【特集2】産業の脱炭素化担う主力機器 需要の高度化・最適化を促進

2021年9月2日

カーボンニュートラルの実現には、産業部門の脱炭素化が不可欠だ。官民を挙げて高温度帯の研究が進むなど、産業用HPにかかる期待は大きい。

世界各国でカーボンニュートラル(CN)に向けて電源の脱炭素化が進められると同時に、需要側の脱炭素を図るソリューションとして産業用ヒートポンプ(HP)が改めて評価されている。

工場の熱源にはCO2を排出する重油や都市ガスなど化石燃料が利用されており、日本の工場の熱供給のうち直接加熱が63%、ボイラーなどによる蒸気製造が23%を占める。中でもボイラーは170~200℃の帯域で多く利用されていることから、新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)は同温度帯域の電化を図るべく、200℃加熱に対応した産業用HPの開発を進めている。

この実証には前川製作所と三菱重工サーマルシステムズの2社が参加しており、前川製作所は最高加熱温度200℃・加熱能力3

00kW級のHP、三菱重工サーマルシステムズは200℃の温水出力でエネルギー消費効率(COP)3.5以上、かつ地球温暖化係数(GWP)の低い新冷媒を使ったHPを開発。200℃帯域のHP開発は世界で唯一の試みで、製品化の暁には世界の脱炭素化を後押しする優れた機器になりそうだ。

産業部門の業種別・温度帯別の熱需要のイメージ
出典:平成29年度新エネルギー等の導入促進のための基礎調査

HP普及に向け技術開発 国産技術が海外で活躍

最先端の機器を導入すれば、当然のことながら産業の省エネは進む。

とはいえエアコンやエコキュートなどの民生用HPと異なり、産業用HPの省エネ効果は利用する環境に大きく左右されるため、需要家も導入を検討しようにも実際にどれだけの効果があるのか分かりにくく、普及が進まない課題の一つだった。そこでNEDOは、HPの導入効果を分かりやすい形で表示する「産業用HPシミュレーター」の開発を進めている。

同シミュレーターは想定しているHPの利用方法、冷媒の種類、定格加熱能力や給水温度、流量などを入力することで、HPのCOP、加熱能力、一次エネルギー消費量、CO2の排出量を見える化。主に自社設備の省エネを図る際に使うことを想定したシステムだが、エネルギーサービス会社が需要家向けに提案する際にも活用可能だ。

1 2