニックは純水素型燃料電池や太陽光発電、蓄電池を自社工場敷地内に設置して、工場で利用するエネルギーを賄う実証を行っている。将来、再エネ由来のグリーン水素が供給されることを見越した先進的な実証だ。リンナイは、水素100%燃焼給湯器を開発。水素の燃焼特性に合わせたバーナー技術によって実現した。11月からはオーストラリアで実証をスタートさせる。同社はトヨタ自動車が静岡県裾野市に建設する「ウーブン・シティ」において、水素を燃焼させて行う調理において共同開発も開始した。このように、水素利用機器側での取り組みが今年に入って活発となっており、今後さらに加速していくものと見られる。
産業ガス大手のエア・ウォーターは北海道十勝地方で、家畜糞尿由来のバイオガスに含まれるメタンを液化バイオメタン（LBM）化し、活用するまでのサプライチェーン構築の実証を行っている。LBMはメタン純度が99・99%と高い。ロケットやLNGトラックなどその性能が生かせる用途をターゲットにしている。
次世代に向けてさまざまな開発や取り組みが進む中、環境価値についてのルールが話題に上るようになってきた。ただ、水素もLBMも再エネからつくり出したとしても、環境価値が認められる仕組みには現在のところなっていない。こうした手つかずの部分の整備が今後一層求められてくるだろう。

【エア・ウォーター】

エア・ウォーターは、家畜のふん尿からつくる液化バイオメタンの実証を開始した。LNG代替に加え、高純度なガス質を生かしロケット燃料などの利用を目指す。

北海道十勝地方で、牛などの家畜から排出されるふん尿を利用して液化バイオメタン（LBM）を生成し、需要家に供給する実証が今年度から本格的に開始となった。
同実証は、環境省が推進する「令和3・4年度地域共創・セクター横断型カーボンニュートラル技術開発・実証事業」において優先テーマとして採択されたもの。エア・ウォーターが中心となり、家畜ふん尿由来のバイオガスに含まれるメタンをLBMに加工。液化天然ガス（LNG）の代替燃料として利用することを目的として、LBM生成から需要家での活用までを実証する。サプライチェーン全体でのCO2排出量、温室効果ガスの削減とともに、家畜ふん尿に起因する臭気の減少にもつながることが期待されている。

電力での利用が困難 ふん尿の扱いに苦戦続く

酪農が盛んに行われている十勝地方は家畜から大量に排出されるふん尿の扱いが課題となっている。春や秋に畑の肥料として散布するが、この臭いが十勝地方の中心部である帯広の街中でも立ち込めることがある。これがイメージダウンにつながり、インバウンド需要に影響すると懸念する声もあるほどだ。一方で、エネルギーとして再利用することに関心のある酪農家は、固定価格買い取り制度（FIT）を活用し、ふん尿をバイオガス化して発電することを模索したが、送電網などインフラに関わる制約から活用は限定的で、長年解決策を見いだせずにいた。
このように、ふん尿をそのまま田畑に散布せず、新たな方策を見いだす機運が高まっていた。
そうした中、バイオガスをエネルギーに有効利用する手段として、エア・ウォーターが産業用ガス事業で培った極低温技術などを応用して同実証のスキームを考案。酪農家や乳業メーカー、同社グループ会社などの参画を受けて実証を行う運びとなった。
実証では、①酪農家の敷地内に設置したバイオガス捕集システムで家畜ふん尿由来のバイオガスを回収し圧縮や前処理を行い、ガスを貯めた吸蔵容器をセンター工場に輸送する、②センター工場で捕集したバイオガスを前処理した後、マイナス162℃まで冷やしメタンガスを液化する、③これを需要家に持ち込みボイラーなどで利用する―ところまで行う。
①バイオガス捕集システムは、今年5月に完成し試運転を実施してきた。酪農家に設置し無人で稼働するため、ガスを1MPa未満で捕集する。高圧ガスの複雑な保安体制を必要としない仕組みにした。ガス吸着剤に関わる知見を活用し、ガスが低圧状態でも容積の約20~30倍のガスを輸送できるものを開発した。装置は酪農家でも運用できるよう簡単な点検を1日1回行うだけで済むようにした。
②センター工場は1日当たり1tのLBMを製造する能力を有する。実証では30~50%程度で稼働させている。1日2台持ち込まれる吸蔵容器から抽出したバイオガスを圧縮した後、膜分離装置などでメタンからCO2、大気を除去。さらに深冷分離装置で液体窒素を用いて熱交換を行い、メタンを液化する。同工場は8月8日完成し試運転が開始となった。9月4日からは純度99%以上のメタンが製造可能に。10月13日には同センター工場からLBMが初出荷された。

