化学装置：2009 年 1 月号原稿

化学プラントの省エネルギー対策と今後の展望
環境企画

松村 眞（はじめに）
日本の産業用エネルギーは、1950 年代の中頃まで水力と石炭が中心で、家庭の燃料は薪と炭だった。しかし 1960 年代に入ると安価な石油の輸入が拡大し、家庭では薪と炭に代わって灯油が燃料の主役になった。ところが 1970 年代に入ると第 1 次石油危機が発生し、原油価格は１バーレルが約 3 ドルから約 12 ドルと 4 倍に値上がりした。石油は無尽蔵の資源ではなく、政治的に不安定な資源だということを思い知らされたのである。このため原油の備蓄計画が立てられる一方、高騰した石油価格にもとづく新価格体系に移行して経済はやっと安定する。だが 1978 年になると今度はイラン・イラク戦争が勃発し、両国の原油輸出がストップして再度の石油危機が発生する。この第 2 次石油危機で原油価額は１バーレルが約 24 ドルに値上がりし、1972 年に比べて実に 8 倍にもなったのである。急激な石油価格の値上がりは、石油を大量に消費する素材産業の競争力低下をもたらす。このため製鉄・セメント・製紙・化学産業は、省エネルギー対策を強力に推進しはじめた。毎年、業界ごとに省エネルギー対策の発表会が開催され、有益な対策はすぐに業界全体に普及していった。こうして日本の素材産業は、エネルギー効率の点で国際的に最高の水準に達したのである。石油精製と石油化学に代表される化学プラント分野でも、多様な省エネルギー対策が採用され普及した。本稿では化学プラントを対象とした省エネルギー対策について、これまでに採用されてきた技術と今後の展望を述べる。
１．化学プラントのプロセスと設備
化学プラントを製鉄プラントやセメントプラントと比べると、いくつかの際立った特徴がある。その一つは、原料から製品を得るまでの加工工程が非常に長いことにある。原料は最初の工程で複数の第 1 次中間製品に変換され、精製されて次の工程の原料になる。精製の目的は、次の工程にとって好ましくない成分を分離することにある。精製された第 1次中間製品は次の工程に送られ、再度の変換工程を経て第 2 次中間製品になる。石油精製工場では、どんな石油製品も数次の変換工程を経て作られるが、製品によっては第 2 次どころか第 5 次・6 次の変換工程を経る。図１に示すのは石油精製工程だが、それぞれのブロックが中間製品製造工程で、通常、「ユニット」と呼ばれている。原料は製品になるまでに複数のユニットを経由し、組成が変わって最終製品になる。石油化学工場の場合は図１の化学装置：化学プラントの省エネと今後の展望 HP.doc

1原油に該当するのがナフサで、常圧蒸留ユニットに該当するのがナフサ分解ユニットである。石油化学の第 1 次中間製品は、エチレン、プロピレン、ブタジエン、ベンゼン、トルエン、キシレンと言ってよいだろう。石油化学工場の最終製品は、プラスチック原料、合成繊維原料、合成ゴム、塗料原料、洗剤原料などだが、最終製品に至るまでのユニットは10 を超えるであろう。

図 1． 一般的な石油精製のブロックフロー（出典：石油精製プロセス・講談社）
化学プラントの二番目の特徴は、原料も中間製品も、そして最終製品も基本的にガスと液体、つまり流体ということにある。したがって工場にはベルトコンベアがなく、代わりにパイプラインが縦横に走っている。原料も製品も流体だからタンクに貯蔵され、工場には規模も形も異なる多数のタンクがある。一方、倉庫に該当する建物は見当たらない。三番目の特徴は、ユニットの構成が複雑でも、ユニットを構成する単位操作は数種類に限定されていることにある。典型的なユニットとして、図２に石油精製工程の灯･軽油脱硫プロセスを示す。このプロセスを構成する単位操作は、原料油の「輸送」、反応生成物との「熱交換」、「加熱」、「反応」、「冷却」、「フラッシュ」、「蒸留」である。他のユニットのプロセ

