自動車用蓄電池製造

プライムアースEVエナジー株式会社
水熱源・空気熱源負荷追従自動制御型宮城工場さま新開発した高温循環型熱風ヒートポンプ 温水ヒートポンプ

50℃以上の熱風循環加熱を可能とする「循環熱風ヒートポンプ」を新開発
空調用「温水ヒートポンプ」と合わせ大幅な省エネを実現
プライムアースEVエナジー株式会社 宮城工場では、リチウムイオン蓄電池生産のため2019年8月に第 4 工場を新設。新開発の「循環熱風ヒートポンリチウムイオン蓄電池プ」に加え、空調用途の「温水ヒートポンプ」と組み合わせることにより、大幅な省エネの実現を目指している。
導入の決め手「工場CO2ゼロチャレンジ」に向け、ヒートポンプによる蒸気レス化を実現

プライムアースEVエナジー株式会社

は、1996年 にトヨタ自動 車とパナソ

トヨタ自動車は「トヨタ環境チャレンジ2050」を掲げ、生産活動等を通じてSDGs達成にニック株 式 会 社 の 合 弁 により設 立。

から排出されるCO2を2050年までにゼロにするもの。こうした中、グループ企業である電池の開発・製造・販売を手掛ける。

減（2008年比）するという目標を掲げた。

2019年 現 在で 年 間 約60万 台 の ニッ向けた方針を示している。チャレンジの一つである「工場CO2ゼロチャレンジ」は、工場

ハイブリッド自動車・電気自動車用蓄

プライムアースEVエナジーでは、宮城工場におけるCO2排出量を2020年までに50％削

宮城工場は2010年に稼働を開始し、電池製造工場は、加熱と冷却に要するエネルギーの割合が70％と高いこと、さらには既存工場で使用している蒸気は搬送ロス等が多いことから「熱利用の高効率化（蒸気レケル 水 素 蓄 電 池を生 産。第4工 場 はリチウムイオン蓄電池の製造工場とス化）」が課題となった。そこで効率の良いヒートポンプに着目したが、既存機種ではして2019年8月に 新 設され、建 設 中に開発。エネルギー消費の割合が大きい空調用途に導入した「温水ヒートポンプ」と組80万台の生産を見込んでいる。

対応が難しい温度帯であったことから「高温循環に対応した熱風ヒートポンプ」を新たの 第5、第6、第7工 場と合 わ せ 年 間み合わせることで、大幅な省エネの実現が可能となった。
メリット
メリット

第7工場

CO2削減

■CO 2 排出量

2016年に竣工した同社の既設工場と比較し、ヒートポンプ他を含む様々な施策を実施したことで、工場全体のCO2

100%

第6工場

24％削減

●CO2排出量 算出条件
◎電力・・・0.3707kg-CO2/kWh（＊1） ◎都市ガス・・2.15701kg-CO2/Nm3（＊1）＊1：1990年経団連係数

従来システム

空調用途のエネルギー削減量（実績値）■空調用途のエネルギー削減量（実績値）

同既設工場と比較し、空調で使用している一次エネルギー使用量を38％(750kL）削減※できた。

100%※2019年3〜7月における固定分となる空調エネルギーのみを比較●一次エネルギー使用量 算出条件
◎電力・・・0.257kL/千kWh（＊2） ◎都市ガス・・・1.16kL/千Nm3（＊3）＊2：エネルギーの使用の合理化等に関する法律 ＊3：都市ガス会社供給値

第1工場

第2工場

導入システム

38％削減
62%

従来システム

第4工場

第3工場

76%排出量を24％（2,112t/年）削減できる見込み。

第5工場

導入システム※グラフ数値はプライムアースEVエナジー㈱提供資料より

事業所名

プライムアースEVエナジー株式会社
宮城工場

所 在 地

宮城県黒川郡大和町流通平1番地

電話番号022-353-0111

https://www.peve.jp

プライムアースEVエナジー株式会社 宮城工場さま

これからの時代 ものづくりに電気工場からのCO2排出量ゼロを視野に入れた新工場

従来は導入が困難だった製造工程に「循 環 熱 風ヒートポンプ」を新 開 発

境チャレンジ2050」を公 表。クルマ の 環 境ラから蒸気を供給していたが、その輸送時にプラスとなる取り組みを通じて、持続可能が低い。そのため新工場では蒸気レス化をンプ」を導入した。

導入が検討された。

ポンプの熱源とすることにより、冷却水温度

トヨタ自動車では、2015年10月に「トヨタ環負荷をゼロに近づけるとともに、地球・社会な社会の実現に貢献するためにチャレンジしている。グループ企業であるプライムアー
スEVエナジーでも、宮城工場におけるCO2大容量の空調熱源に「温水ヒートポンプ」を導入

