【特集2】CN達成に向けた電化機器普及 CO2削減の潜在量は2.5億t

ヒートポンプ・蓄熱センターは電化普及見通しを公表した。CNに向けたヒートポンプ導入の潜在力がまだまだありそうだ。

カーボンニュートラル（CN）に向け期待される電化機器。中でも家庭用エアコンに代表されるヒートポンプ設備は、1の投入エネルギーから何倍もの熱エネルギーを生み出し、その効率は年々、向上中だ。家庭用から産業用に至るさまざまな電化機器が普及し、既存の燃焼機器から置き換わることで、果たして脱炭素へどれくらいの貢献度があるのか―。

脱炭素への「解」 工業炉電化設備を追加

そんな「解」を探ろうと、ヒートポンプ・蓄熱センター（HPTCJ）と日本エレクトロヒートセンター（JEHC）がヒートポンプなどの電化機器の普及見通しや、それに伴うCO2削減量を調べ上げ、その調査結果を発表した。

前回発表した「2020年度版」をベースに、試算元となる機器の出荷状況や、世帯数などの統計データを更新した。さらに技術開発動向の見通しやヒートポンプの適用分野などを踏まえ、定量的に分析した。調査結果では三つのシナリオを想定した。50年までにCNを達成する「CN達成シナリオ」、電化が現状よりもさらに進むと想定した「電化推進シナリオ」、現状の政策的な努力を継続する「政策努力継続シナリオ」だ。

政策努力継続・電化推進シナリオでは対象機器をヒートポンプのみに設定しているが、今回新たに、CN達成シナリオではヒートポンプ以外の電化機器への更新も加味した。ヒートポンプだけではCN達成は不可能だとの認識からだ。具体的には、産業用加熱といった高温度帯の熱利用分野も新たに加え、工業電化炉などの設備も設定した。ヒートポンプでは対応の難しい高温度領域を加えたことも、今回の特徴だ。

対象分野は、民生・産業・農業。その他融雪分野としている。

最大のポテンシャル値へ 「熱ロス」を突き止める

今回の調査結果では、CN達成シナリオ（20年度比）で、温室効果ガスの削減量が30年度には5846万t、50年度には2億5079万tの試算値をはじき出すこととなった（図1）。

これらの数値は、21年10月に地球温暖化対策計画で改訂された30年度削減目標値の約9%、50年度の約18%に相当する大変大きなボリュームだ。もちろん、これはCN達成シナリオであり、いわば「最大限のポテンシャル値」だ。ただ、その値を、主に電化機器の普及によって示したことには大きな意義を持つ。

「例えば100℃程度の熱を必要とする産業用の工場の生産現場では、依然として燃焼系ボイラーが活用されていることが多い。しかも、工場の生産ラインでは、その熱が必要とされている地点と、ボイラーが設置されている地点が、離れているケースもあり、そうなればおのずと大量の熱ロスを生じてしまう。こういったエネルギーの無駄が、とりわけ数多くの中小の工場現場で依然として生じている」（エネルギー業界関係者）

ヒートポンプが導入されていないケース。熱そのものが無駄になっているケース。そんな課題を解決することで、CO2削減の余地はまだまだ存在するわけだ。

加えて、冷媒や熱交換機の改良などにより、昨今では160℃程度の熱を生産できるまでにヒートポンプ技術が進み商用化されている。また、普及するかどうかは分からないが技術的には「200℃の熱を作れるようになるまでそれほど時間はかからないだろう」との声がもっぱらだ。

ヒートポンプ設備を生産現場に組み込むエンジニアリング力も向上しており、ヒートポンプの熱利用先は拡大傾向だ。エアコンのような空調以外にも、給湯、乾燥、洗浄など多様で、多くの生産工程で使われるユーティリティー設備としてヒートポンプが活用されれば、ポテンシャル値への道が近づく。

ユーザーと連携して脱炭素 設備導入の手法は多種多様

一方で課題もある。熱エネルギーの無駄を診断し、ヒートポンプを導入するにしても、現場のエネルギー設備の構成をくまなく理解しておく必要がある。そうでないと、最適なエネルギー設備を構築できない。そうした人材は、おのずと工場現場の施設管理者に限られているが、現場の人たちが必ずしもヒートポンプを理解しているわけではない。

電力会社の営業担当者は自戒を込めて次のように話す。「これまでは電力価格の『単価勝負』の営業手法に注力していて、工場の生産現場の人たちへヒートポンプの魅力を伝え切れていなかった。電力会社としても脱炭素社会の実現に向けて、ヒートポンプの意義をしっかりと伝え、ユーザーと一緒になって脱炭素への難局を乗り切っていきたいと感じている」

ヒートポンプを売るのは何も電力会社だけの仕事ではない。ガス会社でも、ターボ冷凍機のような大型ヒートポンプ設備を導入するケースは珍しくない。また、ユーザーの導入負担を減らすような「エネルギーサービス」の形態で導入するケースだって存在する。

いずれにせよエネルギー事業者は、ユーザーの理解を得ながら、最適なエネルギー設備導入の在り方を模索していく必要がある。