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2スも単位操作の種類は同様で、呼称が違っても機能的にはほとんど変わらない。たとえば「熱交換」が「加熱」とか「冷却」など目的表現の場合があるが、装置としての「熱交換器」に変わりはない。熱交換器と冷却器の違いは、冷却物質がプロセス流体か、水や空気かの違いであり、熱が回収されるか捨てられるかの違いに過ぎない。
「蒸留」も「吸収」とか「放散」など目的表現が見られるが、装置としての「蒸留塔」に変わりはない。目的ではなく機能別に整理すると、化学プラントを構成する設備は表１に限定されるといってもよい。したがって基本的な省エネルギー対策は、これらの設備別に考えることができる。
しかしプロセス全体が一つのシステムとして設計されているので、プロセスシステムとしての検討も重要である。

図２．軽油深度脱硫ユニットのプロセスフロー（出典：石油精製プロセス・講談社）

表１． プロセスを構成する設備
基本構成設備種類

炉

加熱炉、ボイラー、分解炉

熱交換器

熱交換器、冷却器、加熱器

反応器

反応器、反応塔、分解塔

蒸留塔

吸収塔、放散塔、抽出塔

回転機

送風機、ポンプ

２．化学プラントの省エネルギー対策

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化学プラントの省エネルギー対策は、1980 年代に急速に波及した。初期段階で採用されたのは、日常的な設備の運転管理を改善する分野である。大きな費用が発生しないし、効果が迅速に現れるからである。それに石油危機以前はエネルギーコストが安かったので、きめこまかにエネルギーを管理する必要がなく、それだけにちょっとした運転管理の改善
で、大きな省エネルギー効果が得られた。運転管理の改善が数年で一巡すると、もっとエネルギー消費量を減らすために設備投資のともなう対策が必要になった。ちなみに日本の石油精製業界は、1970 年代から 1980 年代にかけてエネルギー消費原単位を 7.3％低減した。
このうち運転管理改善の寄与率が約 8 割で、残る 2 割が設備改善によるものだった。石油化学工業も同じ期間にエネルギー消費原単位を 9.3％低減したが、運転管理改善の寄与率が約 8 割だった。しかしその後は運転管理改善の余地が小さくなったので、設備改善の寄与率が増大している。表２はこれまで化学プラントに採用されてきた省エネルギー対策を、単位操作別に分類したリストである。個々の省エネルギー対策は、製鉄所のコークス排熱回収のように、単独で大きな省エネルギー効果をもたらすものではない。化学プラントは加工工程が長いのに同種の単位操作が多いから、省エネルギー対策が小規模分散型なのである。このうち運転管理改善の領域では下記の実施例が多く、ほとんどの化学プラントで実施された。
① 加熱炉とボイラーの過剰空気低減（熱損失の低減）② 蒸留塔の還流比低減（リボイラー熱量の削減）③ 放散塔の吹き込み蒸気低減（過剰蒸気の抑制）④ 反応器の水素/炭化水素比低減（過剰水素の低減）⑤ 機器と配管の保温材補修･交換(放熱損失の軽減)⑥ 熱交換器の伝熱管洗浄（汚れによる伝熱抵抗の低減）⑦ ポンプインペラーカット（過剰動力消費の低減）⑧ 計算機制御の拡大（原料や製品の条件変更や外乱に対する迅速な追随）⑨ 発電量･蒸気圧･蒸気量の適正化（コジェネシステムの最適運用）⑩ 運転管理目標値の厳格化（仕様要求過剰対応の抑制）
一方、設備改善の領域では下記の実施例が多く、多くのプラントで採用された。
① 加熱炉に空気予熱器を設置（熱回収）② 加熱炉バーナーを低過剰空気型に交換（熱損失低減）③ 蒸留塔トレイや充填物を低圧力損失型に交換（動力損失低減）④ 熱回収用の熱交換器増設（熱回収）⑤ 排熱回収ボイラーの設置･増設（熱回収）⑥ 加熱炉に給水加熱器・蒸気過熱器設置（熱回収）