③出荷されたLBMは、需要家であるよつ葉乳業でLNGと混合してボイラーで燃焼試験を実施している。11月からは、同社と三菱商事が共同で実証しているLNGトラック向け充填所にも出荷していく予定だ。
地球環境システム開発センターの田中真子部長は「燃料としてのLBMはメタン純度が99・99%（フォーナイン）と非常に高いのが特徴です。そうした品質が求められる用途向けにも展開していきたいです。LNGトラックには重質分が含まれていないことから火炎温度が上がらず適しているとされています。また十勝地方の大樹町には堀江貴文氏が設立者に名を連ねる宇宙ベンチャーの『インターステラテクノロジズ』があります。このロケット向け燃料として、高純度なメタン燃料であるLBMは非常に有望です。高付加価値向けにも訴求したい」と強調する。

LBMの都市ガス利用も 道内の複数地域に展開

地元の都市ガス事業者でも、LBMの導入を検討する動きがある。都市ガス大手3社に限定されているが、エネルギー供給構造高度化法で、条件を満たす余剰バイオガスについては80%以上を利用することが目標と位置付けられているのだ。
今後、こうした法律が地方ガス事業者にも適用される可能性がある。このため、LBMの取り組みに注目をしているとのことだ。
エア・ウォーターでは、道内の他の地域でもLBMサプライチェーンの展開を模索している。北海道産の新たな地産地消エネルギーとして、今後さらに注目を集めていきそうだ。

【東邦ガス】

2050年カーボンニュートラル（CN）の実現に向けて、日本国内の企業はCO2削減を推進するさまざまな施策を検討している。しかし、「そうはいっても、具体的に何から着手したらよいのかわからない」―。そうした企業が大半だという。
業務用顧客のこのような状況を受けて、東邦ガスは都市ガスや電力、エンジニアリングのノウハウを活用した新サービス「CN×P」を立ち上げた。これまでのガス会社の営業というと「ガスや設備導入はいかがですか」と提案してきた。これに対し、CN×Pでは、「まずはCO2削減、その先にあるCN化に向けてこのような手順で進めたらどうですか」「現状の把握から一緒に取り組んでいきましょう」とCNに資する取り組みを一から具体的にアドバイスして顧客とともに取り組む。

現状把握が重要 ロードマップを策定

国のCN宣言以前は、省エネ関連のサービスが主体だった。顧客には燃料転換に伴う都市ガスや設備の導入を提案しCO2削減を進めていった。その中で顧客が最も重要視するのは費用対効果だ。エネルギー関連で新たな設備導入や取り組みを行う際には必ず採算性が求められたという。
CN宣言以降はこの状況が一変した。CO2排出量削減に取り組むという点では同じだが、コストを負担してでも推進しなければならない課題となったのだ。
「従来の投資回収基準に加え、取引先や国、社会からの要請など、CNへの取り組みは判断軸が増えて複雑化しています。いつまでに、どれだけのコストを割いて注力するのか、企業の方針によっても異なります。そこで現状を把握しお客さまの要望を聞きながら、ロードマップ策定やデータの見える化、エンジニアリングを提供し、CN化をサポートするのがこのCN×Pです」。エネルギー計画部ビジネス開発グループの富田達也マネジャーは、こう話す。
CN×Pでは、①顧客のCO2排出量を把握しCNに向けた課題を明確化する、②運用改善、省エネ、再生可能エネルギーや高効率設備の導入などのエンジニアリングサービスの提供によりCO2を削減する、③工場などの現場のCO2排出量のモニタリング、現場社員向けの技能講習会の開催、設備チューニングの支援など良好な削減環境の維持する―という三つのサイクルを回していくことを掲げている。
このうち、①のCNに向けた正しい状況把握の部分が新たなに提供するサービスであり、ロードマップ支援サービスとデータの見える化支援サービスなどを展開する。ロードマップ支援サービスは、顧客の事情に合わせて、CN達成への取り組みを排出量の削減効果と費用対効果でグラフ化し、中長期的な指標となる「CNカーブ」を作成する。図のようにグラフは横軸がCO2削減量、縦軸が施策を行うことによる追加コスト影響を表している。色付きの長方形はCO2削減のそれぞれの施策を表している。施策の長方形が中央線のゼロより下にあるものは投資回収可能なもの、上にあるものは投資回収できないがCO2削減に寄与するものとなっている。このグラフの横軸に目標年度を記入することでそれぞれの顧客に合った排出削減ロードマップが策定できるというわけだ。