既存工場におけるプロセス加熱では、ボイ加熱負荷の大きな空調についても、ボイラによる蒸気からヒートポンプ化を検討。熱源には５割近い熱ロスが発生しており熱効率を空気と水に切り替え可能な「温水ヒートポ推進することとし、高効率なヒートポンプの排出量を2020年までに50％削減する（2008

夏期はターボ冷凍機の冷却水を温水ヒートは冷却塔で冷やすよりも十分温度低下し、ターボ冷凍機の効率はアップ。冬期は冷却宮城工場 工務部 部長
大花 頼人氏年を基準）という目標を掲げた。

「環境にやさしい車の部品を作る工場が、環水配管が凍結する恐れがあるため、空気熱源に切り替える。外気は−13℃まで低下する境にやさしくないのはおかしい、ということため、生産廃熱やコンプレッサ等の原動廃準 の60％を達 成しており、そこからさらに温度を10℃以上に維持することで、効率低です。とはいえ、2015年には大森工場で基熱をダクトで集め、温水ヒートポンプの周囲17％の削減を５年で達成するのはかなり厳しい目標でした。」

プライムアースEVエナジー㈱常務取締役 宮城工場長
秦野 精吉氏下を防いでいる。これらの取り組みにより、施設環境部
主査 兼 環境技術グループ長
消費生活アドバイザー
松山 喜代志氏

ポンプなどの補機を含むシステム総合COPは3.1以上を確保できる見込みだ。

「乾式除湿器には電気ヒータを使用しています が、安 定 性・コスト面で 折り合 い が つ け
ば、こちらにもヒート

しかし、ヒートポンプは高温帯となるほど効ポンプ化を進めていく率低下する特性があり、既存機種では室温予定です。
」

50℃以上が要求される高温エージング（製そこで、リチウムイオン蓄電池を生産する第４工場の新設に向けて、既存のリチウムイオン蓄電池を生産していた同社の大森工場（2016年竣工）におけるエネルギー使用状

況を徹 底 的 に 分 析。蓄 電 池 の 製 造 工 程では、加熱・冷却の繰り返しにより製品は作られており、熱エネルギーの割合が70％と多造工程の一つ）での活用が難しかった。そのため50℃以上で循環加熱が可能な「循環熱風ヒートポンプ」を前川製作所および豊田通商と新たに開発。新冷媒を使用した圧縮機や、配管配列などを見直した凝縮器、これらの取り組みが評価され、同社は2019源に能力発揮できる熱交換器を採用した蒸を受賞している。車載用蓄電池のニーズが冬期でも14℃と安定した空調冷水(還)を熱時 ／ 熱 源 水 ７℃時 の い ず れ で も 総 合至った。

100℃以上については安価な電気ヒータを■ 設備概要年 省エネ大賞（資源エネルギー庁長官賞）

発器と組み合わせ、定格運転時／最大負荷いことが分かった。以上より、「熱利用の高効率化」が省エネのためには必要との結論に

施設環境部
環境技術グループ 主事𦚰 和寛氏

ますます高まる中、新設される第５〜第７工場の設備にも第４工場の結果を踏襲しつCOP3.0以上を達 成 する仕 様とした。一 方、つ寒冷地対策等アップデートしたヒートポンプを取り入れていく予定。継続的に省エネ採用することで蒸気レス化を実現した。
高温循環型熱風ヒートポンプ×2台〔㈱前川製作所〕
・商品名：エコサーキットⓇ
・定格運転時COP：3.7（加熱2.3,冷却1.4）

温水ヒートポンプ（型式：HEM-3WAY）×5台〔㈱神戸製鋼所〕
・加熱能力：239.5kW（温水58→65℃、COPh4.1）※
・冷却能力：181.2kW（冷水37→32℃）※※完全熱回収（水熱源）時のカタログ値■ システムフロー図

インバータターボ冷凍機
冬期は空気熱源に切り替え
37℃

※

27℃ ※
※夏期の場合温水ヒートポンプ

外気処理空調機
工程内空調機37℃

冷却水を循環させて熱源に利用

空調機

7℃

32℃

冷却塔に取り組んでいく方針だ。

65℃
58℃

温水ヒートポンプ

熱源を空気と水に切り替え可能

熱交換器

14℃

＜冬期＞
外気生産廃熱
原動廃熱

RA
14℃

SA（最高80℃）

7℃

高温循環型熱風ヒートポンプ（↑外観と↓内部）

高温循環型熱風ヒートポンプ

熱交換器
58℃

65℃

14℃

7℃

圧縮機
エアーハンドリングユニット

モーター【取材：2019年12月】

2020.03