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⑦ フレアーガスの回収利用（廃棄エネルギー有効利用）⑧ 装置間の相互熱利用（ヒートインテグレーション、熱損失低減）⑨ 圧力エネルギーの回収（動力回収）⑩ コジェネレーション（電熱併給）の採用（エネルギー効率の改善）
日本石油連盟の 1980 年代の調査によると、設備改善による省エネルギー対策の 8 割は、熱回収率の向上や熱損失の低減など、熱エネルギーの有効利用だった。残る 2 割はオフガスやスチームコンデンセートのような物質回収と、タービンを利用する圧力エネルギーの回収だった。このような単位操作に付随する省エネルギー対策は重要だが、1980 年以降、多くの対策がすでに採用されてきた。このため今後の省エネルギー対策は、単位操作付随対策だけでなく、プロセスの変革を含むエンジニアリング指向の対策がより大きな役割を果たすものと思われる。具体的には表３に示す対策が期待される。
表３． 今後の発展が期待される省エネルギー対策
運転管理の改善による省エネルギー設備の改善による省エネルギー①高機能保温保冷材の採用①低レベル熱源のヒートポンプ昇温利用②高度コンピューター利用制御②低温排熱回収設備の設置③低温操作型触媒の採用③プロセス流体圧力の、膨張タービン、ハイ④メインテナンス周期の最適化

ドロリックタービンによる回収利用⑤自家発電設備の高効率運転④高性能触媒反応の採用⑥最適化運転の強化⑤連続触媒再生システムの採用⑦コジェネレーションの拡大⑥ガスタービン利用の拡大⑧原料と製品の貯蔵量と温度の最適化⑦近隣工場とのエネルギー融通

特長：① 要素技術開発をともなう対策② システム技術開発をともなう対策③ 地域的な協力を含む対策④ 過去には経済性が低い理由で採用されてこなかった対策

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表２． 化学プラントの省エネルギー対策技術◎：採用例が非常に多い○：採用例が多い△：採用例がある

設備の改善
対象設備

機器の追加･変更

プロセスフローの変更

運転管理の改善
設備の保守

制御系の改善運転指針の改善

生産管理の改善ﾎﾞｲﾗｰ◎ 空気予熱器の設置○ ｴｺﾉﾏｲｻﾞｰ設置◎ 付着ﾀﾞｽﾄ除去◎ 過剰空気制御◎ 排ｶﾞｽ酸素濃度の目標値厳密化△ 保全ｻｲｸﾙの適正化

加熱炉△ ｽﾌﾟﾘｯﾄﾌﾛｰ（流体を分流して燃焼ｶﾞｽか○ 廃熱ﾎﾞｲﾗｰ設置△ 炉壁のｴｱﾘｰｸ防止ｼｽﾃﾑ導入◎ 噴霧用ｽﾁｰﾑ（量･圧力）低減◎使用燃料の適正化○ 蒸気ｽｰﾊﾟｰﾋｰﾀｰ設置△ 耐火材の保守

ﾌﾚｱｽﾀｯｸら熱回収）採用△燃料添加剤の適正利用◎ 低過剰空気ﾊﾞｰﾅｰに変更○ ﾎﾞｲﾗｰ給水予熱器設置△ガス燃料のｶﾛﾘｰ平滑化○ｽｰﾄﾌﾞﾛｱの設置△ 廃熱によるﾌﾟﾛｾｽ流体加熱◎ ﾚｼﾞｽﾀｰ･ﾀﾞﾝﾊﾟｰの開度適正化○ﾀﾞｸﾄﾀﾞﾝﾊﾟｰの操作性改善△ 廃熱による燃料の予熱△重油ｽﾁｰﾑﾄﾚｰｽの適正化○加熱ﾁｭｰﾌﾞ変更（裸管からﾌｨﾝ･ｽﾀｯﾄﾞ）◎ﾌﾚｱｶﾞｽから炭化水素回収○炉内面ｷｬｽﾀｰのｾﾗﾐｯｸﾗｲﾆﾝｸﾞ◎ﾌﾚｱｶﾞｽの燃料利用◎ 制御用酸素濃度計の設置△空気入口ﾀﾞﾝﾊﾟｰの設置○ 保温材交換、保温厚増加△製品冷却空気の燃焼利用
蒸留塔◎低圧力損失ﾄﾚｲに変更◎ﾎｯﾄﾁｬｰｼﾞの採用