例えば、製造業では、古い設備をそのまま用いて効率の悪い蒸気の使い方をしていたり、設備過剰で無駄に電力やガスを消費しているケースがある。こうした際に、「ガス設備の導入はもちろんですが、場合によってはヒートポンプの導入や既存設備の廃止を提案することもあります。電力もグリーン証書付き電力の購入よりオンサイトPPA（電力購入契約）による太陽光発電の設置の方がCN化に有効であれば導入を推薦します。あくまで優先すべきは顧客のCN化です」と、富田マネジャーは強調する。
データの見える化支援サービスでは、各種データの蓄積により、現場の管理工数低減やCO2削減進捗管理・フォローを行う。多くの事業所では工場単位、建屋単位でのエネルギー消費などのデータを蓄積しているが、製造ラインごとでは取得していないことが多い。
しかし、そうした取り組みがさまざまな企業に求められる時代がやってくるのは確実だ。そこで東邦ガスでは、「まず優先度の高い製造ラインから各データを測定していこう」と提案している。
また、データの見える化支援サービスでは事業所全体のエネルギーを見渡すマクロの視点から製造工程の細かな箇所確認するミクロの視点まで、いろいろな角度から見ることで問題点を見つけ出すことが鍵となる。「こうしたコンサルティングができるのは、エンジニアリングの知見を有し、お客さまの現場に深く入り込んできた当社ならではと自負しています」と、比嘉盛嗣チーフはアピールする。
これらのコンサルティングサービスを実施した後は、強みであるエンジニアリングサービスの提供によりCO2削減を行っていく。その後、現場の状況診断、CO2排出量のモニタリングなど削減環境の維持を図る。

CN黎明期にアピール 専用ホームページ開設

コンサルティングの内容は業種や規模が変われば取り組む内容も千差万別だという。それぞれカスタマイズした形で提供していくとのことだ。「同サービスは自信を持ってオススメできる費用感とアウトプットになっています。ただ、今はまだCN黎明期と捉えています。普及は当社がどうアピールしていくかにかかっています」と、富田マネジャー。
東邦ガスでは、専用ホームページを立ち上げるなど、CN×Pにかける意気込みが伝わってくる。同社の事業の新たな柱に育てていく構えだ。

【北海道ガス】

北海道ガスはZEB（ネット・ゼロ・エネルギー・ビル）の普及推進に注力する。ZEBとは、建物の高断熱化や設備の高効率化、消費エネルギーを削減すると同時に、太陽光発電や地中熱利用などの創エネで年間の一次エネルギー消費の収支ゼロ以下を目指す建物のことを指す。
政府が昨年11月に発表した第6次エネルギー基本計画では、2030年度以降に新築される建築物についてZEB基準の省エネ性能の確保を目指すと明記され、その重要性が高まっている。
そうした背景から、同社は21年4月、環境共創イニシアチブの「ZEBプランナー」に登録した。顧客向けにシステム提案から補助金申請のサポート、稼働後のビル運用のサポートまで、一貫したZEBコンサルティングサービスを展開している。
今年11月には、地上三階、延床面積856㎡のZEB第一号物件が完成する。高断熱化と高性能ガラス、高効率設備の導入でエネルギー消費量を56%削減。建築物省エネルギー性能表示制度（BELS）の最高ランクである5つ星を獲得した。

第一号物件をモデルケースに 道内全域にZEBを展開

同社が手掛けるZEB物件は他にはない独自の特徴がある。災害に強い都市ガスインフラによりガスを供給し、空調に電源自立型ガスヒートポンプ（GHP）を導入することで、レジリエンスを強化している点だ。電源自立型GHPなら仮に停電が発生しても、冷暖房の稼働はもちろんのこと、照明の利用やスマートフォンなど電子機器の充電など、必要最低限の電源が確保できる。
「18年9月に発生した北海道胆振東部地震によって、道内のお客さまはBCPへの意識が高まっています。そうしたニーズにも応えながら、ZEB化を実現することができます」。第一営業部都市エネルギーグループの渡邊翔氏はそう説明する。
さらに、同ビルにはカーボンニュートラル（CN）天然ガスや実質再生可能エネルギー100%電気を供給することで、建物全体のCO2排出量が実質ゼロの「CNビル」を実現した。
同グループの鈴木崚太氏は「CO2排出量を徹底した省エネによるZEB Ready化で40t削減し、さらにCO2排出量実質ゼロの電気と天然ガスの供給によって36t削減し、実質ゼロとしました。脱炭素化の実現には、需要側と供給側の双方からのアプローチが求められてくるでしょう」とZEBへの取り組みについて話す。
今年に入り、エネルギー価格の高騰や、4月に「官庁施設の環境保全性基準」が改定されたことなどを受けて、ZEBの需要がさらに高まっている。6月に同ビルの建設が明らかになってからは、北ガスに対して同じ規模のZEB物件建設に関する相談が増えたとのことだ。
北ガスでは中小規模の建物については、今回の第1号案件をモデルケースとして、省エネとレジリエンス強化を両立するZEBを道内全域に展開していく。また、CNにつながるエネルギーサービスの提供を通じて、北海道の脱炭素化、地域発展に貢献していく。

