電力中央研究所の組織

評議員会
理事会

監事
内部監査室

理事長
専務理事

本

部

総務グループ企画グループ
経理グループ
広報グループ

知的財産センター

研究・試験機関

社会経済研究所
システム技術研究所

放射線安全研究センター

原子力技術研究所

ヒューマンファクター研究センター

地球工学研究所

バックエンド研究センター

環境科学研究所
電力技術研究所

大電力試験所

エネルギー技術研究所

塩原実験場

材料科学研究所

PDセンター

赤城試験センター
狛江運営センター
我孫子運営センター
横須賀運営センター

業務グループ

業務支援センター

契約グループ
研究契約グループ
会計グループシステムグループ

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研究年報 2012年度版

電力中央研究所

CRIEPI Annual Research Report Fiscal Year 2012

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目次

index

1. 研究活動概要
2012年度研究課題構成 ‑ 研究の柱と8研究所

2. 主要な研究成果

1
3
5

重点／重点
（プロジェクト）
課題
リスクの最適マネジメントの確立
持続可能な事業体制と料金制度の提言

6

省エネ・環境制度の分析 〜経済・安全保障との調和の視点で〜

8

科学・経済的合理性を持ったCO2排出削減シナリオの構築

10

軽水炉のシステム安全評価

12

自然外部事象に対する原子力施設の安全性評価技術の高度化

14放射性物質の拡散・長期動態に関する予測手法の開発

16

原子力施設における火災現象評価技術の確立

18

低線量放射線リスクの定量評価と放射線防護への反映

20

放射性廃棄物処分の長期安全性評価技術の体系化

22

使用済燃料の長期貯蔵管理技術の開発

24

電力設備に及ぼす気象・気候影響予測手法の開発

26

送配電設備の風雪害対策技術の実証

28

雷リスクマネジメント技術の構築

30

設備運用・保全技術の高度化
経年軽水炉の健全性評価

32

高クロム鋼製高温機器の設備診断技術の開発

34

火力発電の大気環境総合評価技術の開発

36

生物多様性に配慮した電力施設の建設・運用支援技術の開発

38

ダム流域土砂管理のための統合システム開発

40

PCB汚染変圧器の簡易処理技術の実証

42

経年電力流通設備の維持管理技術の構築

44

経年鉄塔の健全性評価技術の開発

46

次世代電力需給基盤の構築

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微粉炭火力の燃料種拡大のための運用技術開発

48

低品位資源利用技術の高度化

50

IGCCの高度化と低炭素化技術の確立

52

太陽光発電大量導入時の系統セキュリティ評価

54

次世代電力需給協調システムの開発

56

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日本型デマンドレスポンスの成立性評価

60

次世代ヒートポンプの開発と評価

62

高性能パワー半導体SiCの開発

64

高性能二次電池評価技術の確立

66

電化厨房の省エネルギー性評価

68

電気自動車・蓄電池システムの普及支援研究開発

70

基盤技術課題システム技術研究所

74

原子力技術研究所

76

地球工学研究所

78

環境科学研究所

80

電力技術研究所

82

エネルギー技術研究所

84

材料科学研究所

86

89

4. 活動実績95〈 付表 〉
100（2）
主要な出版物

106（3）
主要な外部表彰107（4）
公刊物等一覧

109

３ 主要な新規研究設備

（1）
研究報告等

２ 主要な研究成果

3. 主要な新規研究設備

２ 主要な研究成果

72

２ 主要な研究成果

社会経済研究所

２ 主要な研究成果

58

１ 研究活動概要

次世代通信ネットワークシステムの構築

４ 活動実績

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して
アクセスし

Q12001

され検索することで容易に入手することが出来ます。

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1.研究活動概要

１
研
究
活
動
概
要

2012年度研究課題構成- 研究の柱と8研究所

年度研究課題構成

2
0
1
2

研
究
の
柱
と
８
研
究
所

1

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１.研究活動概要
2012年度、当所は、我が国の経済活動の基盤を支える電力の安定供給に向け、堅固で柔軟な新たなエネルギー需給構造の構築を目指した研究を、中期的な方向性を示す「リスクの最適マネジメントの確立」、「 設備運用・保全技術の高度化」、「 次世代電力需給基盤の構築」の3つの研究の柱のもとで推進しました。また、電気事業にとって喫緊の課題となっている軽水炉の安全性高度化や電力設備の自然災害対策について、当所の総合力を発揮し、最優先で取組みました。
電気事業にとって必要不可欠または今後必要とされる技術のうち、当所が重点的に取組み、維持・継承または発展させる33課題を重点課題として研究を推進しました。また、重点課題の中でも、特に総合力を発揮して早急に解決すべき
喫緊の9課題を重点（プロジェクト）課題とし、着実な成果の創出を図りました。なお、連携すべき重点課題および重点（プロジェクト）課題を11の課題群にグループ化し、効果的に研究を推進しました。また、37の基盤技術課題を設定し、8つの専門別研究所*の特長と専門能力を活かした取組みにより、電気事業の現場における課題
解決の源泉となる基盤技術力や専門分野毎の研究力を強化しました。具体的には、現地での調査や実験・計測によるデータ・ノウハウの蓄積、分析手法や解析手法の開発・整備・改良、新たな着 想を具 体 化するための 基 礎 研 究 等に取 組みました。
2012年度に得られた主要な研究成果を、重点課題については課題毎に、基盤技術課題については専門別研究所単位で、各研究課題の目的等と合わせて2章に示します。
電気事業の技術基盤を支え、当所の基盤研究
力を維持・強化するための主要な研究設備については、PV大量導入時の課題解決に資する「PCS（パワーコンディショナ）多数台試験設備」、高経年CVケーブルの前駆遮断等の絶縁性能を検証する「長尺CVケーブル絶縁特性試験設備」、
結晶粒界の極微量元素分析が可能となる「アト
ムプローブ装置用短波長レーザー装置」、放射化した材料の広視野表面元素分析に用いる「電子線マイクロプローブアナライザー（EPMA）装置」、最大100kAの連続通電が可能である「大容量電力短絡試験設備用の屋外断路器」等を導入しました。
＊ 社会経済研究所、システム技術研究所、原子力技術研究所、地球工学研究所、環境科学研究所、電力技術研究所、
エネルギー技術研究所、材料科学研究所

設備運用・保全技術の高度化

次世代電力
需給基盤の構築重点／重点（プロジェクト）課題
重

リスクの最適マネジメントの確立

基盤技術課題2

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2012年度 研究課題構成 （2013年3月31日現在）
重点課題／重点（プロジェクト）
課題
重点課題：・ 重点（プロジェクト）課題：○ 基盤技術課題：◆ 課題群：枠囲み （：社会・経済、：原子力、：発電（原子力除く）、：電力流通、：需要サイド）リスクの最適マネジメントの確立

設備運用・保全技術の高度化

次世代電力需給基盤の構築

エネルギー・環境政策の提言〇持続可能な事業体制と料金制度の提言・省エネ・環境制度の分析〜経済・安全保障との調和の視点で〜
・科 学・経 済 的 合 理 性 を持ったCO 2 排出削減シナ
リオの構築

軽水炉保全支援・経年軽水炉の健全性評価

火力発電技術の高度化
・微 粉 炭 火 力 の 燃 料 種 拡
大のための運用技術開発
・低 品 位 資 源 利 用 技 術 の高度化
・IGCCの高度化と低炭 素化技術の確立バックエンド事業支援
・放射性廃棄物処分の長期
安全性評価技術の体系化
・使用済燃料の長期貯蔵管理技術の開発電力流通設備の自然災害対策
・電力設備に及ぼす気象・気候
影響予測手法の開発
・送配電設備の風雪害対策
技術の実証
・雷リスクマネジメント技術の構築

2
0
1
2

次世代グリッド技術の確立〇太陽光発電大量導入時の系統セキュリティ評価
・次世代電力需給協調シス
テムの開発
・次 世代 通 信ネットワーク
システムの構 築
・日本型デマンドレスポン
スの成立性評価-

放射線リスク解明
・低線量放射線リスクの定量評価と放射線防護への反映

電力流通設備の運用・保全支援〇P C B 汚 染 変 圧 器 の 簡 易処理技術の実証〇経年電力流通設備の維持管理技術の構築・経 年 鉄 塔 の 健 全 性 評 価
技術の開発

研
究
活
動
概
要

年度研究課題構成

軽水炉安全性高度化〇軽水炉のシステム安全評価〇自 然 外 部 事 象 に 対 す る
原子力施設の安全性評価
技術の高度化〇放射性物質の拡散・長期動態に関する予測手法の開発
・原子力施設における火災現象評価技術の確立

発電施設の建設・運用・保全支援
・高クロム鋼製高温機器の設備診断技術の開発
・火力発電の大気環境総合評価技術の開発・生物多様性に配慮した電力施設の建設・運用支援
技術の開発
・ダム流域土砂管理のための統合システム開発

１

研
究
の
柱
と
８
研
究
所

電化・省エネルギー技術の開発〇次世代ヒートポンプの開発と評価〇高性能パワー半導体SiCの開発
・高性能二次電池評価技術の確立
・電化厨房の省エネルギー性
評価
・電 気自 動 車・蓄 電 池シス
テムの普及支援研究開発

基盤技術課題社会経済研究所

システム技術研究所

原子力技術研究所

地球工学研究所◆ 電気事業経営◆ 電力システム◆ 原子炉システム安全◆ 地圏科学◆ 経済･社会システム◆ 需要家システム◆ 燃料・炉心◆ 地震工学◆ エネルギー技術評価◆ 通信システム◆ 燃料サイクル◆ 構造工学◆ 情報数理◆ ヒューマンファクター◆ 流体科学◆ 地下エネルギー利用技術

環境科学研究所

電力技術研究所

エネルギー技術研究所

材料科学研究所◆ 大気・海洋環境◆ 高電圧・絶縁◆ 高効率発電◆ 原子力材料◆ 水域環境◆ 雷・電磁環境◆ 燃料高度利用◆ 構造材料◆ 生物環境◆ 高エネルギー◆ ヒートポンプ・蓄熱◆ エネルギー変換・貯蔵材料◆ バイオテクノロジー◆ 電力応用◆ エネルギー変換◆ 環境化学◆ 大電流技術◆ 熱流体・反応数値解析◆ 機能材料◆ 非破壊検査◆ 材料研究共通基盤技術

3

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2.主要な研究成果
重点／重点（プロジェクト）課題 - リスクの最適マネジメントの確立
設備運用・保全技術の高度化

基盤技術課題重点／重点︵プロジェクト︶
課題

次世代電力需給基盤の構築

5

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２ 主要な研究成果
重点（プロジェクト）
課題 - リスクの最適マネジメントの確立

持続可能な事業体制と料金制度の提言
背景・目的

主な成果

電力システム改革専門委員会の議論を経もたらされるかは不透明である。

て、我 が 国 の 電 気 事 業 体 制および 料 金 制 度

本課題では、電気事業制度改革を行った諸は様々な見直しを迫られることになった。しか

外国の事例分析やデータを用いた定量的なし、同委員会により示された改革案によって、分析を通じ、我が国で議論されている電力シ安定供給が維持されつつ、需給システムの全ステム改革の課題を明らかにし、社会にとって体最適が図られ、最終的に需要家にメリットが望ましい制度、施策を提示する。

1

米 国 の 発 送 電分 離 後 の 安 定 供 給 、競 争 促 進に向けた課 題 解明

米国における発送電分離後の安定供給やてシェアの大きい電力会社が、競争を阻害す

競争促進に向けた課題の調査を行った。十分るとの懸念を払しょくするために、発電する電な供給力を確保するために一部の地域で導入力を利用する権利を売却する「仮想的売却」がされた、将来の供給能力（kW）を取引する容ある。これは売却する電力の供給を電力会社

量市場の制度は、地域によって運用の仕方がが意図的に制御しないこと等が前提条件とな異なり（図１）、一般に複雑な仕組みになることるが、所有権分離（発電設備の売却）に代わるがわかった［Y12020］。また、発電市場におい対応策とみなされている[Y12003] 。

2

欧米 の 小売全面自由化による電気料金へ の 影響評価

欧米の小売全面自由化後の競争の実態を需 要 家 保 護 のため、欧 州では競 争を阻 害す

調 査し電 気 料 金 へ の 影 響を分 析した 。米 国る割 安 な 規 制 料 金を残す国 が 多 い が 、そ ので小売自由化を実施した州では、2008年以撤廃は政治的に難しいとされている（表１）。

降、競争する小売事業者のシェアが増加し、

需 要 家 が自由 化に高 い 関 心を持たず 、必ず電気料金が低下した州もある（図２）。しかし、しも 最 も 安 い 料 金メニューを選 択して い な

2 0 0 8 年までに電 気 料 金 が 大 幅に上 昇していこともあり、小売全面自由化で、即座に電いた州も多く、自由化によって電気料金が低

気 料 金 の 低 下 がもたらされるとは言えない下したといえる州は少ない［Y12004］。また、［Y12017］。

3

再生可能エネルギーの導入促進による電力市場への影響調査と課題抽出

電力市場で競争を促進しつつ、買取制度等

生可能エネルギー買取制度と送電線中立化策

による再生可能エネルギーの普及を進める（オープンアクセス）の 整 合 性をめぐる法 的

欧米での課題を調査した。
ドイツでは再生可議論では、各種電源間の平等・公平をはかる

能エネルギーの導入により、卸電力の市場均

オープンアクセスと、再生可能エネルギー電衡価格が極端に低くなることがあるほか、送源だけを系統利用において優遇する買取制

電過負荷も見られ、再生可能エネルギーを電度の対立が認識されつつあり、オープンアク

力系統から切り離す給電指令の発令や、出力セスの確立で、買取制度の縮小も必要となり調整費用が増加する問題も生じること等を明得ることがわかった [Y12027] 。

らかにした（図3）[ Y 1 2 0 0 9 ] 。また、米国の再6

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図１ 米国における容量市場の類型化
容量市場については、容量確保義務を将来のどの時点での義務とするのかで違いがある他、市場への参加を任意としているところ（中西部、MISO）や相対取引のみが認められているところ（カリフォルニア、CAISO）もある。また、テキサスのERCOTでは、容量確保義務を課
さず 、供 給 力 不 足になれば 、卸 電 力 市 場 の 価 格 が 十 分
来、供給力が不足する見通しであり、容量市場の創設の
是 非につ いて議 論 が 行 なわれている。容 量 市 場では、確保すべき供給力の基準となる予備率や確保する時点
等、規制的手段で事前に決めるべき事柄が多く、結果的に制度設計が複雑になることはよく知られている。詳細
設計を誤れば、コストが必要以上に大きくなるリスクがある。

重点︵プロジェクト︶
課題に上昇することで設備投資を促すとしているが、近い将

図２ 米国における2008年以降の小売自由化州の電気料金の推移
米国の小売市場では、2008年以降、卸電力価格が低
下し、規制料金での供給から、自由料金の小売事業者に契約を変更する需要家も増えているが、電気料金の低下には必ずしも結びついていない。また、2008年以
降、電気料金が下がっている州のうち、メリーランド州
やコネチカット州では、2008年までに電気料金が大幅に上昇していたこともあり、必ずしも、自由化によって料金の低下がもたらされたとは言えない。

表１ 全面自由化後の規制料金をめぐるフランス・
ドイツ・イギリス等の課題
全面自由化後の英仏独3ヶ国を中心に、家庭用規制料金に関わる課題を整理した。欧州全体では、フランスのように現在でも規制料金を存置する国が多く、一部の国では安価な規制料
金が需要家の自由化料金への移行を妨げ、競争を停滞させる
要因とみなされている。これらの国に対し、欧州委員会は規制
料金の撤廃を求めており、近年は欧州司法裁判所への提訴も視野に入れた強硬な姿勢を示している。

図３ ドイツにおける再生可能エネルギー電源を含めた電源の出力抑制時の卸電力市場と系統運用の流れ
市場価格がマイナス150€/MWhを下回り、料金を支払って再生可能エネルギーを接続するような場合等に、再入札制度であるsecond auctionが実施される。市場原理とは異なり、TSO（送電系統運用者）の入札価格はランダムに設定される。市場取引後に、系統制約が発生した場合は、エネルギー事業法の13条1（EnWG13.1）と1 3 条 2（ E n W G 1 3 . 2 )によって、T S Oによる2 段 階の 再 給 電 指 令 が 実 施される。第 一 段 階 の 再 給 電 指 令（EnWG13.1)は、従来型電源に対するものであり、これでもなお系統制約が生じるときに限って、再生可能エネ
ルギー（RE）
電源・コジェネを含めた全ての電源を対象に第二段階の再給電指令（EnWG13.2）が発令される。

7

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２ 主要な研究成果
重点課題 - リスクの最適マネジメントの確立