放散塔○原料供給段の最適化○ﾘﾎﾞｲﾗｰ熱源に廃熱利用抽出塔△ ﾌｨｰﾄﾞﾃﾞｨｽﾄﾘﾋﾞｭｰﾀｰの改善○ ﾘﾎﾞｲﾗｰ熱源に蒸留塔の吸収塔△中間ﾘﾎﾞｲﾗｰ･ｻｲﾄﾞﾘﾌﾗｯｸｽ増設◎ ﾄﾚｲ･充填物の△ 内部還流制

汚れ除去御の導入

蒸気潜熱利用○ 保温（厚さ･材料･範囲）の強化△ﾘﾎﾞｲﾗｰ熱源ｽﾁｰﾑ圧適正化△ﾌｨｰﾄﾞ段ｵｰﾊﾞｰﾌﾗｯｼｭﾓﾆﾀｰ設置○ ﾋｰﾄﾎﾟﾝﾌﾟによる塔頂蒸気◎還流量の低減△製品構成の適正化○操作圧力の適正化△製品仕様の適正化◎ｽﾄﾘｯﾋﾟﾝｸﾞｽﾁｰﾑの削減△保全ｻｲｸﾙの適正化◎吸収剤･抽出剤の低減○吸収剤の適正化△ｵｰﾊﾞｰﾌﾗｯｼｭ量の低減○抽出剤の適正化◎ﾘｻｲｸﾙｶﾞｽ比の低減○適正触媒の選定○反応温度･圧力の適正化△ 反応生成物の仕様条件の潜熱利用△ ｴｼﾞｪｸﾀｰによる低圧ｽﾁｰﾑの昇圧熱利用

反応器○反応器の形式･段数適正化○連続触媒再生の採用△ 付着ｶｰﾎﾞﾝの○ 保温（厚さ･材料･範囲）の○触媒再生ｶﾞｽの廃熱利用

汚れ除去△ 反応条件最適制御ｼｽﾃﾑの導入強化△触媒量の適正化

適正化◎ 触媒再生ｻｲｸﾙの適正化

熱交換機◎熱回収熱交換機の新･増設○ﾋｰﾄｲﾝﾃｸﾞﾚｰｼｮﾝの採用

化学装置：化学プラントの省エネと今後の展望 HP.doc◎ 伝熱管の汚れ6◎ 熱回収系流量配分の○汚れ防止剤の適正利用△保全ｻｲｸﾙの適正化

冷却器◎ ﾁｭｰﾌﾞ形式の変更（裸管からﾌｨﾝ･ｽﾀｯﾄﾞへ）◎熱回収組合せの変更△冷却水の直列利用△ﾁｭｰﾌﾞﾋﾟｯﾁの短縮

除去

適正化

○ ｵﾝｽﾄﾘｰﾑﾒﾝﾃﾅﾝ
ｽ採用○ 熱回収系最適制御
ｼｽﾃﾑ導入○ﾁｭｰﾌﾞ配列の変更（□から△）◎ 空冷冷却器の自動制○ ﾊﾞｯﾌﾙの変更（ﾛﾝｸﾞﾊﾞｯﾌﾙ採用）

御導入（可変ﾋﾟｯﾁ）○冷却水出口温度適正化○ プロセス流体出口温度適正化△空冷冷却器ﾌｧﾝﾋﾟｯﾁ適正化○空冷冷却器ﾙｰﾊﾞｰ開度適正化△冷却塔出口温度適正化◎ﾌﾟﾚｰﾄ熱交換機の採用○ 保温（厚さ･材料･範囲）強化
回転機器◎ﾎﾟﾝﾌﾟｲﾝﾍﾟﾗｰｶｯﾄ△ﾎﾟﾝﾌﾟ形式適正化◎ ﾊｲﾄﾞﾛｰﾘｯｸﾀｰﾋﾞﾝによる◎ 回転数制御の導入