【パナソニック】

純水素型燃料電池を用いた「H2 KIBOU FIELD」実証。再エネや蓄電池を組み合わせた試みが話題を呼んでいる。

パナソニックは今年4月、RE100実現と分散型エネルギー社会構築に向け、5kW純水素型燃料電池「H2 KIBOU」と太陽光発電、リチウムイオン電池を組み合わせた実証施設「H2 KIBOU FIELD」を同社草津工場内に設置して実証実験を開始した。

実証施設ではH2 KIBOUを99台（495kW）並べて、昼間は燃料電池と太陽電池、夜間は燃料電池を稼働させる。燃料電池工場の電力需要は、24時間稼働する装置があるため一日中電力使用があり、ピーク電力は夏場に約680kW使用する。年間通して、工場の電力需要を太陽電池、燃料電池、蓄電池の三電池で賄う。液化水素の供給は岩谷産業が担当。年間で120tの水素を使用することが想定され、270万kW時の電力需要に対応する。
実証施設は稼働から半年が経過した。今もメーカーやゼネコン、地方自治体など、多種多様の業種の担当者が見学に訪れており、関心の高さがうかがえる。燃料電池事業横断推進室の河村典彦水素事業企画課長は、実証施設の能力について「長期的には再生可能エネルギー由来のグリーン水素を用いるのが目標です。現段階は、グリーン水素ではないが消費拡大、利活用の好事例を示していきたい」とアピールする。

実用化課題は発電コスト 価格引き下げで選択肢に

このような水素によるRE100スキームにおいて、課題の一つがコストだ。現在の水素発電では、1kW時当たり0.6㎥の水素が必要で「例えば今の1㎥当たり100円の水素価格では、経済合理性が成り立たない」（河村課長）。経済産業省は2030年に向けて、水素価格を同30円、50年には同20円程度に引き下げる目標を掲げており、河村課長は「同30円なら再エネ電力程度のコスト、同20円なら系統電力並みになります。そうなれば電力の選択肢の一つに選ばれる可能性も出てきます」と期待を寄せる。
そのほか、ガス管と別の水素導管の敷設や関連法案の整備などといった課題も実用化に向けて解決しなければいけない。
河村課長は将来に向けて、「水素は、エネルギーミックスの考えで共存を図りながら推進していくべきだと思っています。燃料電池を用いた分散型エネルギーはBCPの観点からもリスク分散につながるほか、電力価格上昇に対応する自衛手段にもなります」と強調する。23年4月以降は実証実験を次のフェーズに進めて、欧州や中国などにもアピールし、海外展開する計画。パナソニックは、脱炭素社会の実現に向けて、純水素型燃料電池を核とした水素の利活用を進めていく。

【日立造船】

日立造船は水素発生装置とメタネーション装置を手掛ける。次世代エネルギー製品として各方面から注目を集めている。

脱炭素化に向けた次世代エネルギーとして脚光を浴びているのが、水素と合成メタンだ。この二つに関連する装置を手掛ける日立造船には各方面から多くの引き合いが寄せられている。
同社の水素発生装置「HydroSpring」は固体高分子（PEM）型水電解法を採用する。PEM型は電解槽内に設置した電解膜を純水で満たし電気で水素と酸素に分離する。中でも、電源の出力変動にミリ秒単位で追従できる長所により、風力発電、太陽光発電などの再生可能エネルギーで発生する急激な出力負荷変動にも対応する。
また、純水で水素を製造できるため環境負荷が小さい。10〜100%で水素発生量を制御することが可能なほか、電流密度が高く電解装置自体のサイズを小さくできる。1500kWクラスでの水素発生量は400Nm3時に上る。このほか、屋外設置ができる点も利点となっている。

触媒技術に強み 低温反応性能と高耐久性

水素発生装置と組み合わせて合成メタンの製造に利用するのがメタネーション装置だ。同社は以前から装置の反応器と触媒の製造を手掛けている。特に触媒技術に強みがあり、CO2と水素からメタンへの転換率は99%以上、エネルギー効率は75~80%を有する。
電解・PtGビジネスユニット営業部の足立進一電解営業グループ長は「同触媒は200℃台の低温でもメタンへの反応が可能なほか、2万時間以上の耐久性などを有しています」とアピールする。

最近はエネルギー事業者だけでなく、企業からもメタネーションへの引き合いが増えている。高橋哲也営業部長は「工場のCO2削減に検討する企業が増えています。企業の脱炭素への考え方・取り組みなどをヒアリングしながら、機器・システムの提案を行っています。排出するCO2が低濃度の場合には濃縮が必要だったり、水素はどう調達するかなどを考える必要があります。脱炭素に向けてどこに採算性を見出すのか、各企業の方針にかかっています」と、現状を説明する。脱炭素化を推し進める企業の積極的な姿勢が、次世代技術のこれからを左右していきそうだ。