省エネ・環境制度の分析〜経済・安全保障との調和の視点で〜
背景・目的

主な成果

大震災後の需給逼迫時の節電への取り組み
拡大や、全量買取制度の導入による再生可能エ

自主的取り組みの継続や排出量取引の導入等を巡る議論が生起することが予想される。

ネルギー
（再エネ）
普及への期待の高まりが見られるものの、これらの費用対効果や継続性についてはまだ充分な検討がなされていない。一

本課題では、経済合理性やエネルギーセキュ
リティの観点から、節電・再エネ・温暖化対策等の諸制度について実証的な知見を蓄積し、適切方、温暖化対策については、今後も経団連等のな制度の実現に貢献する。

1

大 震 災 後 の 節電 の 実 態 調 査と継 続 性 の 分 析

東 京 電 力・関 西 電 力 管 内 の 家 庭 ならびに全 国 の 事 業 所を対 象にアンケート調 査を実施し、2011年と2012年の夏季の節電率や対策の実施率、意識の変化等を明らかにした［Y12023］[Y12026］。2012年に節電数値目
標が掲げられた関西電力管内では節電率と2再生可能エネルギー普及制度に関する追加費用 の 推 計

再生可能エネルギー普及制度では、賦課金を上回る追加費用が、国民の負担となっていることから、その追加費用を推計した。追加費
用とは、再エネ電力の買取総額から、買取によって不要となる発電部門の燃料費等の可変費を引いた費用である。電気料金に加算されている賦課金は、従来の自主的買取等で既に電気料金に織込まれた分を追加費用から差し引いたものであり、その一部にすぎない。

3

固定価格買取制度（FIT)の費用回収が始まった前後の2012年度と2010年度と比較すると、買取発電量は倍増にとどまった一方で、追加費用は5倍以上に膨らんでいる（図3)。これは、太陽光発電買取価格を引き上げたことと、買取対象を既設の設備まで拡大したことに起因する。2012年度のFIT賦課金は1,300億円
弱と推計されたが、追加費用はその2倍以上の約2,800億円と推計された［Y12034］。

経団連等 の自主的取り組みに関する調査

地球温暖化対策として企業等が行ってきた
自主 的 取り組 み の 役 割を明らかにする目的
で、事業者団体・企業へのインタビュー調査等を実施した。その結果、業界団体の中心的存在である大企業では、共通の課題に対する企業間連携の進展や、業界団体からフィードバック
される情報に基づく企業の取り組みの促進と4

対 策 の 実 施 率 が 増 加した一 方 、同 年に電 力使用制限令や数値目標がなくなった東京電
力 管 内ではそ れらが 低 下するといった変 化が 見られた（ 図 1 ）。現 在 のところ、全 国 的に
節 電 行 動 は 継 続されており、今 後 の 継 続 への意識も高いことが示された（図2）。

いった具体的な効果があったことが確認できた。また、中小企業に対しても、業界団体を通じた情報の提供が地球温暖化対策の推進に一定の役割を果たしたことがわかった。これらの知見を、書籍「温暖化対策の自主的取り組み」に取りまとめた。

2020年 以 降 の 地 球 温 暖 化 対 策 の 国 際 枠 組 み の 論 点 整 理

2015年に合意を目指す2020年以降の新枠組みについて、長期的な温暖化対策に関する最近の研究動向と、各国が表明した新枠組
みへの見解を整理した。その結果、従来、2℃
目標＊の達成には2050年に全世界の排出量の半減が必要とされていたが、最近の研究では、2050年に半減しなくても抑制できるとの計算結果も示されている。一方、新枠組み交渉での各国の見解は分かれ、国際義務化、自主的決定、南北固定化の3案があり
（表1）
これら3
案をいずれかで収斂させるのは困難であることが示唆された［Y12012］。

＊ 産業革命前（1750年頃）を基準とする温度上昇を世界平均で2℃以下に抑える目標。
8

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図２ 事業所の節電継続の意向「国による数値目標を伴わない節電要請が継続される
場合」に実施可能な節電率（2010年比）を尋ねた。地域
差はあるものの、概ね7〜12%程度の節電が可能との回答結果が得られた。ただし、これまでの節電の背景には 強 い 社 会 要 請 が あったこと、また 減 少したとは いえ重点課題

図１ 家庭の節電動機・取り組みの変化
節電の動機や取り組みは、関西電力管内の世帯では前年水準を上回った。一方、東京電力管内の世帯では、電気料金値上げの動きも受けて経済的動機は強化されたが、規範的動機と情報的動機は弱まった。また、我慢を伴う節電は弱まる傾向が見られた。前年調査で示された継続意向が翌年の行動につながっていない場合も少なからずあり、節電の継続性については引き続き注視していく必要がある。

10〜20%程度の事業所が節電の悪影響を指摘した点に注 意 が 必 要である。なお 、アンケート調 査は2 0 1 1・
2012年の2か年にわたって実施し、2011年調査での配布数27,830に対して2カ年継続して回答があったのは8.9%であった。

㏛ຊ㈕⏕(൦ළ)㈑ཱིⓆ㞹㔖
(൦kWh)

3500
3000
2500

140

㈑ཱིⓆ㞹㔖
(൦kWh,ྎ㍀)
൦
ྎ㍀

䛣䛴௙᩺シ

ኯ㝟කⓆ㞹

1500

80
60

1000

0

120
100

2000

500

160

䛣䛴௙᪜シ
䜮䝢䜽
᪜シ䝔䜨䜮

表１ 2020年以降の新枠組みに関する3つの代表的な見解
見解を整理した結果、新興途上国の削減強化のために「 先 進 国と途 上 国 」という区 分を見 直すことの 是 非と、排出目標の国際義務化（＝京都議定書方式）と目標・取組の自主的決定の間の選択という対立点が浮かび上がり、合意が困難であることが示唆された。
見解の種類

䛣䛴௙᪜シ 40᪜シ䝔䜨䜮䝢䜽

᪜シ㢴ງ

᪜シ㢴ງ

2010ᖳᗐ

2012ᖳᗐ

200

図３ 再エネ買取発電量と追加費用の比較
我が国では、現在3つの再エネ普及制度（RPS（ 2003年
度〜)、太陽光余剰電力購入制度（2009年11月〜)、FIT（2012年7月〜)）が並存している。買取発電量と追加費用を調べると、費用回収がRPSのみだった2010年度は89億kWh、520億円であった。これに対して、2012年度
からFITの費用回収が開始されたことに伴い、買取発電量
は152億kWhと倍増した一方、追加費用は5倍以上の約2800億円に膨らんだ。これは、再エネの中で買取価格が割高（42円/kWh)な太陽光発電の買取発電量が大幅に増加したことと、FITで既設設備を買取対象に含んだことで、既設設備への追加費用が2倍以上となったことによる。

国際義務化
（EU、
小島嶼国等）

概要
温度上昇を2 ℃以下とするように、各国の排出総量上限を国際義務化。先進国・途上国の区分を見直し、各国の能力や国情に応じて排出上限を差異化

各国は目標・取組を自主決定し、各国間で取組を国際的にレビュー。先進国・途上国の（米国、日本、区分を見直し、各国の能力や国情に応じてロシア等）
目標・取組を差異化
自主的決定

南北固定化

産業革命以降の排出への責任により、先進（中国、インド、 国には大規模削減の義務。途上国は先進
サウジアラビア 国の支援の下で排出抑制を実施。従来の先等）
進国・途上国の区分を堅持

9２ 主要な研究成果
重点課題 - リスクの最適マネジメントの確立

科学・経済的合理性を持ったCO2排出削減シナリオの構築
背景・目的

国 内ではエネルギー 政 策 の 見 通しはまだ

本 課 題 では 、当 所にお ける気 候 科 学と低混沌としているものの、国際的には、大震災

炭 素 技 術 の 知 見を総 合 的に活 用し、世 界 の前と同 様に、C O 2 排 出 削 減 が 重 要な課 題でC O 2 排 出 制 約 に 関して 技 術 的 裏 づ けと経ある。排 出 削 減につな がる低 炭 素 技 術につ済 的 合 理 性 の 見 通しを得て、我 が 国 の 長 期

い ては 、最 新 の 技 術 動 向と潜 在 的 な 各 種リ

エネル ギー 計 画 の 立 案に貢 献することを目

スクを 踏まえて 、適 切 な 見 通しを 示 す 必 要

指している。また、将来の導入議論に備えるがある。

ため、CO 2 回収・貯留（CCS）について、環境
リスク評価を実施している。

主な成果

1

気候安定化 の 新しい概念に基づく現実的なCO 2 排 出 削 減 の 提 案

現実的なCO2 排出削減の基盤となる新しい＊1る道筋を柔軟に考え直すものと位置づけられ、

気候安定化の考え方について、Z650 と称す

先進国・途上国の双方にとって妥協点を見出せるCO 2 排出パスを発表し、実現可能性が高いる余地が大きい。一方で、21世紀中の温度上昇

地球温暖化対策の観点から、その意義と課題をは従来のパス（図１点線と実線を参照）に比較し考察した［V12007］。Z650の2050年のCO2 排

相対的に大きくなるため、気候変化に適応する

出量は2000年比74%であり、従来の34%と比

施策の役割が重要となる。適応策については、

べて、大幅な増加となる（図1）。Z650は、事実先行する海外の事例調査を通じて、わが国の電＊2

上の国際合意となっている2℃目標 を達成す

2

気事業における展望をまとめた［V12008］。

統合評価モデル（ B E T ）による長 期 の C O 2 排 出 削 減 技 術 の 分析

当所では、2011年度にCO 2 等の排出削減と革新的エンドユース技術（ヒートポンプや電の技術・経済評価を行うために、エネルギー・

気自動車等）の組み合わせが、長期にわたる

環境（気候）
・経済の評価要素を統合した独自

合理的な削減技術であることが示された（図のモデル（BETモデル）を開発した。BETモデ

2）。2012年度は、BETモデルの国際的な評

ルは、他の同種のモデルと比べて、需要端の価を得るために、10種類以上のモデル間相互エネルギーの使われ方に関するエンドユース

比較を行う国際プロジェクト（EMF27）に参加

技術の扱いに優れた特徴がある。BETモデル

した。EMF27の成果は、2013 14年に発表

による排出抑制下の技術導入評価では、電化されるIPCC第5次評価報告書に反映される。

3

CCS技術導入による潜在的な環境リスクの 分析

CCS技術は地球温暖化対策の一つの重そ の 結 果 、C C S 技 術 の 普 及 が 進 むと、大 幅

要な選択肢であるが、国内ではCCS技術導な C O 2 削 減 によって 地 球 温 暖 化 の 影 響 が

入 に 伴う環 境・健 康リスクに 関 する 科 学 的

緩 和 される。そ の 一 方 で 、C O 2 回 収 時に使

知 見 が 不 十 分 で あ る。そこで 、微 粉 炭 火 力

用 さ れるアミン吸 収 液 に 起 因して 、そ の 製

発電を対象に、ライフサイクルアセスメント

造とC O 2 回 収 段 階 の 影 響 が 増 加 す ること（ L C A ）をリスク評 価と合 わ せ て 実 施した 。

が示唆された（図3）［V12012］。

＊1 21世紀中の累積排出量が650 GtC、22世紀半ば以降の排出がゼロとなるCO2排出経路。
＊2 産業革命前（1750年頃）を基準とする温度上昇を世界平均で2℃以下に抑える目標。

10

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図1 新しいゼロ排出安定化（Z650）と従来の濃度安定化の比較
当所が開発した簡易気候モデル（SEEPLUS）
で 計 算した 結 果 。左 下 の 等 価 C O 2 濃 度 は 、CO 2 以外の気候変化要因もCO 2に換算した
大気中濃度を表す。2℃レベルの濃度（450p p m ）で 一 定を目 指 す従 来 の 安 定 化 では 、
21世紀中に大幅な排出削減が必要となる。
一方、Z650では、22世紀半ばにゼロ排出を達成し、長期の濃度低下を見込むことで、21世紀中の排出削減が緩和される。

重点課題

図2 温室効果ガス濃度制約下の世界GDPの推移と2050年時点のエネルギーサービス需要
統合評価モデル（BET）で計算した結果。凡例の「ベース」は温室効果ガス濃度制約がない場合、数値は等価CO 2 濃度（単位ppm）、「オフ」はヒートポンプ、電気自動車、ハイブリッド貨物車等の革新的エンドユース技術を含めない条件。濃度制
約が厳しくなるほど、GDPロスが大きくなるが、その度合いは革新的エンドユース技術によって軽減される（左図）。エネ
ルギーサービス需要も濃度制約とともに減少するが、電力需要は減少しない（右図）。固体、液体、ガスは２次エネルギーとして使用される燃料の形態を表す。

100
CO2㈋⏻
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SO2

SO2

(m3)

C2H4

PO43- C6H6

C6H6

Sb

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図3 我が国の微粉炭火力発電を対象とするLCAで得られたCCS技術導入による影響評価
基準シナリオに対し、CCS技術を導入したCCSシナリオを設定し（左図）、影響評価を実施した。様々な環境影響に対す
る各環境負荷物質の寄与率を考慮し、9つの領域別（地球温暖化、酸性化等）の影響を比較した（右図）。影響量は、各基準物質に換算し、kg(eq.)/kWhで示した（廃棄物はm3 /kWh）。CCS付加により、アミン製造とCO 2 回収段階に起因する相対的な影響量の増加が示された。

11

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２ 主要な研究成果
重点（プロジェクト）
課題 - リスクの最適マネジメントの確立

軽水炉のシステム安全評価
背景・目的

主な成果

原子力発電が社会受容性を得てその運転

ミュレーションと定量的リスク評価を行って脆を継続するためには、福島第一原子力発電所

弱な部分を明らかにし、安全性の向上に有効な事故の教訓を踏まえて、最新の知見を取り入設備改造や設備追加等を施す必要がある。

れつつ絶え間ない改善を行い、安全性を向上

本課題では、軽水炉の安全性向上策の定量させていくことが求められている。特に工学的 評 価とそ の 評 価システムの 高 度 化を通じ的な観点からは、重要なハザードに対して詳て、軽水炉の安全かつ安定した運転に資する

細な現 象を把 握できる解 析モデ ルによるシことを目的とする。

1

過 酷 事 故 解 析コードの 特 性 評 価

最新の過酷事故（SA）解析コードMAAP＊1

トの妥当性を確認した。解析コード間のプラント＊2

ver5およびMELCOR のPWR・BWR代表プの個別パラメータの定量的な比較を通して、溶ラントの入力データセットの整備を完了した。

融燃料とコンクリートの反応の進展（図2）や格MAAP ver5では主要な事故シーケンスに関す

納容器の破損モード等に相違があることを明ら＊3

る事故解析を実施し（図1） 、既往のMELCOR

かにした。

＊4

解析結果 と比較することにより入力データセッ

2

使 用 済 燃 料プ ー ル のシビアアクシデント評 価

福 島 第 一 原 子 力 発 電 所 の 事 故を受け、使を用いた事故解析を実施した。その結果、冷用 済 燃 料 プ ー ルにお けるS A 対 策 も 課 題と却機能喪失時には燃料露出までに対策を実なっている。そのため、全交流電源喪失によ施するのに十分な時間があること（図3）、冷る使用済燃料プール冷却機能喪失事故およ

却 材 喪 失 時には燃 料 温 度は上 昇するが 、崩びプール水喪失事故が生じた場合の事象推壊熱が小さい場合は空気の自然対流による移を定 量 的に把 握するため、M A A P v e r 5

除熱が可能であることを明らかにした。

3

B W R原 子 炉 建 屋 内 水 素 ／ 水 蒸 気 挙 動 評 価 手 法 の 開 発

BWRの過酷事故時に、原子炉格納容器をト設 備 の 大きさから建 屋 内 の 水 素 濃 度を簡経て建屋内空間に漏えいする水素挙動を多便に評価する方法を開発した。この手法は、次元流体解析コードで評価した（図4）。さら水 素 挙 動 の み ならず 、事 故 時に使 用 済 燃 料に、建屋に流入した水素は広く拡散し均一なプールから発生する水蒸気の挙動の評価等分布となることを用いて、水素発生量とベンにも適用が可能である。

4

外部事象による共通原因故障を考慮したレベ ル１PRAモデル の 構築

地 震・津 波 等 の 自 然 外 部 ハ ザ ードに 対 すトを対象に、内部事象および地震ハザード影る原 子 力 発 電 所 の 脆 弱 性を分 析 するため、響を考慮したレベル１PRA（炉心損傷頻度を評

BWR、PWRそれぞれの代表的原子力プラン

価する確率論的安全評価）
モデルを構築した。

＊1 EPRI（米国）
が開発している過酷事故解析コード。主に事業者側が利用している。
＊2 NRC（米国）
が開発している過酷事故解析コード。日本では、規制側が利用している。
＊3 R.Hiwatari, et al., 8th Japan-Korea Symposium on Nuclear Thermal Hydraulics and Safety (NTHAS8)、2012年12月。
＊4 独立行政法人原子力安全基盤機構