動力ｴﾈﾙｷﾞｰ回収◎可変駆動ﾓｰﾀｰ採用○膨張ﾀｰﾋﾞﾝによる圧力ｴﾈﾙｷﾞｰ回収○流体ｸﾗｯﾁ採用◎ 回転機器駆動媒体変更◎ 稼動台数自動制御
ｼｽﾃﾑの導入○ 圧縮機操作条件（温度･圧力流量）の適正化△ﾀｰﾋﾞﾝ回転数の適正化◎稼動台数の適正化（ﾓｰﾀｰ⇔ﾀｰﾋﾞﾝ）
真空設備◎ 真空方式の適正化◎ ｻｰﾌｪｽｺﾝﾃﾞﾝｻｰ（真空ﾎﾟﾝﾌﾟ⇔ｴｼﾞｪｸﾀｰ）汚れ除去△ ｺﾝﾃﾞﾝｻｰ変更（ｻｰﾌｪｽｺﾝﾃﾞﾝｻｰ◎ ｴｼﾞｪｸﾀｰｽﾁｰﾑの適正化（温度･圧力）◎操作圧力の適正化◎ ｻｰﾌｪｽｺﾝﾃﾞﾝｻｰ⇔ﾊﾞﾛﾒﾄﾘｯｸｺﾝﾃﾞﾝｻｰ）

ｴｱｰﾘｰｸ防止◎ｴｼﾞｪｸﾀｰの台数分割◎ ｴｼﾞｪｸﾀｰの清掃△ｴｼﾞｪｸﾀｰの段数適正化

用役設備◎ｺｼﾞｪﾈﾚｰｼｮﾝｼｽﾃﾑの採用△低圧ｽﾁｰﾑﾀｰﾋﾞﾝの採用○ ｽﾁｰﾑｺﾝﾃﾞﾝｾｰﾄからﾎﾞｲﾗｰ給水の回収◎ 保温状態の○ ﾕﾃｨﾘﾃｨｰﾊﾞﾗﾝｽの適正化（自家発電･買点検保守

電･高圧ｽﾁｰﾑ･中圧ｽﾁｰﾑ･低圧ｽﾁｰﾑ）△ﾏｲｸﾛｶﾞｽﾀｰﾋﾞﾝ発電の採用◎ﾌﾟﾛｾｽ排水の再利用◎ ｽﾁｰﾑﾄﾗｯﾌﾟの△吸収式冷凍機の採用△低圧ｽﾁｰﾑの昇圧利用

点検保守◎ 照明管理（範囲･照度）の適正化○ﾍﾞﾝﾄｽﾁｰﾑの低減△燃料電池の採用◎配管ｽﾁｰﾑﾄﾚｰｽの適正化△ ﾀｰﾋﾞﾝ形式の適正化（背圧⇔凝縮）○ﾀﾝｸ保持温度の適正化◎ ﾀﾝｸ･ﾀﾞｸﾄ･配管保温の強化△ﾎﾞｲﾗｰ稼動台数の適正化（範囲･保温材･厚さ）△ ﾀｰﾋﾞﾝ背圧（抽気圧）の適正化○温度調節ｽﾁｰﾑﾄﾗｯﾌﾟの採用△ｽﾁｰﾑｱｷｭﾑﾚｰﾀｰの採用

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7◎設備稼動率の適正化

３．化学プラントの省エネルギー対策事例
表２に示した省エネルギー対策のうち、表４に代表的な事例を示す。
表４．具体的な省エネルギー対策事例
装置

省エネルギーテーマ

加熱炉

①

ボイラー

対流部の伝熱管を裸管から伝熱

概要

加熱炉のチューブ変更

面積の多いフィン付きチューブか、スタッドチューブに変更。
伝熱面積を多くして熱回収量を増大させる。伝熱管の変更だけなので、既設プラントでも工事が容易。
②

燃焼用に空冷熱交排気利用

空冷凝縮器で昇温された排気を燃焼用に利用。

③

酸素濃度直結過剰空気制御

1970 年代まではオペレーターがダンパー開度を設定していたが、その後、大型加熱炉には酸素濃度センサーを設置し、過剰空気をマイクロコンピューターで制御するようになった。酸素濃度センサーは複数個（4 個～6 個）設置することが多い。