成果報告書「レベル２地震PSA手法の整備（４ループPWR）（」平成18年8月）。

12

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図2 P W R 代 表 プ ラ ントに お け る 事 故 シ ー ケ ン ス「 大 破 断 L O C A＋注 水 失 敗 」に関する格納容器
内コンクリート浸 食 深さのコード間 比較
圧 力 容 器 破 損 後 の 格 納 容 器 内 のコンクリート浸 食 深

図1 MAAPにおけるPWR代表プラントのモデル図と解析の様子

さ の 違 い から、溶 融 燃 料 ‑コンクリート反 応 や 格 納 容

M A A PにおけるP W R 4 ル ー プドライ格 納 容 器 型 プラ

示唆される。

図と解 析 の 様 子 。過 酷 事 故 進 展 の 様 子として、格 納 容
器 雰 囲 気 や 配 管 冷 却 水 の 温 度 や 圧 力 がカラー マップ
として示されている。

※MELCORの結果は、独立行政法人原子力安全基盤機構

重点︵プロジェクト︶課題

ントの 炉 心 、
１次・2 次 系 、格 納 容 器 の モデ ル 化 の 概 略

器 内 で の デブリ移 動 等に関 する物 理 モデ ル の 相 違 が

成果

報告書「レベル２地震PSA手法の整備（４ループPWR）
（
」平成18
年8月）
の読取り値より作成。

図 3 全 交 流 電 源 喪 失 時 の 使 用 済 燃 料プ ー ル 冷 却 機
能喪失事故評価
全 交 流 電 源 喪 失に伴う使 用 済 燃 料 プ ー ル の 冷 却 機 能

図4 建屋内水素挙動評価

喪 失 事 故を対 象に、S A 解 析コードM A A Pを用 い た 過

ＢＷＲの 過 酷 事 故 時に、原 子 炉 格 納 容 器から建 屋 内 空

渡 解 析を実 施した。そ の 結 果 、全 使 用 済 燃 料 集 合 体 の間に漏えいする水素の詳細挙動に対して多次元熱流動

半 数 が 冷 却 期 間 7 日 の 高 出 力 集 合 体 で 構 成 されると解析コードを用いた三次元の定常および過渡解析を実した熱的に厳しい条件（最高燃焼度45,000MWd/t、施した。建屋内に漏えいする水素は、建屋下部から流入

崩壊熱8.6MW）
においても、燃料露出までに約89時間する外 気と混 合して建 屋 内に広く拡 散し、建 屋 天 井にの時間的余裕があることを確認した。

設置する排気口から流出される挙動を確認した。

13

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２ 主要な研究成果
重点（プロジェクト）
課題 - リスクの最適マネジメントの確立

自然外部事象に対する原子力施設の安全性評価技術の高度化
背景・目的

福島第一原子力発電所の事故により、原子力発電所の安全性確保の取り組みに対する社主な成果とともに、安定供給を支える基幹電源であり、長期停止を回避する必要がある。

会の信頼が揺らぎ、原子力発電所が長期間停

本課題では、安全性確保の取り組みに対す止している状況にある。原子力発電は、低炭素

る信頼回復に向け、自然外部事象に対する原社会を実現するための有力な発電方式である

子力発電所の安全性評価技術の向上を図る。

1

津 波 波 力 の 簡易 評 価 手 法 の 開 発設計基準を超える巨大津波に対する施設・設ある。本手法による推定結果を当所で開発した

備の健全性を評価するために、津波による波力

三次元数値流体解析コードSLOSH-NAGARE

を合理的に評価する新たな手法を開発した。

を用いた解析結果と比較し、その妥当性を確認

開発した手法は、津波のエネルギーから津波波した(図１)［ N12010］。今後は、幅広い条件下で力を簡易かつ高精度に推定することが可能での簡易評価手法の適用性検証を行う。

2

斜 面 崩 壊による影 響 範 囲 評 価 手 法 の 検 証 解 析

安全上重要な建物・構築物および設備に及整備し実施した。岩塊の動摩擦係数と反発係数

ぼす斜面崩壊の影響を評価する手法（三次元に基づく解析パラメーターを適切に設定する

個別要素法）の開発を行っている。この手法のことで、斜面崩落実験の岩塊群の崩落量や影検証のために、振動台を用いた斜面崩落実験

響範囲を良好に再現することができ、評価手法

結果の数値シミュレーションを岩塊群のモデルの妥当性が示された（図2）。今後は実斜面の崩化手法＊1および解析パラメーターの設定法を

落事例の解析を行い、検証を進める。

3

断 層 の 大型ボーリングコア採 取 装 置 の 開 発

基礎地盤および周辺斜面の安定性評価の信にそのまま設置できるようゴム製のスリーブ

頼性を高めるため、乱れの少ないサンプリンを着けた状態でサンプリングできること、コア

グにより断層の力学特性等を取得可能な、直の下端を3方向からせり出す根切りビットで切径20cmの大型のボーリングコア採取装置を断して回収することにある（図3）。凝灰岩を用開発した（特許2件出願）。開発した装置の特徴

いたコア採取を実施し、本装置の性能を確認しは、コアバレル＊2の直上に回転動力を設置してた。今後は、現場での採取試験を行い、装置の振動を抑制すること、採取したコアを試験装置

有効性の検証を実施する。

4

降 下 火 山 灰 評 価 手 法 高 度 化 の ため の 噴 煙 柱 数 値 解 析 手 法 の 開発

火山噴火に伴い広域的に発生する降下火

その結果、実規模の噴煙柱体系では、噴出速

山灰(降灰)の定量的評価手法を高度化する

度に応じて噴 煙 形 状 が 変 化すること、また、ために、噴煙柱および噴煙・降灰現象の数値

乱流モデルの種類が噴煙柱形状に影響を及

解析手法を段階的に開発している。噴煙柱にぼすこと(図4)が示された［N12003］。これら

ついて、多様な噴煙形状を再現するための非の成果を踏まえて、噴煙柱および噴煙・降灰

定常三次元噴煙柱解析コードを開発し、噴煙現象の数値解析手法の開発を進める。

形状に及ぼす乱流モデルの影響を評価した。
＊1 数個の球体を剛結することで崩落岩塊の寸法比を考慮できる岩塊モデル。
＊2 ボーリング時にコア（試料）を取り込む中空の管。
14

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図3 開発した大型ボーリングコア採取装置
高 品 質 の 断 層 を サ ン プリング するた め 、直 径 2 0 c mの 大 型 のボ ーリングコア採 取 装 置を考 案（ 特 許 2 件 出願）
・試 作した 。試 作した 装 置を用 い て 、凝 灰 岩 の サン
プリング を 行 い 、下 端 の 切 断・回 収 やゴ ムスリー ブ の挿入が正 常に機 能することを確 認した。

図2 斜面崩落実験の数値シミュレーションによる影響
範囲評価手法の検証

重点︵プロジェクト︶課題

図1 津波波力簡易評価手法と数値流体解析結果の比較開 発した 津 波 波 力 簡 易 評 価 手 法 の 検 証 の た め 、構 造
物 の 幅と津 波 高 の 比を変えて数 値シミュレーションを
実 施した。比 較 の 結 果 、開 発した手 法 の 妥 当 性 が 示されたとともに、従 来から設 計で用 いられてきた浸 水 深の 3 倍を波 力とする評 価 式は、無 次 元 化した津 波 のエ
ネ ル ギ ー が 小さい 領 域 では 過 大に評 価される傾 向にあることを明らかにした。

斜 面 崩 壊 による影 響 範 囲 評 価 手 法 の 検 証 の た め 、振動 台 を 用 い た 斜 面 崩 落 実 験 の 本 手 法 による数 値 シ
ミュレー ションを 実 施した 。解 析 結 果 は 、振 動 台 の 加
振による崩 落 量 、岩 塊 群 の 到 達 距 離や 拡 がり幅 等 、斜面 崩 落 実 験 の 結 果 を 良 好 に再 現 でき 、本 手 法 の 妥 当性が示された。

図4 噴煙柱数値解析における噴出速度と乱流モデルの影響開 発した噴 煙 柱 の 数 値 解 析 手 法により評 価した、火 山
灰 粒 子 の 濃 度（ 体 積 分 率 ）を示 す 。乱 流 モ デ ル の 異 なる( a )と( b ) の 結 果 を 比 較 すると、噴 煙 柱 の 形 状 が 変化しており、噴 煙 柱 解 析にお い て 、乱 流 モデ ル が 結 果に大きく影響を及ぼすことが明らかになった。

15

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２ 主要な研究成果
重点（プロジェクト）
課題 - リスクの最適マネジメントの確立

放射性物質の拡散・長期動態に関する予測手法の開発
背景・目的

原子力発電所の安全性を評価し、継続的なとともに、海生生物や森林等を対象とした環境向上を図るためには、過酷事故時の大気・海洋

放射能のモニタリング手法および環境放射能および地下水等の環境影響評価や原子力防災の移行を評価する手法を開発する。これらの手措置を事前に検討しておく必要がある。

法の開発を通じ、環境影響評価の側面から原子

本課題では、放射性物質の大気・海洋および力発電の安全性の向上に寄与する。

地下水の環境中での拡散予測手法を開発する

主な成果

1

原子力発電所の大気拡散予測手法の開発

放射性物質の大気中の輸送・沈着過程を再いる比較的狭い地域を対象とする拡散モデル

現できる広域の大気輸送モデルを開発し、福に湿性・乾性沈着過程の組み込みを行う等の島第一原子力発電所事故による長期の積算機能追加を図り、安全評価時等における沈着

沈着量のシミュレーションを実施した（図１）。

量評価への適用を可能にした。

また、原子力発電所の安全評価に使用されて2

原 子 力 発 電 所 の 海 洋 拡 散 予 測 手 法と海 生 生 物 移 行 評 価 法 の 開 発

137 Cs、
134 Cs、
131 Iを対象に福島第一原子たシミュレーション結果に基づいて海生生物

力発電所からの直接漏洩量を近傍海域のモ中の濃度を評価し、コウナゴ等のプランクト

ニタリング結果から推定し、それを基に、大気ン食性魚や、ヒラメ等の肉食魚の濃度の低下からの降下等を考慮した上で福島沖合の広＊2 。
傾向をほぼ再現できた（図３）
なお、直接域の海洋拡散シミュレーションを実施した。

漏洩量の推定結果は東京電力から原子力安

その結果は当該海域でのモニタリング結果

全・保安院に報告され、東京電力の事故調査＊1 。
とよく一致すること確認した（図２）
得られ報告書＊3にも記載された。

3

放射性物質の地盤中移行予測手法の開発

地下水を輸送媒体とした地盤中での放射性ぶ移行評価を試算した。本手法は、今後、汚染物質の移行挙動を精緻に評価可能な数値シ

廃棄物の中間貯蔵施設や放射性廃棄物処分施

ミュレーション手法を開発し、モデル地点にお設の安全評価に適用が可能である。

いて地下水の流動および核種の数十年間に及4

環 境 中 放 射 性物 質 の 長 期 的 動 態 予 測 手 法 の 開 発

千 葉 県 北 西 部にお いて、数 種 の 樹 木を対

い 相 関 が あること（ 図４）から、ウェザリング

象に落葉中の放射性セシウム濃度を測定し、効果（風雨等の自然要因による低減）に加え

時 間 経 過とともに半 減 期から推 定される値て植物体内でのセシウムの 循環が影響してよりも大幅にセシウム濃度が低下しているこいると推察される。今後、汚染地域の伐採木とを明らかにした。この低下は樹木の生育に等の取り扱い等への反映に向け、さらにその必須な元素のうち、カリウム濃度の低下と高挙動の解明を進める。

＊1 TSUMUNE DAISUKE, et al., Biogeosciences Discuss., 10, 6259 ‒ 6314, 2013
＊２ TATEDA YUTAKA, et al., Journal of Environmental Radioactivity. 2013, vol.124, p.1‒12.
＊3 福島原子力事故調査報告書、東京電力、平成24年6月20日
http://www.tepco.co.jp/nu/fukushima-np/interim/index-j.html、2013/3/19アクセス
16

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20110615
40°
N[Bq/L]
39°
N

1

38°
N
0.1
37°
N
0.01
36°
N

0.001

35°
N
140°
E

図１ 広域の大気輸送モデルによる地表面への積算沈着量のシミュレーション例

を用いて、開発した濃度・沈着量モデルにより積算沈着量を評価した。評価結果は、航空機モニタリングによる地表

142°
E

143°
E

144°
E

145°
E

146°
E

147°
E

図２ 137Csの表層濃度の比較(福島沖)
2011年6月中旬における海洋濃度のシミュレーション結果は、モニタリング結果の特徴をよく再現するとともに、
こ
れらの分布は海洋の中規模渦によって支配されていることが確認できた。カラーコンターはシミュレーション結果、
カラーのプロットはモニタリングによる場所と濃度を示す。

重点︵プロジェクト︶
課題

気象モデルより作成した2011年3月の詳細な気象データ
および日本原子力研究開発機構が推定した放出量データ

141°
E

面への積算沈着量分布や各地での線量計測結果をほぼ再現することができた。

図３ 海生生物中の137Cs濃度のシミュレーション結果と実測値の比較(福島南部沿岸)
2011年3月から2012年8月の食物連鎖による移行を含む
海生生物中の

137

Cs濃度のシミュレーション結果は、
コウナ

図４ 落葉中の放射性セシウム濃度とカリウム濃度との相関

ゴ等のプランクトン食性魚（上図）
や、ヒラメ等の沿岸肉食魚

2011/9/5〜10/31と2012/8/31〜11/15にサンプリ（下図）においてモニタリング結果に示される低減傾向を（上図）ングした落葉中のセシウム134Cs、137Cs濃度の変化

ほぼ再現した。この結果から、海水からの取り込みと餌からとカリウムK濃度との相関を調べたところ、セシウムとカリの移行、代謝による生物からの排出等の移行過程が、開発

ウムの濃度の低下に高い相関が認められた（下図）。これ

した動的生物移行評価手法において適切に評価されていは、ウェザリング効果に加えて植物体内でのセシウム循環ることを示している。

が影響していると推察される。

17

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２ 主要な研究成果
重点課題 - リスクの最適マネジメントの確立

原子力施設における火災現象評価技術の確立
背景・目的

主な成果

国は現行の原子力施設の火災防護指針の

本 課 題では、既 存 の 許 認 可 用 火 災 評 価 手

見 直しを進めており、加えて、火 災ハザ ード

法の高度化のための技術データの追加整備

評 価 の 早 期 導 入を求めている。既 存 の 火 災や、海外で先行する許認可用解析コードの国評価手法は昭和50年代の火災実証試験等に内施設への適用性を評価するとともに、東日

基づいているため、近年の海外データの分析

本大震災で顕在化した喫緊の課題（アーク火や、許認可に耐える火災ハザード解析手法の災等）に対する安全性向上策を提示し、原子検証を急ぐ必要がある。

力発電の安全性向上に寄与する。

1

火災モデルFDSを用いた火災影響評価解析 の 適用性評価

火災影響評価においては、安全上重要な機は条件設定に大きく依存する。火災上昇流試器等の損傷時間（損傷に至るまでの時間）や

験、単一区画・複数区画の火災試験を対象に、発火時間を算定する必要がある。代表的な火

感度解析および試験再現解析（図1）を実施

災モデルの一つであるFDS（ Fire Dynamics

し、格子解像度や火源モデルの設定方法を明Simulator）
は、複雑な形状で構成された区画らかにした［N12019］。これにより、想定火災にを対象とする場合や火災事象の詳細な評価

対する機器等の損傷時間を適切に算定でき、が必要な場合に適しているが、その解析結果

合理的な火災防護計画の策定が可能となる。

2

液 体 可 燃 物による換 気 制 限 条 件 区 画 内 火 源 特 性 の 評 価

火災影響評価解析の精度に大きく影響を気条件を調整可能な単一火災区画試験装

与える火 源 モデ ル の 設 定にお いては、火 炎

置を用 いて、液 体 可 燃 物（エタノー ル ）を対を伴う熱 輸 送 過 程（ プ ル ーム構 造 ）、火 炎 近

象に、火 皿 面 積や 酸 素 供 給 量をパラメータ

傍 の 酸 素 の 巻き込 み 挙 動 、プ ル ームの 形 成とした 燃 焼 試 験 ＊1 を 実 施し、火 炎 近 傍 の 酸に伴い輸送される熱や煤煙の挙動を精度良

素量と火源の発熱速度の相関に関する基礎く再現することが必要である。そ のため、換データを取得した（図2）。

3実物大高圧スイッチギア の 内部アークによる火災現象 の 評価

東日本大震災の際に女川原子力発電所でイッチギア内に発 生する圧 力や筐 体 の 破 損

発 生した高 圧スイッチギア＊2 の 大 規 模アーに伴う高温ガスの 放出状況を追跡する機能

クによる火災の被害状況を踏まえ、非耐震・を既存のCFDコード（数値流体力学コード）

アーク未 対 策 の 実 物 大 高 圧スイッチギアをに追加し、内圧による筐体の破損形態や周辺

用いた内部アーク試験を行い、アークエネル

への熱的な影響を評価できることを確認した

ギーの発生量やアーク発生後の火災への進（図4）。

展 の 有 無を評 価した（ 図 3 ）。さらに、高 圧ス＊1 東京理科大学との共同研究として実施。
＊2 電力系統を保護・制御するためのしゃ断器等の保護継電器と高圧の母線を一緒に金属製筐体に収めたもの。

18

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図1 火災モデルFDSによる複数区画火災の解析例
火災区画内における火災影響評価においては、火災影
響範囲を適切に設定し、安全上重要な機器等への損傷
時間や発火時間を算定する必要があり、合理的な火災モデルの適用が必要である。火災モデルFDS ※では、温度・流速・酸素濃度等の空間分布およびその時間的な変化が得られる。火災上昇流の温度の乱れ強さに対して、特性長さ（発熱速度を基に定められる長さスケール）の1/20以下であれば、解析結果は格子間隔に依存しないことを明らかにした。
※米国NIST（National Institute of Standards andTechnology）
により開発された、火災時の熱流動や物質輸送等を主な対象とするCFDモデル。計算負荷は比較的高いが、空気温度の空間分布等の評価が可能である。

図3 高圧スイッチギア内部アーク試験で測定された
アークエネルギーと火災の発生条件
高圧スイッチギア（電圧7.2kV、三相三線式、 定格短時
間電流：40kA×2秒）を用いて、アーク発生時間をパラ
メータ（0.1〜2.2秒）
として、実回路構成に基づく三相
短絡電流条件（18.9ｋA）
におけるアーク放電時（母線材質：銅）に発生するエネルギー量 ※を測定した。アークエ
ネルギーが25MJを超えると火災が発生し、遮断器室内でアークを発生させた場合、通電時間が2.0秒を超えると消火作業が必要な火災事象が発生した。
※アーク放電エネルギーにより盤内の空気が加熱され、その高温空気が盤外あるいは隣接する電気盤内へ噴出し、隣接機器へ熱的影響を及ぼす可能性がある。

重点課題

格子解像度の影響評価を行った結果、格子間隔が火炎

図2 換気制限下における火源の特性評価
単一火災区画を想定した耐火室（幅2.4m×奥行3.6m×
高さ2.4m）を製作し、換気流量を調整可能なブロアユ
ニットを経由して、東京理科大学の所有する排気フードに連 結し、エタノー ルを火 源とする燃 焼 試 験を実 施した 。試 験 パ ラメ ー タ は 、火 皿 の 面 積（ 直 径 3 0 、4 5 、とし、60cm）や位置（中央）、換気流量（0〜100m 3/h）
空間温度や内圧、壁や天井への熱流束、換気流量、可燃物質量減少速度、O 2・CO 2・CO濃度を測定した。火炎の発達に伴い形成されるプルーム構造を計測し、火炎近
傍 の 酸 素 量と火 源 の 発 熱 速 度 の 相 関 性に関 する基 礎
データを取得した。

図４ 内 部 ア ーク発 生 時 の 内 圧と筐 体 の 破 損を考 慮
した高温ガスの放出解析
高 圧 スイッチ ギア の 上 部 ケ ー ブ ル 室 内 で 発 生 させ たアークは、筐体内部の気体を加熱することにより圧力上昇が発生する。CFDコードCFD-ACE+を用いて、アークエネルギーの測定値のうち、53%を圧力上昇に寄与するエネル ギーとして解 析した結 果 、圧 力 上 昇 の 経 時
変化を精度よく再現した。さらに、衝撃・爆発解析コード
AUTODYNを用いて、圧力上昇に寄与するエネルギーと等価なエネルギーを有する圧縮気体を発火源とする衝撃解析を行い、内圧による筐体の破壊と高温ガスの伝播状況を再現できることを確認した。

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２ 主要な研究成果
重点課題 - リスクの最適マネジメントの確立

低線量放射線リスクの定量評価と放射線防護への反映
背景・目的

主な成果

福 島 第 一 原 子 力 発 電 所 事 故によって生じがあることを示唆しており、その裏付けとなた放射性物質による環境汚染により、社会にる機構を示すことは、防護基準の合理化や放放 射 線 被ばくに対する不 安 が 広 がるととも射線に対する不安の軽減につながる。

に、このような状況における公衆の放射線防本課題では、社会の理解が得られる、わか

護 体 系 が 十 分に準 備されていなかったとい

りやすく合理的な放射線防護体系の構築をう問題点も明らかになった。高自然放射線地

目 指し、事 故 後 の 状 況における防 護 措 置 の域での 疫 学 調 査は、事 故 後 の 公 衆 の 被ばく改善に向けた提案を行うとともに、線量率効のような 低 線 量 率 の 長 期 被ばくでは健 康リ

果の根拠となる生物学的機構を実験的研究

スクが増大しないこと、すなわち線量率効果

により解明する。

1

原子力事故後の被ばく状況における段階的な放射線防護措置の提示

国際放射線防護委員会（ＩＣＲＰ）は、原子力考え方を示した。

事 故 等により生じる緊 急 時＊1 および 現 存 被廃棄物管理については、除染等により生じ

ばく状況＊2 では平常時に適用される「線量限る放射性物質を含む廃棄物の現存被ばく状度」ではなく、状況に応じた「参考レベル」
とい況での管理に起因する被ばく線量の段階的う放射線防護措置の目標値を経済的および参考レベルを、周辺の線量や環境修復の進行

社会的要因を考慮して選定し、その値に基づに応じて、廃棄物管理の負荷も考慮して選定

いて防護措置を最適化することを勧告していする考え方を提示した（図1）。また、食品規制る。本研究では、福島第一原子力発電所事故については、事 故 後 の 食 品 規 制 の 具 体 的な後の被ばく状況において明らかになった廃棄

段階的参考レベルを、時期と被ばく状況の違物管理および食品規制の課題に対し、防護措いに応じた値として提示した（図2）。

置の最適化における「参考レベル」の適用の2

線量率効果 の 解明に向けた組織幹細胞ターンオーバー の 定量的解析

発 が んは組 織 幹 細 胞＊3（ 以 下 、幹 細 胞 ）にを用 いて、腸 管 幹 細 胞 のターンオー バ ー が障害が蓄積することによって生ずると考えら

高 線 量 率 放 射 線 の 照 射により促 進されるこれている。当所は、幹細胞の細胞死や入れ替とを明らかにした（図4）。これは、全ての細胞

わり（ターンオーバー）等によって、生体が障が同時に傷つくような高線量率被ばくでは、害を持った幹細胞を排除する機構が線量率

幹細胞が細胞死により減少し、生き残った障効果に関係していると考え、線量率効果の機害を持つ幹細胞が再増殖して組織を維持す

構解明に取り組んでいる。

るため 発 が んリスクの 増 加させることを意

本研究では、幹細胞の動態がよく知られて味する。今後本手法を用いて、健全な幹細胞いる腸管をモデル系として、放射線照射によ中に少数の障害を持つ幹細胞が生じる状況

る幹細胞のターンオーバーを定量的に解析となる低 線 量 率 の 場 合との 違 いを明らかにする手 法を構 築した（ 図 3 ）。次に、この 手 法

していく。

＊1 リスクを回避あるいは低減するために緊急の対策を必要とする状況。
＊2 被ばくに関する管理を講じる際に、線源が既に存在している状況。緊急事態後の長期被ばく状況を含む。
＊3 組織を構成する細胞の源となる細胞。自己増殖する特徴から発がんの起源であるとされる。
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図2 食品規制の段階的参考レベルと指標値の比較
緊急時被ばく状況から現存被ばく状況までを、早期（週単位）
・中期（月単位）・後期（年単位）の3つの期間に分け、各期間での 参考レベ ルを設定する。これにより、流通や摂取の制限を現実的にとりうるものとしてリスク間のバランスをとりながら、公衆の被ばく線量を段階的に低減する。事故後の期間に依らず同じ値が割り当てられていた指標値に対して、段階的参考レベルの設定により、事 故と被ばくの 状 況に応じた食 品 規 制 の 最 適 化 ができる。

図3 幹細胞ターンオーバーを定量的に評価する実験系◆腸管幹細胞とその子孫である組織細胞を標識できる
遺伝子組換えマウスを用いると、標識した幹細胞と組織細胞が底部（クリプト）から最上部（絨毛）まで標識された組織像が得られる。
◆クリプト断面の組織像から標識された細胞を持つクリプトの比率を測定することで、標識された幹細胞の数を知ることができる。照射によって幹細胞ターンオー
バーが亢進すると、標識された幹細胞の数が減少すると考えられる。

図4 高線量率放射線が誘発する幹細胞ターンオーバー◆マウスに高線量率（1.5 Gy/min）のX線（1 Gy）
を照射し、標識された細胞を持つクリプトの比率を測定することで、高線量率放射線による大腸幹細胞のター
ンオーバーの亢進を検出することができた（図左）。
◆本手法を低線量率に適用してターンオーバーの亢進を定量的に示すことで、発がんの起源である幹細胞のターンオーバーに対する線量率効果が明らかになり、発がんの線量率効果の機構解明に資することが期待できる。

重点課題

図1 廃棄物管理に関する参考レベルの段階的設定の考え方広域汚染で周辺の放射線場による線量(周辺線量)が高くなった状況において、周辺線量の低減目標として第一段階の参考レベルを実現性を考慮して設定するとともに、廃棄物管理の参考レベルはそれ以下の値で設定する。これらの目標値に向けて、廃棄物管理を含めた線量低減（除染等）の取り組みを行う。周辺線量の低下を確認した上で、さらに線量低減措置の効果と負荷のバランスを取って、第二段階の参考レベルを設定する。このような最適化の過程を繰り返し、周辺線量を平常時のレベルまで、安全かつ合理的に低減する。

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２ 主要な研究成果
重点課題 - リスクの最適マネジメントの確立

放射性廃棄物処分の長期安全性評価技術の体系化
背景・目的

主な成果

原子力発電所から発生する放射性廃棄物の円滑な処分に向け、安全性を確保した上でめられており、適切な対応が必要とされる。
本 課 題 では 、より信 頼 性 の 高 い 処 分 技 術の事業推進が必要とされている。特に、低レベル放射性廃棄物の貯蔵容量が逼迫してきており、浅地中ピット処分施設ならびに余裕を構 築 するため 、低レベ ル 放 射 性 廃 棄 物 処
分の人工バリアを対象に長期間の耐久性と品質のばらつき等の不確実性を評価する手

深度処分施設の設置に向けた安全審査を遅滞なく進める必要がある。また、高レベル放射性廃棄物は国による直接処分の検討や将来法 を 開 発 するとともに、高レベ ル 放 射 性 廃棄物処分では地質環境に関する地表からの調査手法および長期的な安定性を評価するの安全確保、調査地区の選定等の制度化が進手法を開発する。

1

ベントナイト系人工バリアの 長期挙動 の 評価

放射性廃棄物処分施設において放射性核種の移行を抑制するために締固めたベントナ

ベントナイト系材料は、放射性廃棄物処分
施 設 で 用 いられるセメント系 材 料 の 溶 脱にイト系材料が用いられるが、その透気性が低
いため、地下深部の還元性（低酸素）環境下における金属腐食等により発生した水素ガスの影響を検討する必要がある。そこで、施設周辺における境界条件を考慮したガス移行実験を行い、その数値シミュレーションにより当所
開発の力学連成気液二相流解析コードの検証を行った。その結果、実験結果を概ね良好に表せること、特にガス流量急増時のガス圧を精度良く推定できることがわかった（図１）。

よるアルカリ性の溶液により変質し、性能が長期的に変化する可能性がある。そこで、アルカリ環境下でのベントナイト系材料に含まれる成 分 で あるモンモリロナイトの 溶 解 挙動ならびにそれが透水性に及ぼす影響を室内実験により、定量的に明らかにした（図２）。
これらの成果を体系的に取りまとめるとともに、ベントナイト系材料の長期挙動評価における不確実性低減のための課題を抽出した

2［N20］。

地 質 環 境 の 長期 安 定 性 評 価に用 いる年 代 決 定 法 の 改 良

高レ ベ ル 放 射 性 廃 棄 物 処 分 場 の 選 定 で率 等をもとにした風 化 指 標 のばらつきが 大は 、地 質 環 境 の 安 定 性 評 価 の 一 環として 長期 的 な 地 盤 の 隆 起 量 の 評 価 が 行 わ れるため、そ の 基 準となる段 丘 の 年 代を十 分 な 信
頼性をもって求めることが必要となる。年代決定法のひとつである段丘礫の風化に基づきいことから、適切に年代情報を得ることが難しい 。このため段 丘 礫 の 観 察・採 取 位 置 、
岩 石 種を限 定して 、礫 の 年 代 が 正 確に得られるよう適 用 法 を 改 良し、段 丘 対 比 指 標として の 信 頼 性・適 用 性 を 向 上 さ せ た（ 図 3 ）く方法においては、礫の風化殻幅、有効間隙［N12007］。

3

処 分 場 の ニアフィールドの 長 期 挙 動 評 価

処分場の閉鎖後の緩衝材（ベントナイト等）
や周辺岩盤等のニアフィールドにおける力学的長期挙動評価のために、当所では時間加速の効果が期待できる遠心力載荷実験を行ってフィールド模型に、30Gの加速度を与えて約200年相当経過したニアフィールドの状態を再現した。その結果、緩衝材中の水分の不均一化を示唆する挙動が認められた（図4）。今

きた。今回の実験では、深度300ｍ相当の地
質環境条件（地圧6MPa、地温30℃）に、廃棄後、さらに実験を進めて熱・水・応力の相互作用を考慮したニアフィールドの長期挙動の評

体の発熱（95℃）の条件を加えた1/30のニア価を実用化する予定である。

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図２ NaOHとCa(OH) 2を用いた変質透水試験における透水係数の経時変化
ベントナイトを15%含む混合土のアルカリ性の溶液による変質挙動と透水性の変化を調べた。NaOHを用いた変質透水試験では、モンモリロナイトの溶解等により透水性が増大した。一方、Ca(OH) 2を用いた試験では、
モンモリロナイトは溶解していたが、二次生成物の沈殿による空隙の閉鎖が大きく影響し、透水性は低下した。
重点課題

図１ ガス流量急増時のガス圧に関する実験結果と計算結果の比較実験によるガス流量急増時のガス圧と数値シミュレー
ションによる計 算 結 果 の 比 較では、廃 棄 体 の 上 部または下 部からのガス移 行 、人 工バリアの 継 ぎ目からのガス移行等、いずれの場合も当所開発の力学連成気液二相 流 解 析コードによって精 度 良く推 定できることがわかった。

図３ 安山岩段丘礫の風化殻幅と段丘年代との関係
安山岩の段丘礫は時間の進行と共にその風化殻の厚みが増す。よって礫種によっては風化を指標とした段丘の年代や、段丘相互の新旧を比較可能である。

図４ 廃棄体の発熱を考慮した長期遠心載荷実験
ニアフィールド模型を使用した非加熱の長期遠心載荷実験を行った場合では、実験時間100時間（実物換算時間10年相当）以降に緩衝材の土圧が上昇した後、低下に転じた（図中点線）。この低下傾向は岩盤が変形したと解釈された。一方、同じ条件に廃棄体の発熱分を加えた加熱での長期遠心載荷実
験では（図中実線）、図中の矢印の箇所で土圧が低下傾向に転じ、緩衝材への水分供給量も変化した。これは熱影響で緩衝材中の水分分布が変化した可能性を示唆している。

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２ 主要な研究成果
重点課題 - リスクの最適マネジメントの確立

使用済燃料の長期貯蔵管理技術の開発
背景・目的

主な成果

再処理施設の稼働遅れ等により使用済燃料の中間貯蔵は時間的調整手段として重要な役

本課題ではコンクリートキャスク貯蔵の実用化のため、コンクリートキャスクで使用済燃割を担っている。これまでに金属キャスクによる貯蔵は実用化されているが貯蔵技術の多様化および経済性等の観点からコンクリート

料を収納する金属キャニスタの健全性に対して懸念される溶接部の応力腐食割れ（SCC）
に関して、対策技術や非破壊検査による欠陥

キャスクの実用化が期待されている。また、放射性物質輸送の需要の増加に対応し、緩衝体
材料として従来使用されてきた木材に替わる検出方法を確立するとともに、関連する学会
規格・標準等を整備する。また、放射性物質輸
送容器に用いる新規緩衝材の開発に向け、発新規緩衝材の開発が望まれている。

泡ウレタン材の適用性を試験・評価する。

1

ショットピーニングによるSCC発生防止対策 の 検証

キャニスタ溶接部のSCC発生防止に有効と考えられる残留応力改善処理としてジルコ＊の適用を検討
ニアショットピーニング（ZSP）
している。実径大キャニスタ（SUS304L製）
を用いてZSP処理を行った結果、溶接部近傍の 引 張 残 留 応 力 が 深さ約 0 . 7 m mまで圧 縮応力となり応力状態が改善された（図1）。ま2