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④空気予熱器の設置

加熱炉排気の下流に、空気予熱器を設置。露点腐食温度に注意。
炉出口温度：
重油加熱炉：180℃以下目標
ガス加熱炉：130℃以下目標⑤排熱ボイラー設置
加熱炉の高温燃焼ガスを利用す
る排熱ボイラーの設置⑥

ボイラー給水予熱器の設置

加熱炉の対流部に新たにボイラー給水予熱器を設置

蒸留塔①

ヒートポンプリボイラー

蒸留塔の塔頂蒸気を圧縮して昇温し、リボイラーの熱源に使用する。熱エネルギーは有効利用できるが、圧縮機に動力エネルギーが必要。沸点差の小さい蒸留に採用（エタン・エチレン系、プロパン・プロピレン系。
）②

コンデンサー兼リボイラー

蒸留塔の塔頂蒸気を、別の蒸留塔のリボイラーの熱源に使用する。温度差の関係で、類似圧力の隣接蒸留塔には適用できない。通常は両塔に圧力差が必要

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③凝縮熱の原料加熱利用
蒸留塔のコンデンサー凝縮熱を、別の蒸留塔の原料加熱に利用する。

④熱回収の増強

塔底液と原料の熱交換器を増設して、熱回収量を増やす。塔底液が中間材製品の場合、下流で空気か水で冷却され熱損失になる場合が多いので、その前に回収する。
熱交換器①

熱回収熱交換器の増設

通常、反応操作では熱交換器で反応生成物の熱を回収してから冷却器に送る。この熱交換器を増設して熱回収量を増やす。

②原油常圧蒸留ユニット：原油予熱系熱交換器の並列配置

原油の常圧蒸留装置では、原油が重油留分、軽油留分、灯油留分など複数の中間製品から熱回収し、最後に不足する熱を加熱炉で与える。このため 10 基以上の熱交換器を並べるが、このとき原油を分流して熱交換器の配列を並列に近づける。こうすると温度差が大きくなるので熱回収量を増やせる。

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③ 原油常圧蒸留ユニット：原油予熱系熱交換器の増強
原油の常圧蒸留装置では、原油が複数の中間製品から熱回収し、最後に不足する熱を加熱炉で与える。このため 10 基以上の熱交換器を直列に並べるが、その場合は既設の熱交換器列に熱交換器を増設して熱回収量を増加する。

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④原油常圧蒸留ユニット：原油予熱系熱交換器の高度並列化②の並列配置を徹底した配列で、熱回収量は最大になるが、小規模熱交換器が多くなり設備構成が複雑になる。熱力学的には効率最大になる。

石油精製

①

水素添加脱硫装置のプロセスライン変更

固有の省

従来は実線ラインのプロセスだったが、点線ラインに変更することで、空冷冷エネルギ却器で捨てていた熱を回収できる。

ーテーマ

②

流動接触分解装置の圧力を膨張タービンで動力として回収

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12沸点の高い重油留分は、触媒を使って主に軽油留分に分解する。その装置が流動接触分解装置で、触媒分離装置の圧力が約１ＭＰa ある。このガス圧力は減圧弁で脱圧していたが、バイパスラインを設けて膨張タービンを設置し、発電機に接続して動力エネルギーとして回収する。

４．今後の省エネルギー対策分野
日本の石油･石油化学プラント業界は、過去 20 年以上にわたって継続的に省エネルギー対策を展開してきた。その結果、大規模な流体加熱炉やボイラーの排ガス温度は、石油燃料なら 180℃前後、ガス燃料なら 130℃程度と露点腐食の限界近くまで低下した。200℃以上で大気に排出しているのは小規模な炉だけである。蒸留塔の凝縮潜熱や流体製品の顕熱も熱回収が進み、量が多い製品系統は 130℃から 100℃ぐらいまで回収利用されるようになった。この水準以下の排熱はほとんど回収されていないが、この水準以下になると工場内に空調や給湯以外に用途がないからである。余剰低圧蒸気の潜熱も利用できないことが多い。工場内にこの水準の熱需要が乏しいことと、季節的な変動が避けられないことによる。
このような状況から、今後の省エネルギー対策の展望は下記の 5 分野に集約されるであろう。
第 1 の分野は従来型の省エネルギー対策である。経済性が低かったり、機器の配置に制約があったり、改造工事期間が限定されていて採用できなかった対策がまだ残されている。
これらの従来型省エネルギー対策は、エネルギー価格が上昇すると経済性が改善され、採用の可能性が高くなる。また通常の定期修理より長期の改造工事期間が許容されるなら、化学装置：化学プラントの省エネと今後の展望 HP.doc