S CC 対 策に向けたキャニスタ表 面 付 着 塩 分 計 測 技 術 の 開 発

塩分はSCCの発生要因となることから、キャニスタへの付着塩分量をレーザー誘起ブレイ
クダウン分光法（LIBS）
により計測する技術を開発している。LIBSを採用することで精度の高い計測が期待できる一方、レーザー照射により金属表面に引張残留応力が生じSCC発生に影響を与える可能性がある。そのため、キャニスタ
候補材SUS304Lの試験片に塩分計測時の典3

型的な条件でレーザー照射を行い、その影響を調べた。照射後の照射点における引張残留応
力は深さ65μm程度までの範囲にあり、引き続き行った腐食試験により発生したSCCと思われ
るき裂の深さが10〜40μmとキャニスタの肉
厚12.7mmに対して極めて微小であることから、レーザー照射の影響はほとんどないことが［H12003］
。
わかった
（図2）

コンクリートキャスクの日本機械学会規格[蓋溶接部非破壊検査方法]への提案

これまで 当 所 で 検 討してきた 金 属 キャニ
スタの蓋溶接部非破壊検査方法に係わる試
験研究や当所に設置した専門家による委員会での検討結果に基づき、日本機械学会「使用済燃料貯蔵施設規格、 JSME S FB1-

4た、実機環境（温度50℃、相対湿度35％）よりも厳しい条件（温度80℃、相対湿度35％）で2000時間以上のSCC試験を実施した結果、未処理の溶接部近傍には100μm以上のき裂が多数発生していたが、ZSP処理を施した箇所にき裂の発生は認められず、その有効性が確認された [N12023] 。

2 0 0 3 」の 改 訂 案を提 案した。提 案ではキャニスタの 使 用 可 能 材 料をオーステナイト系
ステンレス鋼と二 相 ステンレス鋼に大 別した上で、鋼 種 毎に必 要 な 非 破 壊 検 査を提 案
している
（表１）。

輸 送 容 器における新 型 緩 衝 体 の 開 発

現 在 、緩 衝 体 に 用 い ら れ て い る 木 材 の代 替 材 料 として 硬 質 発 泡 ウレタ ン（ r i g i dpolyurethane foam、以下R-PUF）に着目し、密 度 、変 形 速 度 、試 験 温 度をパラメータとした 圧 潰 特 性 試 験による応 力−ひず み 特性の材料データベースを構築した。さらに、

R-PUFを用いた緩衝体を取り付けた輸送容器縮尺試験体を用いて規則要件に則った落下試験を実施した。その結果、輸送容器に発生する応答加速度は設計上で想定した値を下 回り、R - P U F の 緩 衝 体 へ の 適 用 性を確 認［ N12020］。
した（図3）＊ ジルコニアの小粒を機器部材に打ち付け圧縮残留応力を付与する金属表面処理法。
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＜凡例＞
ZSP処理：PB(母材)、PCW(周溶接部)、PLW(長手溶接部)
ZSP処理なし：B(母材)、LW(長手溶接部)

図２ パルスレーザー照射された試験片の腐食試験
後の様子
パルスレーザー光（波長532nm、パルス幅10ns）を照射した箇所に人工海水を滴下し、SCCが発生する環境条
件下に試験片を設置した。その結果、孔食およびSCCと重点課題

図１ ショットピーニングによる残留応力改善効果
実 径 大キャニスタを製 作し、試 験 体 の 溶 接 部 近 傍にジルコニアショットピ ーニング（ Z S P ）処 理による残 留 応
力 改 善 処 理を実 施した。溶 接 後 、表 面にグラインダ 処理を施したままでは1 m m 深さまで一 様に引 張 応 力 が生じているが 、Z S Pにより残 留 応 力 改 善 処 理を施すことで表 面から0 . 7 m m の 深さまで圧 縮 応 力となっており、ZSP処理の有効性を確認した。

思われるき裂が観察されたがき裂深さは極めて小さく、レーザー照射の影響はほとんどないことがわかった。

表1 キャニスタ密封容器の蓋溶接部非破壊検査の記載内容改訂案の概要 ※材料種類 a)

懸念される
溶接割れ

浸透探傷
試験 (PT)b)

超音波探傷
試験 (UT)c)

オーステナイト系
ステンレス鋼

高温割れ

要[ 規定強化 d)]

不要 e)

・応力低減係数の設定根拠である 1/4tw
毎の検査間隔を要求（tw: 溶接厚さ）
・本文改訂

ニ相ステンレス鋼

低温割れ

要[ 規定強化 d)]

要 f)

・未溶融部起因の低温割れ排除を目的とする UT の要求
・UT 検査を新規事例規格で規定

備考a)既往規格の対象材料を、溶接に対して懸念される割れを考慮して2つの鋼種に分け、各々に適切な非破壊試験を適用した。
b)溶接層表面に指示薬を浸透し、拭き取り後の指示模様により、表面に存在する欠陥を検出する方法
c)溶接部に当てた探触子から出される超音波の反射波の性状から内部に存在する欠陥を検出する方法
d)PT検査間隔を小さくし、同じ溶接厚さでも現行の規定より検査回数を増やすようにするe)懸念される割れはPTで検出できるf)懸念される割れはPT後に進展する可能性もあることからUTも要求する※当所から日本機械学会へ提案

図３ 縮 尺試験体による落下試験
発泡ウレタン製緩衝体を取り付けた輸送容器の1/3縮尺試験体を用いて設計要件である9m高さから剛体床上への落下試験を実施した。落下試験時に発生した最大加速度は、設計時の加速度を下回っており、緩衝体として十分な性能を有していることが確認された。

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２ 主要な研究成果
重点課題 - リスクの最適マネジメントの確立

電力設備に及ぼす気象・気候影響予測手法の開発
背景・目的

主な成果

近 年 、台 風 や 急 速 に 発 達 する 低 気 圧（ 爆弾 低 気 圧 ）による洪 水・暴 風 雪・高 波 、竜 巻
による突 風 等 、極 端 な 気 象による災 害 が 頻
発して い る。自 然 外 力 に 直 接 さらさ れる送配電設備、水力ダム、港湾施設等では、電力の安定供給のために、それら外力に対する安全性や信頼性の確保が求められている。

1

気象レーダーを活用した短時間降雨予測手法 の 開発

当所が開発した気象レーダー解析ソフトを汎用化し、国土交通省、気象庁および電力会
社のレーダーによる観測結果の解析を可能とした。さらに、レーダーによる観測結果を気象予測・解析システムNuWFASに取り込む2となった。本モデルを爆弾低気圧に適用した
結 果 、従 来に比 べて、1 0 分 平 均 風 速と最 大
瞬間風速の比（突風率）等の風の乱れ特性が適切に表現でき（図１）、低気圧や台風に伴う突風の評価が可能となった。

自己組織化マップを用いた梅雨期 の 豪雨気象パターン分類法 の 開発

水力設備の防災・保全にとって、数日先の降雨の予測は勿論のこと、降雨特性の長期的変化は重要である。これらを予測・評価するために、自己組織化マップ＊2を用いて、梅雨期に豪雨をもたらす気象パターンを分類・抽出する手法を開発した。本手法を西日本に適用し、4手法を開発し、過去の豪雨事例に適用した。
その結果、1時間以内の予測精度が高い既往の モデ ルと本 手 法を組 み 合わせることにより、3時間程度先まで精度良く予測することが可能となった。

気象予測・解析システムNuWFASを用いた突風評価手法 の 開発

電 力 流 通 設 備 の 耐 風 設 計 にとって 重 要
な 風 の 乱 れ 、特 に 突 風 を 評 価 す る た め に
NuWFASを改良した。風の乱れを表現する＊1
ためにLES（Large-Eddy Simulation）
を用いることで、従来の水平空間解像度2〜5kmを50mにまで高解像化することが可能

3

本課題では、気象・海象災害の軽減および被災後の迅速・的確な復旧支援を目的に、数
時間から数日先までの気象予測精度を向上
させるとともに、現場で使いやすい予測シス
テムを構築する。さらに、20〜30年後の日本
各地の気候変化（設計風速や設計降水量としての 変 化 ）が 電 力 設 備 の 健 全 性や運 用 保 守
管理に及ぼす影響について推定・評価する。

31年間の気象データから6種類の気象パターンを抽出した（図2a）。各パターンと豪雨の関係を、8つの地域気候区分ごとに評価した結果、各地域に豪雨をもたらす気象パターンと、それらの出現頻度が近年どのように変化して［ V12017] 。
いるかを明らかにした（図2b、c）

地球温暖化に伴う河川流域日降水量 の 変化予測手法 の 開発

近年頻発する極端な気象と地球温暖化との関連を検討するため、全球モデルによる低解像度（100〜200km）の計算結果から、地域スケール（数km）の気候を推定するダウンス
ケーリング手法を開発している。地域スケー
ルの河川流域日降水量を推定する手法を、九州の主要河川5水系20流域に適用し、将来気候（全球平均気温の上昇が1.1℃の場合）における河川流域日降水量を現在の値と比較した。その結果、50年確率の河川流域日降水量はいずれの地域でも増加し、その平均的な増［ V12016］。河川流
加率は20%であった（図3）
域レベルでの降水量の変化予測は、温暖化に伴う豪雨・洪水ハザード評価に活用できる。

＊1 乱流モデルの一種で、風の乱れを空間的に平均化してモデル化を行う。
＊2 人工ニューラルネットワークの一種で、学習しながら自律的に分布パターンを分類できる。
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パ タ ーンは 平 年 に比 べ た 場 合 の 差 。左 図 の 赤 青 の 陰

-4

-2
0
2
4
ᵾ‵೩ᕣೋ࡚ぜ᰹໩ࡊࡒ㢴㏷ንິ

定 なことを表す。緑 の 矢 印は8 5 0 h P a の 風 速で、西日本 の 南 岸 で 南 風 が 強 い 。黒 い 等 値 線 は 2 0 0 h P a 気 圧
面高度で、東日本の上空で等圧面の高度が高い。右図
は、降雨のパターンで、赤は平年に比べて多雨である。
(a) 抽出された豪雨気象パターン3の例

重点課題

図１ 爆弾低気圧による風の乱れ特性の評価
2 0 1 2 年 4 月 3 〜 4 日にかけて日 本 海 を 通 過した 爆 弾
低 気 圧は、日本 各 地に強 風をもたらし、全 国 7 5 地 点で
観 測 史 上 1 位 の 平 均 風 速を記 録した。この 事 例を対 象に、改 良した N u W F A S を 東 北 地 方 に適 用した 。空 間
解 像 度を1 2 k m から5 0 mまで 6 段 階 かけて 高 解 像 度
化 することにより、既 往 の モ デ ルと比 較した 。図 1 は 、平 均 風 速からの 変 動 成 分（ 標 準 偏 差で正 規 化 ）の 出 現
頻 度 で ある。L E Sを用 い て 改 良したモデ ル では 、標 準
偏 差 が 2 倍 以 上となる高 風 速 の 出 現 頻 度 が 大きく、低風 速 が 継 続する中に高 風 速 が 間 欠 的に現 れる。一 方 、
改 良 前 の モ デ ル で は 逆 に 、高 風 速 が 継 続 する中 に 低
風 速 が 間 欠 的 に 現 れ 、従 来 の 観 測 事 実との 乖 離 が 明
らかとなった。

影は850hPa相当温位で、赤は大気が平年よりも不安(b) 豪雨気象パターンの地域特性の一例（c）豪雨気象パターンの出現頻度の長期変化

図3 温暖化による河川流域日降水量の変化
空 間 解 像 度 1 2 0 k m の 全 球 モ デ ルによる温 暖 化 予 測
結 果 を 用 い て 、九 州 地 方 の 河 川 流 域 の 日 降 水 量 の 頻
度 分 布（ 確 率 密 度 ）を 求 め た 。この 頻 度 分 布 から計 算される超 過 確 率 分 布 を 破 線 で 示 す 。全 球 平 均 気 温 が現 状よりも 1 . 1 ℃上 昇 することにより、流 域 の 広 さ が
4 9 1 k m 2 の こ の 河 川 で は 、7 月 の 降 水 量 の 頻 度 分 布
は、大きな日降水量の出現頻度が現状（実線）よりも高くなることがわかる。解析した20流域の平均で、50年確率の日降水量の増加は20%と推定された。

図2 豪雨気象パターンの地域特性と長期変化
気 象 場 の５つ の 気 象 要 素（ 相 当 温 位 、風 速・風 向 、気圧、降水量）を対象に、自己組織化マップの手法を用いて、31年間の梅雨期の気象パターンから、豪雨に関係するも のを6 種 類（ パターン1 〜 6 ）抽 出した（ 図 2 a ）。
西 日 本 の 豪 雨 時 を 対 象 に 、8 気 候 区 分 毎 に 各 パ タ ー
ンの 出 現 頻 度を求めると、地 域ごとに特 性 が 見られた
（ 図 2 b ）。過 去 3 1 年 間 を 前 半と後 半 にわ け て パ タ ー
ンの 出 現 頻 度を比 べると、九 州・四 国 の 豪 雨に関 係 するパターン3は約2倍に増加しており、観測事実と一致している（ 図 2 c ）。横 軸 の 四 角 枠は信 頼 度 水 準 9 9 %で統計的に有意な変化が見られたパターンを表す。

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２ 主要な研究成果
重点課題 - リスクの最適マネジメントの確立

送配電設備の風雪害対策技術の実証
背景・目的

主な成果

2 0 0 5 年 1 2 月、日本 海 側 の 送 電 設 備にお本課題では、電力各社の協力の下、第一期

いて、過 大 な 着 雪（ 重 着 雪 ）による送 電 鉄 塔研究（2007年度〜2011年度）において、雪の 一 部 損 壊や 、電 線 の ギャロッピング＊によ害現地観測システムの設置・運用、雪害に関る短 絡 、塩 分を含 む 多 量 の 雪 が が いしに付するデータの一元管理、3つの雪害事象（重着したことによる絶 縁 低 下（ 塩 雪 害 ）を原 因

着雪、ギャロッピング、塩雪害）の解明と対策とする供給支障が発生した。これらの雪害を効果検証を中心とした成果を得た。第二期研受けて、当所では、10年計画（2007年度〜

究（2012年度〜2016年度）では、実用的な

2 0 1 6 年 度 ）で 架 空 送 電 設 備 の 雪 害 対 策 研

雪害解析・予測手法による効果的な雪害対策究を開始した。

技術を提案・実証する。

1

送 電 設 備 の 雪害 現 地 観 測 の 継 続と取 得デ ータの 一 元 管 理・分 析

雪 害 現 地 観 測システム（ 全 国 7 箇 所 ）と雪観測データに基づく対策技術の効果の検証

害事例・気象データベースを運用して、雪害を中心とした第一期研究成果のとりまとめをに関わる観測や各種データの一元管理を継行った [N19] 。

続 するとともに 、上 記 デ ー タ ベ ー ス の グ ラ

さらに、雪 害 事 象 の 解 明や 対 策 品 の 効 果

フィックユーザーインターフェース（GUI）を検証を目的とした実環境での 観測を実施す

改修して利便性を大幅に向上させた（図1）。

るため、2013年度に北海道道東地区（釧路

また、雪害事象（重着雪、ギャロッピング、塩市 ）に導 入する実 規 模 送 電 線 雪 害 試 験 設 備雪害）のメカニズム解明と評価手法の提案、の設計を行った（図2）。

2

雪粒子 の 着雪特性を考 慮した簡易着雪モデ ル の 開 発

送 電 線 着 雪 の 現 地 観 測 デ ータを分 析し、を仮定した場合の着雪量の時間変化式に導雪 質 、風 向・風 速 、および 難 着 雪 化 対 策 品 の入し、着雪モデルを構築した。このモデルは、

影 響 を 考 慮した 着 雪 率（ 電 線に衝 突した 雪

気温・湿度、風向・風速、および径間の方位方粒子が付着する割合）の算定方法と、着雪サ

向を入 力することで簡 便に着 雪 量を計 算でンプラの 観 測デ ータ［N12024］をもとに、風きる。これまでの 観 測 結 果との 比 較により、速と気温に依存する着雪体密度の算定式を

既存の着雪モデルに比べて着雪量の推定精考 案した 。また 、これらを、筒 状 の 着 雪 形 状度が改善されていることを確認した（図3）。

3

風 洞 実 験によるギャロッピング 基 本 特 性 の 把 握4導体送電線部分模型を用いた風洞実

向（電線ねじれ方向）に可動性を持たせて保験 を 行 い 、実 径 間と等 価 な 大 振 幅・低 振 動

持するルーズスペーサ設置径間の特性を再数 の ギャロッピ ング デ ー タを 取 得し、送 電現した 風 洞 実 験により、ル ー ズ ス ペ ー サ の線 のギャロッピングシミュレーションにおけギャロッピング 抑 制 効 果 および そ のメカニ

る 空 気 力 の モ デ ル 化 の 妥 当 性 を 評 価した

ズムの 基 本 的 な 特 性を明らかにした（ 図 4 ）［N12021］。また、
風上側2本の導体を回転方［N12022］。

＊ 着雪した電線が、風を受けて上下に大きく揺れる自励的な振動現象。振幅が大きくなると電線短絡等の電気事故に至り、さらに大きな振動が継続すると疲労により導体支持部等で設備損傷に至る場合もある。
28

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図1 架空送電設備の雪害事例・気象データベースの表示例（事故事例は模擬データを利用）
これまで、テキストデータ形式で構築してきた雪害事例・気象データベースは効率的に検索・分析することが困難であった。これを解決するために、全国の雪害発生地点や気象観測地点を地図上に表示する等、視覚的な取扱いが可能となる
重点課題

ようにGUIを改修した。これにより、全体を俯瞰したデータの分析や事故原因の検討が容易になった。

図2 北海道道東地区（釧路市）に導入する実規模送電
線雪害試験設備
架空送電設備の雪害事象の解明や対策品の効果検証には、実 環 境での 事 象 の 観 測 が 不 可 欠である。このため、3 基 の 鉄 塔（ 高さ5 0 m 程 度 2 基 、3 0 m 程 度 1 基 ）に径 間 長 4 0 0ｍの 4 導 体 2 相 、径 間 長 2 5 0ｍの 単 導 体
5 条 からなる試 験 線 の 導 入を決 定し、詳 細 設 計を行った。基本的な気象観測項目（風、気温・湿度等）、導体張
力、ネットワークカメラによる着雪・電線動揺（画像処理による変 位 計 測 ）の ほか 、G P S 変 位 計 、降 雪 粒 子 計 測装置、ドップラーライダー、超高感度カメラ等を用いた観測も行う予定である。

図3 簡易着雪モデルによる最大着雪量の適用評価例（北陸C線における7着雪事例）
新たに考案した算定方法・式により、着雪量の算定精度を改善できる見込みを得た。既提案の着雪区分判別チャー
トと気象観測データ（気温・湿度、風向・風速）をもとに、雪質（湿雪、乾雪）や風況に応じた着雪率の違いが一意的かつ定量的に推定されるため、全ての着雪事例に対して提案モデルを適用できる。また、当着雪モデルと気象モデルを連携させ、着雪量の詳細な分布を計算することができる。

図4 ルーズスペーサによるギャロッピング抑制効果の確認例（風洞実験結果，鉛直変位全振幅特性）
ルーズ模型（風上側導体を回転方向に可動性を持たせて保持するルーズスペーサ設置径間を模擬した部分模型）
および標準模型（標準スペーサ設置径間を模擬した部分
模型）
を用いて、当所が保有するギャロッピング屋内実験
設備で、再現実験を実施した。上図は、同一風速で模型のねじれ角を変えて実施した実験結果の一例である。ルーズ模型では標準模型と比べて、初期条件として大きなね
じれ角を与えた場合にのみギャロッピングが発生し、さらに、その鉛直振幅は大幅に抑制されることを確認した。

29

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２ 主要な研究成果
重点課題 - リスクの最適マネジメントの確立

雷リスクマネジメント技術の構築
背景・目的

主な成果

これまでに、送 電 、変 電 、配 電 設 備 の 雷 害に加えて、情 報 通 信 機 器や 再 生 可 能エネル

対 策 の 研 究を進 めてきており、電 力 設 備 のギー関連の設備に対する雷害対策が求めら

基 本 的 耐 雷 設 計 技 術 は 確 立して いる。しかれている。

し、今後、スマートメータ等 の 情 報 通 信 技 術

本課題では、各種電力設備・機器に対する（ I C T ）の 導 入 や 、風 力 発 電・太 陽 光 発 電 等

雷リスク評 価 技 術 の 開 発 、I C T 適 用 電 力 機の 再 生 可 能 エ ネ ル ギ ー の 導 入 が 拡 大 する

器 のイミュニティ
（ 電 磁 耐 性 ）を考 慮した 雷と予 想 さ れ 、この ような 新 た な 設 備 に 雷 被害 対 策 指 針を確 立し、電 力 設 備 の 合 理 的 耐

害 が 及 ぶことが 考 えられ、既 存 の 電 力 機 器

雷設計に活用する。

1

地域特性を考慮した配電線 の 雷リスク評価プログラムの 開発

配電設備の雷リスク評価のため、既開発の度よく再現することが可能となった。

配 電 線 の 雷 事 故 率 計 算 プログラムに、夏 季

さらに、地 域 毎 の 配 電 線 路 密 度や 雷 撃 頻と冬季の雷撃電流特性の違いや避雷器焼損

度 等 の 情 報により、配 電 線 へ の 雷 害 対 策 の事故を評価できる機能を追加した。これによ違いを考慮した事故率を定量的に評価でき

り、夏季にはがいしの絶縁破壊による雷事故

る雷リスク評価プログラムを開発した（図1）が多く、冬季には避雷器焼損事故が多いこと［H12010］。

等、実際の配電線で得られた雷事故実態を精

2

超高建造物に対する雷撃様相 の 解明

雷 撃 特 性と被 害 実 態 の 関 係を明らかにす

京 スカイツリー の 4 9 7 m の 位 置 に設 置し、るために、高 周 波 用と低 周 波 用 の 二 つ のロ

2 0 1 2 年 3 月より雷 撃 電 流 の 観 測 を 開 始しゴスキーコイルで構成される世界で唯一のた。2012年度には9回の雷撃電流データの

雷 電 流 観 測システムを 製 作した 。当 該コイ取得に成功した（図2）。これらのデータをもル のインパ ル ス電 流 試 験により、雷 撃 電 流とに、雷 撃 時に構 造 物 内 部に発 生 する過 電の持つ広い周波数帯域にわたる波形測定が圧や、通信・制御等の低電圧回路に生じる過可能であることを確認した。当該コイルを東渡電磁界の評価に活用する。

3

雷 撃 時 の 放 射電 磁 界 様 相 の 解 明

雷 撃 位 置 標 定システム の 精 度 の 向 上 を得を開始した。これらのデータは、既存の落

目 指し、雷 撃 に 伴って 放 射 さ れる電 磁 波 を

雷 位 置 標 定システムから得られた雷 撃 位 置

観 測するために、前 橋 市 、我 孫 子 市 、横 須 賀

デ ータや雷 撃 電 流デ ータの 精 度 の 検 証 、誤市 に 設 置した 電 磁 界 アンテ ナにより、東 京

差 原 因 の 究 明 、および 新 たな 標 定アルゴリ

スカイツリー へ の 雷 撃と同 期した電 磁 界 波

ズムの構築に活用する。

形 を 測 定 できる体 制 を 構 築し、デ ータ の 取
30

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重点課題

図1 雷害対策の条件による高圧配電線の雷リスクの違い
検討地域における配電線路密度や雷撃頻度の地域特性を踏まえ、左下の地域に雷害対策を講じることによるリスク評価として、上段右図に比べて下段右図では赤く示された領域がなくなっており、全体的にリスクが低減したことが示されている。

図２ 東京スカイツリーでの雷撃電流観測設備と観測された雷撃電流波形例
ロゴスキーコイルは高周波用と低周波用の2種類で構成され、東京スカイツリーの497mの位置に設置されている。測定信号は光ケーブルによりタワー内の測定室に設置した記録装置に送られる。観測された波を右に示す。この例は一連の雷撃中に6回の電流が流れる負極性雷であり、急峻な波形立ち上がり部も詳細に観測されている。

31

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２ 主要な研究成果
重点課題 - 設備運用･保全技術の高度化

経年軽水炉の健全性評価
背景・目的

軽水炉の長期運転にあたり、科学的根拠に

運 転 の 実 現 に 向 け て 、圧 力 容 器・炉 内 構 造

基づく合理的な材料、機器の安全性・健全性

物 、機 器・配 管 、ケーブ ル 等に関する劣 化 機

評価が強く求められている。一方、軽水炉の構 の 解 明 、健 全 性 評 価 手 法 および 関 連する

長期運転のためには、安全・安定運転に必要

基 盤 技 術 の 開 発を行 い 、経 年 劣 化に係る技な技術基盤の拡充も求められている。

術基盤の拡充・強化を図る。

本 課 題では、軽 水 炉 の 安 全かつ 長 期 安 定

主な成果

1

圧力容器 の 照射脆化および環境脆化 の 予測精度向上

圧力容器の高照射量監視試験片の観察を（ 図１）［ Q 1 2 0 0 7 ］。また 、監 視 試 験 のシャル行い、従来の想定と異なる要因による照射脆

ピー衝撃試験片の破断材から加工可能な超化は生じていないことを確認した。これに基小型試験片を用いた破壊靭性試験に対して、

づき最新の監視試験データを用いて照射脆

国内研究機関によるラウンドロビン試験＊を化予測法の見直しを行い、精度向上を図った

実施し、試験法の妥当性を確認した。

2

配管分岐合流部における流れ加速型腐食による減肉傾向 の 評価

構 造 の 制 約 上 、肉 厚 測 定による減 肉 傾 向あることがわかった(図２)。現状の肉厚計測の 正 確 な 把 握 が 困 難 な 補 強 板 付きT 管や T位置（図２上）においても減肉 の 有無は適切

継手に対して、流動解析によって流れ加速型に検知できるが、流動解析を活用することに腐食(FAC)による減肉領域や相対的な減肉より計 測 位 置 周 辺 の 減 肉 量を推 定できるこ量を評価した。その結果、計測が困難なT管とから、減肉管理の高度化に役立つと期待さ

補強板下やT継手肩部では高い減肉傾向がれる［L12002］。

3

配管減肉現象の予測精度向上

FACに及ぼす溶存酸素濃度の影響を評価

により低 下 することを明らかにした（ 図３）。

した。この結果、脱塩水(pH7.0)およびNH 3

また、実験結果を用いて、FAC予測評価式で水溶液（pH9.8）中で、炭素鋼のFACを抑制用いている水中の溶存鉄の拡散係数を評価するために必要な溶存酸素濃度はそれぞれし、予測精度の向上を図った［Q12008］。

25〜30ppb、1〜4ppbであり、pHの上昇

4

ケーブル絶縁劣化予測モデ ル の 構 築

ケーブル絶縁体の高経年化挙動を推定すは 、① 低 線 量 率 条 件 では 熱 の 寄 与 が 大きくるために、加 速 劣 化 試 験 環 境（ 高 温・高 線 量

線量率に対する依存性が少ないこと、②放射率）と実環境（低温・低線量率）の両条件下で線 の 寄 与 が 大きくなると材 料 寿 命は短くなの絶縁体劣化挙動を統一的に説明すること

ること、③放射線が非常に強いと材料内部のが求められる。これを実現する劣化予測モデ

酸化劣化が抑制されて材料寿命が長くなっルの構築を目指し、酸化防止剤による劣化抑ていること等、高温・高線量率で生じ易い不制 効 果に加え、温 度 依 存 性と線 量 率 依 存 性

均 一 劣 化も含め、既 往 知 見と定 性 的に符 合に対して精度の高い予測ができるよう、高度することを確認した（図４）。

化を図った。その結果、予測された劣化挙動＊ 複数の試験機関が同一の試料を用いて測定を行う試験。

32

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図１ 監視試験による脆化量の実測値と改訂予測法による脆化量の計算値の比較
高 照 射 の 監 視 試 験デ ータの 他に試 験 炉 照 射デ ータも含めて脆化量が大きな領域まで十分な精度で予測が可能となった。

図2 補強板付きT管とT継手の減肉傾向
補強板付きT管とT継手では、構造の制約上、肉厚測定が困難な箇所がある。流動解析を用いたFACの流動因子である物質移動係数を算出し、減肉傾向を調べた。その結果、測定困難な箇所において高い減肉傾向(赤点線部)があるものの、肉厚計測を実施可能な分岐部下流(肉厚計測線)においても比較的高い減肉傾向があることを明らかにした。
重点課題
設- 備運用 保･ 全技術の高度化

図３ FAC速度に及ぼす溶存酸素(DO)濃度の影響
供 試 材：炭 素 鋼（ S T P T 4 8 0 、C r 濃 度 は0.001wt%）、温度：180℃、試験片の内径：2.4mm（初期値）、流速：3.8〜5.1m/s、水溶液のpHはアンモニアにより調整した。
1 8 0 ℃ 、脱 塩 水 ( p H 7 . 0 ) お よ び N H 3 水 溶 液（pH9.8）中での炭素鋼のFACに及ぼすDO濃度の 効果を評価した。この 結果、FAC停止に必要なDO濃度はpH7.0で25〜30ppb、pH9.8では1〜4ppbであり、pHの上昇によりＦＡＣ抑制に必要なDO濃度は低下することを明らかにした。

図4 等価損傷時間−線量率依存性
図中赤枠は加速劣化試験想定の、青枠は実機環境下想定の条件を示す。材料寿命に達した時の材料
内部の劣化が均一な場合は○、不均一な場合は●で表 示している。各 仮 想 温 度 条 件でのシミュレー
ション結果のプロットをつなげて表示している。低温から高温になるに従い、U字型の線量率依存性曲線が図面下側に移動する。

33

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２ 主要な研究成果
重点課題 - 設備運用･保全技術の高度化

高クロム鋼製高温機器の設備診断技術の開発
背景・目的

高効率かつ大規模電源である超々臨界圧（ U S C ）火 力 発 電 所において、高クロム鋼 製の高い設備診断技術の確立が求められている。

大径管の各種の溶接部でクリープ損傷に起因 する不 具 合 が 発 生して いる。大 径 管 の 不
具 合 は U S C 火 力 発 電 所 の 安 定 運 用に支 障

本 課 題 では 、高クロム鋼 製 大 径 管 の 懸 念事項である周溶接部および管台溶接部のクリープ損傷に対する診断技術を開発し、現場をきたすことから、これを未然に防止するた
めに高クロム鋼製高温機器に対する信頼性の保守・管理への反映を目指す。

主な成果

1

溶 接 継 手 のクリープ 寿 命 評 価 式 の 策 定

火力発電プラントを保有する全電力、プラ

新のデータと知見に基づくことにより、長時ント・鉄鋼メーカ、研究機関から構成される高クロム鋼クリープデ ータ評 価 検 討 会にお いて、代表的な高クロム鋼に対する小型溶接継間領域での溶接継手材のクリープ寿命を従来よりも高 い 信 頼 性で評 価することが 可 能

手 試 験 片による多 数 のクリープ 試 験デ ータを解析し、2005年度に策定されたクリープ
寿命評価式の見直しを行った（図1）[1][2] 。最2となった。本クリープ寿命評価式は経済産業
省が設置した高効率火力発電設備健全性調査委員会において、その妥当性が評価され、通常の業務に使用されている。

周 溶 接 部 のクリープ 寿 命 へ の 適 用 性 評 価

周溶接は実機配管系統に不可欠な接続方法であり、そのクリープ寿命評価においては
軸 方 向 応 力を適 切に考 慮することが 鍵とな

軸方向応力を発生させる機械的荷重と内圧が 重 畳する条 件 下でクリープ 試 験を実 施した。軸方向応力の寄与が大きい領域では、クる。そこで、1 2 C r 鋼 周 溶 接 部を有するボイ
ラチューブ相当の小型円筒や実機サイズの大口径配管（外径≒700mm）を対象として、リープ 寿 命 評 価 式により保 守 的 な 予 測となることを確認した（図2）。

3

溶接施工法がクリープ強度に及ぼす影響 の 評 価

現 地 溶 接 で 多く見られる 斜 め の 開 先 形
状 が 大 部 分を占める9 C r 鋼 継 手 試 験 体を用いて単軸クリープ試験を実施した結果、工場溶接で多く見られる 狭開先形状 の9Cr
鋼 継 手 試 験 体と比 べ て 、約 6 0 % の 寿 命 であった（図3）。また、TypeⅣ破壊＊1 のメカニて単軸クリープ試験を実施し、温度履歴とクリープ変形特性の関係を調査した。クリープ
変形特性は温度履歴に強く依存し、金属組織の 変 態 温 度 域＊2 近 傍に加 熱された場 合に、溶接の影響を受けていない部位と比べて最大で約 1 0 0 0 倍 速 いクリープ 変 形 が 観 察さ

ズムの解明、および、複数回の溶接施工を受ける溶 接 部 の 評 価 のために、多 層 溶 接 下 のれる等 、溶 接 施 工 時 の 熱 履 歴 が 強 度に与える影響を詳細に分析するのに必要な定量的熱影響部の温度履歴を模擬した材料につい知見が得られた（図4）。