13採用可能な対策の範囲が広がる。第 2 の分野は原料/製品および生産プロセスの大幅な転換である。日本の石油･石油化学プラントは、建設されてからすでに数十年を経ており、今では国際水準から見て生産性が高いとは言えなくなっている。したがって新設に近い大幅な設備更新や改造ができれば、原料/製品と生産プロセスの変換により、大きな省エネルギー効果が得られるであろう。天然ガス原料の水素製造、エタンを原料とするエチレン製造などが考えられる。基幹プロセスの変換になるので大規模な設備投資をともなうが、波及効果は大きいであろう。
第 3 の分野は異業種間の生産複合体形成（異業種インテグレーション）である。日本の大規模装置産業は、一部の石油化学コンビナートを除くと、基本的に原料とユティリティーの自給体制を確保してきた。大規模な工場は独自に原料を確保し、それぞれに自家発電設備とボイラーを保有して、必要なエネルギーを自給してきた。複数ユニットのヒートインテグレーションは、たとえ省エネルギー効果が明確でも、自社関連工場内部でしか採用されなかった。異業種間ではたとえ工場が隣接していても、電力やスチームの相互利用はなかったのである。自己完結体制は、各工場の独立性確保の視点から、あまりにも当然のこととされていたのではないだろうか。したがって複数ユニットにまたがるヒートインテグレーションを、近隣異業種工場にまで拡大することで、省エネルギー効果が得られる余地がある。電力やスチームの相互利用だけではない。条件さえ適合すれば生産工程のインテグレーションによって、総合エネルギー効率を高められる可能性がある。たとえば電力会社はガスタービンで電力を生産し、まだ温度の高いタービン排熱を使って、天然ガスから効率よく水素を生産できるかもしれない。もし製油所が隣接していれば、この水素を製油所に供給し、製油所の水素製造を止めることができるかもしれない。現在、製油所がナフサから水素を製造しているプロセスは、天然ガスから水素を製造するプロセスよりエネルギー消費量が多いのである。異業種生産複合体は、近接立地と同時に、融通する製品やエネルギーの量的なバランスが必要である。しかし適切な組合せが実現すれば、大きな省エネルギー効果を発揮できるであろう。
第 4 の分野は分散型発電/コジェネ機器と可変駆動機器の活用である。近年、燃料電池やマイクロガスタービンのように、これまでになかった小規模発電技術が発達してきた。また、マイクロコンピューターを利用した可変駆動回転機が低価格になり、利用しやすくなった。1980 年代には利用できなかったこれらの要素技術を活用することで、効率のよいコジェネレーションや、エネルギー損失の少ない回転機制御ができるであろう。第 5 の分野
は排熱の民生利用である。産業部門は工場内に 100℃以下の熱需要がほとんどないので、その大半が冷却水を通じて棄てられている。一方、民生のエネルギー需要は年々増大しているが、その 6 割は暖房用と給湯用だから、60℃程度でも需要要件を満たすことができる。
このため冬が長く気温が低い欧米では、従来から産業排熱を地域熱供給に利用してきた。

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14日本の場合は気候が温暖なために、地域熱供給設備の稼働期間が短く資本効率が低い。このためこれまでは極めて限定された範囲でしか、産業排熱の地域利用が行われていない。
しかし、今後は民生熱需要の増大と車輌輸送に適した蓄熱媒体の発達で、産業排熱の地域利用が増加する可能性がある。そうなれば、地域全体としてのエネルギー消費の低減に貢献するであろう。産業排熱の地域熱供給は、排熱発生源と民生需要が近接している場合に効果的で、いくつかの製油所と石油化学工場で実現性が期待できる。
（おわり）

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