＊1 溶接熱影響部の細粒域で、主に内部から進展する破壊形態。
＊2 結晶構造が体心立方から面心立方へと変化する温度領域。高クロム鋼の場合、810〜930℃程度。
論文[1] M.Yaguchi, T. Matsumura and K. Hoshino, Proc. of ASME PVP2012 Conf., PVP2012-78393, 2012.
[2] 屋口・松村・星野、
日本材料学会 第50回高温強度シンポジウム、201234

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13/05/31 10:42

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1.0E+06◒᩷᫤㛣䟺h䟻(1) 9Cr鋼継手(2) 12Cr鋼継手

図１ クリープデータとクリープ寿命評価式による曲線
最新のデータと知見を反映して策定した新評価式においては、実機温度である600℃の強度が下方へ修正された。新評価式を用いることにより、これまでよりも高い信頼性で高クロム鋼製大径管のクリープ寿命を予測することが可能となった。

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設
- 備運用 保･ 全技術の高度化㻓

重点課題

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(1) 実機サイズの大口径配管（試験前）(2) 12Cr鋼周継手に対する寿命予測結果

図2 周溶接部のクリープ寿命の評価
実機サイズの大口径配管のクリープ試験には、当所の実機コンポーネント寿命評価試験設備(BIPress)を用いた。
軸方向応力が高くなり実機で損傷が懸念される領域においては、現状のクリープ寿命評価式を用いることで安全側の評価結果となる傾向が認められた。

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(2) 狭開先形状の9Cr鋼継手

図３ 溶接の開先形状がクリープ寿命に及ぼす影響（温度650℃、応力60MPa）
溶接施工法（特に、開先角度）が継手のクリープ寿
命に有意な影響を及ぼすことが示唆された。

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(1) 斜めの開先形状を含む9Cr鋼継手

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図４ 温度履歴とクリープ速度の関係
溶接によるピーク温度が変態温度域の場合に、クリープ変形速度の著しい上昇が見られた。

35

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２ 主要な研究成果
重点課題 - 設備運用･保全技術の高度化

火力発電の大気環境総合評価技術の開発
背景・目的

原 子 力 発 電 の 長 期 休 止に伴 い 、火 力 発 電の 重 要 性 が 一 層 増しており、既 設 火 力 の 安

源としての 懸 念もあり、今 後 、それらへ の 対応を求められる可能性がある。

定 運 用とともに老 朽 化した設 備 の 更 新 が 必

本課題では、大気環境に係るアセスメント

要となっている。国は、迅速な設備更新およの簡易、迅速、低廉化に資するツール（ソフトび新・増設を進めるため、一定条件下においウエア）を開 発するとともに、二 次 大 気 汚 染て、環境影響評価（アセスメント）が簡略化での評価手法の開発を通してその実態を明らきることを示した。一方で、火力発電は、微小かにし、合 理 的 な 排 出 対 策 の 策 定に寄 与 す

粒子状物質PM 2.5 や光化学オキシダントOxる。

に代表される二次大気汚染原因物質の発生

主な成果

1

火 力 発 電 の 大気 環 境アセスメント支 援ツー ル の 開 発

火力発電の新・増設やリプレースに関して、

現状の大気中濃度データを自動的に取得す

大 気 環 境アセスメントの 事 前 検 討 等 の 迅 速る機 能 を 備 えて おり、環 境 濃 度に対 する排かつ低 廉な実 施を支 援するツー ル のプロトガス影響を容易に評価できる。2013年度内

タイプを開発した。本ツールはGIS（ 地理情報に、現在の基本機能に、複数煙源からの排ガシステム）に連動し、計算期間、煙源条件（位ス拡散計算、高濃度をもたらす気象条件や地置、煙突高さ、排ガス諸元）等を入力すること

形影響の自動判定機能等を追加する予定でで、自動的に煙源を中心とした排ガス濃度分ある。

布を地図上に描くことができる（図1）。また、

2

二 次 大 気 汚 染 評 価 の ため の 大 気 観 測システム の 構築

二 次 大 気 汚 染 の 評 価を行うため 、原 因 物

追 加した。これにより、P M 2 . 5 の 主 要 全 成 分質の発生、輸送、反応等の詳細プロセスを考の 濃 度を通 年で連 続 的に測 定できるように慮した数値モデル（大気質モデル）の開発をなった。また、地表面付近の濃度に強く影響進めている。大 気 質モデ ル の 妥 当 性を検 証する上 空 の 汚 染 物 質 濃 度を把 握 するため 、するため、これまで東京都狛江市で実施して東 京スカイツリーにおいて大 気 質 の 連 続 観

きた大 気 観 測 の 測 定 項 目に、粒 子 状 炭 素を測を開始した（図2）。

3P M 2 . 5 の 濃度予 測 の 改 善＊

現状の大気質モデルは、観測されたPM 2.5

気質モデルの構成や計算条件、また、原因物

濃 度 を 比 較 的 良 好 に 再 現 す る が（ 図 3 ）、

質 の 排 出 量 の 与え方 等を見 直した結 果 、硝PM 2.5を構成する主要成分に関しては、硝酸

酸 塩 濃 度 をほぼ 再 現 することが できた 。有塩濃度を高く、有機物濃度を低く見積もって機物濃度も計算値が観測値に大幅に近づいいる。発 生 源 の 寄 与 度に基づ いた適 切な対た。この成果は、二次大気汚染に対する火力策を立案するためには、これらの主要成分の発電の影響評価等に活用していく。

再現性を向上させる必要がある。そこで、大＊ 環境省からの受託研究(環境研究総合推進費C-1001）
として実施。

36

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図１ 火力発電の大気環境アセスメント支援ツール（プロトタイプ版）の操作画面と結果表示
中央のウインドウの左欄に計算条件を入力すると、同ウインドウ右側に地図（薄い青緑色が陸地、白色は海）と煙源（赤三角印）が描かれる。左のウインドウ（シミュレーション設定画面）で計算方法を指定・実行すると、計算結果（煙源からの濃度分布）が左下凡例に従って、地図上に示される。また、濃度測定局等の指定地点における煙源の寄与
濃度と、それが現在の環境濃度に上乗せされた濃度（将来環境濃度）が表に整理される。

重点課題
設- 備運用 保･ 全技術の高度化

図２ 都市上空大気質の測定装置
東 京 スカイツリーに設 置した 気 象 測 定 装 置（ 上 ）と、同 室 内に設 置した大 気 質 測 定 装 置（ 下 ）。世 界
的にも貴 重 な 都 市 上 空 の 大 気 質 のデ ータを蓄 積し、二次大気汚染評価手法の開発に活用する。

図３ PM 2.5 主要成分の平均濃度の観測値と大気質モデルによる計算値の比較
従来の大気質モデル（中央）では硝酸塩を過大に、有機物を過小に予測したが、改良によって（右）、いずれも観測値（左）に近づいた。今後、有機物濃度の再現に関して改善を図る。

37

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２ 主要な研究成果
重点課題 - 設備運用･保全技術の高度化

生物多様性に配慮した電力施設の建設・運用支援技術の開発
背景・目的

主な成果

2 0 1 1 年に改 正された環 境 影 響 評 価 法でで議 論 が 始まっており、新たな規 制・制 度 導は、計 画 段 階 環 境 配 慮 書での 生 物 多 様 性 評入に対応する技術開発の必要性が高まって価や環境保全措置等の結果公表が義務づけいる。

られ、風力発電が新たな対象事業として追加

本課題では、発電所の円滑な建設、更新おされた。また、生 物 多 様 性オフセット＊1 や海よび運用に寄与するため、生物多様性評価と域生態系の影響評価の必要性に関して国等保全に有効な技術を開発する。

1

計 画 段 階 環 境配 慮 書における重 要 種＊2 評 価 手 法 の 開 発

改 正された環 境 影 響 評 価 法では、計 画 段性を推定する手法を構築した（図1）。本手法

階環境配慮書において重要種に対する影響を用いることで、重要種の生息が十分に確認評価を実施することが求められている。そこされてい な い 事 業 実 施 区 域にお いても、新で、過去の環境アセスメントで確認された重たに生息調査をすることなく、植生図等から

要 種 の 生 息 情 報を分 析し、既 存 の 植 生 情 報

重要種の生息の可能性を評価することが可から事業計画地における重要種の生息可能

能になる。

2

鳥 類 飛 翔 の 簡易 調 査 技 術 の 開 発

風力発電設備への鳥類衝突が懸念されてが時刻同期しながら鳥類飛翔の動画を連続おり、環境アセスメントにおいても鳥類への的に自動記録するものである。併せて開発し衝 突 影 響を予 測 評 価する必 要 が ある。予 測た撮影動画から鳥類飛翔軌跡のみを抽出す

評価に必要なデータを得るため、目視によるる飛翔物体検出ソフトウェア（図3）を用いる

鳥 類 飛 翔 の 観 測 が 行われているが 、労 力をことで、鳥類の飛翔軌跡を無人で自動的に描要するうえに誤差が大きいことが課題となっ画し、映像から飛翔回数を計測することが可ている。そこで、効率的かつ高精度な調査手能となった。今後は、飛翔映像から軌跡を立法の確立を目的として、鳥類飛翔観測装置を体 的に把 握するソフトウェアを開 発し、鳥 類開 発した（ 図 2 ）。本 装 置は、複 数 台 のカメラ

飛翔調査の簡易化を図る。

3

環 境 保 全 措 置における生 息 地 評 価 手 法 の 開 発

事業実施区域に生息する希少動植物の代について卵塊から採取したDNAを用いた遺替地への移動・移植等の環境保全措置をより

伝解析を行うことで、生息地間のつながり度

有効なものとするため、遺伝的な指標を用い合いを定量的に評価できることを明らかにした 生 息 地 評 価に関 する研 究を進 めて いる。

た。この遺伝的指標により、生息適地や優先

環 境アセスメントにお いて生 態 系 の 注 目 種

的に保全すべき生息地を特定できる可能性

や 重 要 種として 評 価 の 対 象となって いるニが示された（図4）。

ホンアカガエルを事例に、複数地点の個体群＊1 開発事業において現地での生態系保全が十分にできない場合に、別の場所で生態系を創出・保全することにより、事業による生態系への負の影響を相殺すること。
＊2 絶滅が危惧される、環境影響を受けやすい等の観点から、国や自治体により法令等で指定された種。
38

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図１ 計画段階での重要種生息可能性の推定
計画段階配慮書で予測の対象となる重要種について、対象事業実施区域を含む地域での生息可能性の程度を地図化することが可能である（左図）。文
献情報から「生息あり」とされている多数の重要種の中から、事業地における生息の可能性を判定し、予 測 の 対 象となる種を絞り込むことで、配 慮 書 段
階での効率的な影響予測・評価が可能になる
（右フ
ロー）。

図２ 鳥類飛翔観測装置の概要
一度に最大4台までのカメラを時刻同期しながら鳥類飛翔を自動で録画記録する装置を開発した。
今 後 、複 数 のカメラを用 いて、鳥 類 の 飛 翔 軌 跡を立体的に把握するソフトウェアを構築し、風力アセスメントに必要な鳥類の飛翔する位置や高度を簡便に取得する装置の開発を行う。
重点課題
設- 備運用 保･ 全技術の高度化

図３ 抽出されたカラスの飛翔軌跡
飛翔物体検出ソフトウェアにより、一定時間内の鳥
類の飛翔軌跡を自動的に一枚の画像にすることができる（上図は２羽による1回ずつの飛翔例）。開発
した観測装置とソフトウェアにより、鳥類の飛翔軌跡を無人で自動的に描画し、録画記録全体に亘る飛翔回数を簡易に計測することが可能となった。

図４ 遺伝解析による生息地評価
13地点の生息地から約260サンプルを遺伝解析し、遺 伝 的 な 類 似 度から、個 体 の 移 出 入 の 有 無や
移 動 の 程 度を推 定することにより、生 息 地 の つながりを定量的に示すことが可能となった。孤立した生息地（図右上）や拠点となる重要生息地が特定できるため、解析結果を保全計画に活用することで、有効な保全策を講じることが期待できる。

39

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２ 主要な研究成果
重点課題 - 設備運用･保全技術の高度化

ダム流域土砂管理のための統合システム開発
背景・目的

上流山地からの土砂流入が続いて貯水池ならない。

の 堆 砂 が 進むことにより、水 力 発 電 の 貯 水・

本課題では、水力ダムの安全を図りながら取 水 機 能 が 低 下 する。ダムに流 下 する土 砂

効率の良い通砂運用を行うため、気象解析とを通過させる通砂により、利水量の確保やダ出水解析を組み合わせることで、河道やダム

ム上流の治水安全度を向上することが可能

貯 水 池 の 土 砂 堆 積 状 況を精 度 良く予 測・推となるが、ダム下流の土砂堆積増加による治定できる予測システムを開発する。この開発

水安全度の低下や河川環境の悪化が懸念さにあたり、土 砂 生 産 量 予 測 技 術や 現 地 の 流れる。下流の土砂堆積を可能な限り少なくす

況を観測する手法も同時に構築し，予測シス

るためには、河口まで土砂を一気に流下させテムの精度を向上させていく。

る洪水を利用した通砂運用を行わなければ

主な成果

1

上流山地からの 土砂生産量予測技術と斜面安定性評価法 の 開発

集 中 豪 雨 、貯 水 池 周 辺 および 上 流 域にお面に適用した結果、雨量とともに地下水の飽ける大規模地すべり等に対する対策等、水力

和 度 が 増 加し、局 所 安 全 率 が 低 下 する様 子ダム貯水池の維持管理において斜面からのを再現していることを確認した [N12014] 。今

土砂発生量の予測が必要となっている。近年

後はこの手法を崩壊実績のある斜面に適用多発している群発型豪雨斜面崩壊時の土砂し、危 険 雨 量 の 判 定 等 斜 面 管 理 法に適 用 す

発生量を評価するために、地盤内における降るとともに豪 雨による斜 面 崩 壊 時 の 土 砂 発

雨侵透と斜面安定性の変化を評価する手法

生量の推定に役立てていく。

を開発し（図1）、台風通過時における現地斜2

河 川 貯 水 池 のリアルタイム流 況 観 測システム の 構 築

ダムから河口までの土砂の堆積・洗掘状況

ら河 川 内 土 砂 動 態をリアルタイムに把 握でや放流開始後の濁水挙動を予測する数値解きる装置を水力ダムから河口までの計７地点

析 技 術 の 実 用 性を高めるために、河 川や 貯に設 置し、試 験 的な運 用を開 始した（ 図２）。

水 池で の 土 砂 の 挙 動を観 測し、そ の デ ータ

2012年９月には，台風通過時における濁度を用いて検証する。これまでに構築した流速と水質のデータを取得し、流量増減と濁度やや 河 床 高を観 測 する移 動 式 流 況・堆 積 場 観

水質の関係を示したほか、採水分析による地測装置に加え、2012年度は濁度や水質等か

点ごとの濁質を解析した（図３）。

3

洪 水と土 砂 輸 送を予 測 するため の 統 合システム の 開 発

当 所 で 開 発 し た 降 雨・出 水 予 測 手 法

ム流 入 量 予 測 部に発 電 取 水 量 、ダム放 流 量（ N u W F A S + H Y D R E E M S ）に土 砂 輸 送 解ならびに貯水池容量を考慮した水位予測機

析 手 法を組 合 せ 、通 砂 運 用 のための 計 画 策

能を追加した。さらに、衛星画像解析等のリ定や実施判断に使用するための統合システ

モ ートセンシング 技 術を活 用した高 解 像 度

ムを開発する。2012年度は、通砂運用時にな土砂生産源の広域マップを用いて山地かおける貯水位の上下変動やその発電運用上

ら土砂供給量を評価する。

の 影 響を考 慮 するため 、統 合システム の ダ
40

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(a) 降雨斜面安定性評価手法の概念図(b) 現地斜面への適用結果

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設- 備運用 保･ 全技術の高度化

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重点課題

図１ 新たに構築した降雨斜面安定性評価手法の概念図（左）と現地斜面への適用結果（右）入力条件として降雨波形を与え、左側概念図の(1)に示すような降雨浸透流解析を行うことにより、地盤内における飽和率、毛管圧分布を算出する。次に同じく(2)に示すような斜面安定解析を行うことにより応力、ひずみ、局所
安全率分布を算出し、局所的つり合いから計算される斜面の全体安全率から、崩壊危険度を評価する。
西南日本の特徴的な地質構造である四万十帯の崩壊堆積物の分布する斜面を対象に、新たな評価手法を適用した
結果を右側図に示す。 2011年台風15号の降雨を与えた場合に浸透流解析を行った結果から得られた地盤の飽和度分布をもとに、斜面安定解析を実施した。この結果、降雨の浸透開始から時間の経過とともに局所的には安全率が低下する。しかし、全体的には安全率が1.0を上回る結果となったことから斜面が安定と評価される。

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図２ 河川内土砂動態観測装置の概要
出 水 および 通 砂 時における河 川 内 土 砂 動 態 の 時
空間的な変化を把握するため、流下方向に観測装置（水質計・濁度計・自動採水装置）を複数設置。流下方向における水質および土砂組成をリアルタイムに把握し、下流域における土砂移動および統合
モデ ル へ のフィードバックを図るためのシステムを構築する。

図3 台風時の河川内土砂動態試験観測結果
宮崎県二級河川耳川水系にて、本観測装置によるリアルタイムデ ータ配 信 の 確 認を行うとともに、2012年9月の台風通過時の水質変化についてモ
ニタリング も 実 施し、十 分 機 能 することを確 認した。採 取した濁 水は、室 内にて土 砂 粒 子 の 粒 度や鉱物組成さらには水質特性を分析。流下過程で変化する微 細 土 砂 粒 子 の 凝 集 特 性や粒 子 の 起 源 等を検討する。

41

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２ 主要な研究成果
重点（プロジェクト）
課題 - 設備運用･保全技術の高度化

PCB汚染変圧器の簡易処理技術の実証
背景・目的

変圧器等の電気機器に微量のPCBが混入

本 課 題では、微 量 P C B 汚 染 変 圧 器 の 処 理

していることが2002年に確認された。混入費用の低減を目指し、PCB測定技術の改良をが疑われる機器は多数存在するため、PCB混図るとともに、機器内部のPCBを絶縁油で洗入の有無を調べる迅速かつ安価な測定技術

浄除去する加熱強制循環洗浄技術および課や、汚染機器を効率的かつ経済的に無害化す

電自然循環洗浄技術の開発を行う。

る処理技術の確立が求められている。

主な成果

1

改良型PCBバイオセンサ ー の 開発

当 所 が 開 発した 、抗 原 抗 体 反 応 を 利 用しイオセンサーの測定時間を3分の1程度（40てP CBを測 定するバイオセンサ ーを改 良し

分程度）、使用試薬量を10分の１程度まで改た。微 細 な 構 造を有 する基 盤 上に流 路を構善できる見通しを得た。また、変圧器から採築し、絶縁油からのPCB抽出ならびに抽出し取した絶縁油について本技術と公定法＊で測たPCBの濃度測定を可能とする技術を開発定したPCB濃度は良く一致し、本技術の測定した（ 図 1 ）。この 技 術により、現 行 の P C Bバ

精度が高いことが示された（図2）［ V12005］。

2

P CB 汚 染 大 型 変 圧 器 のオンサイト式 洗 浄 実 証 試 験 の 実 施

当所がPCB汚染変圧器の処理技術として対 象として 実 施した ( 図 3 ) 。一 方 、使 用 場 所

開発中の加熱強制循環洗浄技術および課電での無害化を想定した課電自然循環洗浄試

自然 循 環 洗 浄 技 術につ いて、電 力 1 0 社 、電

験では、電力系統電源に接続した運転による

源開発および日本原子力発電と共同でオン

90日間以上の洗浄を大型変圧器4台を対象

サイト（保管場所あるいは使用場所）での洗として実施した。全ての試験において環境省

浄 実 証 試 験を実 施した。保 管 場 所での 無 害の定めるPCB処理基準を満たす洗浄結果が化を想 定した加 熱 強 制 循 環 洗 浄 試 験では、得られ、これらの結果を環境省のPCB処理技

洗浄費用低減のため洗浄油温をこれまでの術調査検討委員会に報告した。

7 0 ℃から4 0 ℃に変 更し、大 型 変 圧 器 3 台を

3P CB 収 支 の 解 析によるP C B 除 去 効 果 の 確 認洗浄によるPCB除去効果の科学的合理性

洗浄と同程度のPCB除去が可能であることを検 証するため、加 熱 強 制 循 環 洗 浄 技 術 おが 示された。また、課 電自然 循 環 洗 浄では、

よび 課 電自然 循 環 洗 浄 技 術 のオンサイト式

洗浄前の大型変圧器に含まれていたPCBの洗浄実証試験において、洗浄前後のPCBの99.3%から99.7%が除去された。以上、所収支を解析し、PCB除去効果を見積もった。

期の目標とした99％以上のPCB除去効果がその結果、40℃の加熱強制循環洗浄により、確認され、洗浄前の変圧器に含まれていたほ洗浄前の大型変圧器の元油と部材に含まれとんどのPCBが両洗浄技術で除去できるこていたP C B のうち 9 9 . 2 %から9 9 . 7 % が 除とが示された(表1)。

去されたと評価され、70℃の加熱強制循環＊ 特別管理一般廃棄物及び特定管理産業廃棄物に係る基準の検定方法（平成4年厚告192号）の表第二（油中のPCB分析法）。
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図１ 微細加工技術を応用したPCBバイオセンサー
PCBは油分解剤を充填した微細管を経て、微細構造を有する基盤上の流路において絶縁油から抽出される。抽出液中のPCBは抗原抗体反応により微細流路を有する基盤上で検出される。

図2 微細加工技術を応用したバイオセンサーと公定法との相関変圧器から採取した18種の絶縁油のPCB濃度を本測定法と公定法で測定した場合の相関を示す。
今後、精度を高め、公定法としての認定を目指す。

重点︵課プ題ロジ設
ク運
ト用
︶課保
題
設
備の
運高
用度化
保
-ェ備
-術
･ 全技
･ 全技術の高度化

表1 収支解析からのPCB除去効果の評価
変 圧 器 容 器 等 の 面 積 あたりの 付 着 P C B 量や部 材
重量あたりに含まれるPCB量を測定し、容器等の表 面 積や部 材 重 量から洗 浄 前 後 の P C B 収 支を解析した。収支から洗浄前の総PCB量に対して洗浄により除去されたPCBの量比を示した。

図３ 洗浄油温が40℃と70℃の場合の加熱強制循 環 洗 浄 中 の 変 圧 器 内 の 洗 浄 油 の 流 れのシミュレーション結果
変 圧 器 の 油 量 1 4 , 0 0 0 L 程 度 、加 熱 強 制 循 環 洗 浄
時 の 洗 浄 油は流 量 2 5 0 L / m i n 程 度で注 入 口から流入して抜油口から流出して循環する想定。機器
全 体に亘って 流 速に温 度による大 きな 違 い は な
く、40℃でも洗浄油が変圧器内全体を循環していることがわかった。

43

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２ 主要な研究成果
重点（プロジェクト）
課題 - 設備運用･保全技術の高度化

経年電力流通設備の維持管理技術の構築
背景・目的

主な成果

高度経済成長期等に大量導入された電力機

本課題では、合理的な設備維持管理に必須器の更新が今後大量に生じることが予想さな設備診断技術の高度化を図るとともに、設れ、高経年化した電力設備に対して、改修や備更新計画の策定を支援するために、設備運更新の平準化、費用対効果の考慮等の合理的用情報や機器信頼度等を評価軸に加えた設備な設備維持管理技術の構築が重要である。

更新計画策定支援ツールを提供する。

1

地域性を考慮したストレス−強度モデルに基づく油入変圧器の確率論的寿命推定法の開発

絶縁紙の劣化度合いは変圧器の負荷履歴

論 的 寿 命 推 定 法（ 図１）を 考 案した 。絶 縁 紙によって 変 化 する。そ れに加 え変 圧 器 の 絶の経年劣化による機械強度低下および最大

縁 紙 に 加 わる短 絡 電 磁 力 等 の ストレス（ 機

短絡電流による電磁力から求めた必要な強械力）は、変圧器が設置されている場所の雷度に基づく従来の推定寿命と、ストレス分布

撃頻度や系統構成によって異なる。このようを 考 慮した 推 定 寿 命 分 布 を 比 較した 結 果 、なストレスの 地 域 性 の 違 いと変 圧 器 毎 の 絶

ストレス分布を考慮することで、寿命の延伸

縁紙の劣化の仕方の違いを確率分布としてが図られる可能性があることを示した（図２）

考慮し、ストレス−強度モデルに基づく確率[H12013] 。

2

油入変圧器の保守計画に確率論的寿命推定を導入する場合のコスト削減メリットの解明

設 備 の 事 故 実 績や設 備 診 断 情 報 、変 圧 器

一 定に維 持 する条 件 で 運 用 する場 合 の 、設の 設 置 地 域 の 雷 撃 頻 度や 系 統 構 成 等 、より

備 更 新や 診 断 のコストを含 む 所 要コストの多くの情報の活用により寿命推定の高精度

推 移を既 開 発 のツー ルを用 い て 評 価した 。

化が可能となり、設備更新計画策定支援ツー

そ の 結 果 確 率 論 的 寿 命 推 定 の 導 入により、ルのより効果的活用が期待できる。日本全体40%程度の保守費削減の可能性が示唆されで使 用されている1 万 台 程 度 の 配 電 変 電 所

た [H12013] 。

用 変 圧 器 の 経 年 分 布を仮 定し、変 圧 器 数を3

電力会社と連 携した診断デ ータの 蓄 積

設備更新計画策定支援ツールを有効に活会社の現場における測定、および撤去品によ用するためには実機器の診断データが不可

る劣 化 調 査を行 い 、デ ータの 蓄 積を進めて欠である。変 圧 器やケーブ ル の 診 断デ ータいる（図３）。これにより、設備劣化診断に関すに関しては実 際に設 備 運 用している電 力 会るデータベースを構築し、電力の現場で適用社と連 携しデ ータ収 集を図ることが 有 効で可能な診断技術の高度化と保守業務への活ある。現在、変圧器、ケーブルに関して、電力

用を図る。

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図1 地域性を考慮したストレス−強度モデルに基づく変圧器の確率論的寿命推定法の概念
変圧器の絶縁破壊はストレス分布と強度分布の重なり部分で発生する。強度分布は経年で低下（図中で左方向に移動）するため、経年により破壊確率は増大する。一方ストレス分布には地域性があるため、設備の設置場所ごとに二つの分布の重なり度合いが異なり、地域ごとに寿命を評価する必要がある。

重点︵課プ題ロジ設
ク運
ト用
︶課保
題
設
備の
運高
用度化
保
-ェ備
-術
･ 全技
･ 全技術の高度化

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図2 短絡電磁力によるストレスを考慮した変圧器の寿命分布推定例（絶縁紙平均重合度が450となる経年が平均60年、標準偏差10年の正規分布となるケース）
ストレス分布を考慮しない場合には、最大短絡電流で寿命が決まるが、設置地域ごとに異なる変圧器の短絡電流の大きさを考慮すると寿命延伸される可能性がある。

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(a) 変圧器巻線異常診断測定(b) ケーブル部分放電測定

図3 現場における測定の様子
設備更新計画策定支援ツールを活用するために必要となる変圧器やケーブルの実機器診断データを現場測定により蓄積する。

45

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２ 主要な研究成果
重点課題 - 設備運用･保全技術の高度化

経年鉄塔の健全性評価技術の開発
背景・目的

主な成果

高度経済成長時代に設置された送電用鉄

本課題では、鉄塔の機能維持における腐食

塔の経年劣化が進み、改修・建替等が必要とや疲労に対する余寿命評価手法・効率的な点なっており、そ の 平 準 化・効 率 化 が 求められ検手法、および不同変位・地盤変状に対するて い る。一 方 で 、東 北 地 方 太 平 洋 沖 地 震 で安全性診断法を開発する。また、高レベル地

は、兵庫県南部地震を超える最大加速度が観震 動に対する弾 塑 性 挙 動を考 慮した耐 震 裕

測されており、このような高レベル地震動に度を明らかにし、経年鉄塔の合理的な維持管

対する耐震性能の把握も必要となっている。

理の実現に資する。

1

鉄塔鋼管部材の内面腐食量の評価

鉄 塔 鋼 管 内 面 の 腐 食メカニズム解 明 、腐A C Mセンサ 出 力 、温 湿 度を測 定した。そ の

食 速 度 の 定 量 化を目的に、当 所 横 須 賀 地 区

結果、海浜環境では、地表近くの鋼管内腐食

臨 海 暴 露 試 験 場において、腐 食 環 境 測 定 装

進行が高温湿潤期に比べて低温乾燥期に速置を導入するとともに、ACMセンサ（大気腐く、かつ鋼管内の腐食進行が部材位置によっ＊1 を用いた暴露試験
食モニタリングセンサ）て異なり、端部ほど腐食量が大きいことが明を開始した（図1）。暴露試験では、鋼管内外らかになった（図2）[Q12003] 。

および 、鋼 管 内 端 部 から中 央 部にかけて の2

鋼管内面腐食用自動検査システム の 適用性 の 確認

打撃および内視鏡点検に代わり、鋼管外定法 ＊4 による腐食の定量化について検討し面から内面腐食を点検する高効率で低コスた。鋼管径や部材厚さと信号応答性の関係

トな手法の開発を目的に、概略点検では高等の測定条件に関する基礎検討を踏まえ、周波ガイド波法 ＊2 を用いたスクリーニング

実鋼管部材内面の局所的な腐食に適用したによる腐食の検知、また、詳細点検では適結果、実用的な精度で検知可能であること

合型ウェッジ ＊3 を用いた乾式超音波厚さ測が明らかとなった（図3）[Q12004]。

3

実送電用鉄塔の動態観測システムを用いたギャロッピング時の鉄塔応答の評価

実 送 電 用 鉄 塔 の 動 態 観 測システム（ 東 京

風 応 答と比 較すると電 線 張 力で最 大 2 倍 以

電力UHV鉄塔（福島県いわき市）に設置）に上、腹材の軸力で約3倍の振幅となることがお い て 、低 気 圧 通 過 時 に 発 生した ギャロッ

わかった（ 図 4 ）。これらギャロッピング の 継

ピング＊5 時の鉄塔部材の応答観測に成功し続時間や部材の応答振幅等の実証データ

た。データ分析の結果、ギャロッピングが4時

は 、鉄 塔 の 疲 労 寿 命 評 価 法 の 構 築 に 活 用間以上継続したこと、同程度の平均風速時のされる。

＊1 環境因子により電気化学的に発生する金属の腐食電流を計測するセンサ。
＊2 発電所配管の点検のために当所が開発した、部材厚さより短い波長の超音波により高周波ガイド波を発生させ、減肉を検知する方法。
＊3 樹脂に代わり形状追従性がよく流動性のないゲルを用いた超音波探触子で、効率的に測定可能。
＊4 一般的な超音波厚さ測定法と同等の測定精度を有し、接触媒質を用いずに測定できる方法。
＊5 送電線に雪や氷が付着した状態で強風が吹いたときに発生する、送電線が上下に激しく変動する振動現象。
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(a) 暴露試験における鋼管内外面のACMセンサ配置(a) 腐食環境測定装置（2013年3月設置）(b) 鋼管内外面の期別腐食速度(b) 鋼管水平部材の暴露試験（2012年8月開始）

図１ 腐食環境測定装置・暴露試験装置
腐食環境測定では、気象（風向風速、日射量、温湿度、濡れ時間）、大気質（海塩、二酸化硫黄、降水量・
導電率・pH）の観測を実施予定。暴露試験では、鋼
管（水平材、腹材）を対象としたACMセンサによる腐食速度、鋼管内面の濡れ状態を測定している。

図2 鋼管内面腐食を対象とした暴露試験結果
鋼管水平部材の暴露試験の結果、外部、端部、中央部の順に腐食量が大きいことが観察された。また、
結 露 の 発 生によって 腐 食 の 進 行に必 要 な 水 膜 が形成されやすい低温期の腐食量が大きい。なお、
腐 食 速 度 算 出に有 意なA C Mセンサ の 最 小 値は、
10 -5 C day -1（腐食速度換算で0.003 mm y -1に対応）である。

重点課題

2

2
1

1
(a) 実鋼管腐食部材

設- 備運用 保･ 全技術の高度化

34mm(b) 乾式超音波厚さ測定結果ᵾ‵೩ᕣ䟺㼎㻱䟻

図3 鋼管内面腐食検査法の提案
鋼管の周方向にガイド波を伝搬させ、探触子を部材軸方向に走査することで部材全体の概略点検を行い、概略点
検で見つかった腐食箇所の詳細点検として、適合型ウェッジによる乾式超音波厚さ測定を用いる方法を提案した。
高周波ガイド波法、乾式厚さ測定法を腐食部材に適用した結果、切断調査結果にほぼ一致し、高精度に腐食範囲を同定できることがわかった。

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図4 ギャロッピング発生時の応答観測結果

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ᖲᆍ㢴㏷㻃㻋㼐㻒㼖㻌「実送電用鉄塔の動態観測システム」を設置した東京電力UHV鉄塔において、ギャロッピング振動が発生し、ギャ
ロッピング発生時の張力や腕金、塔体の主要構造部材の軸力等の応答値、およびビデオ画像を取得した。図4は、電線からの張力変動の影響を受ける腕金下パネル腹材の変動軸力と風速との関係を表す。同程度の平均風速時の風応答（強制振動時）に対し、ギャロッピング時では約3倍の振幅の軸力変動が発生した。

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２ 主要な研究成果
重点課題 - 次世代電力需給基盤の構築

微粉炭火力の燃料種拡大のための運用技術開発
背景・目的

微 粉 炭 火 力 にお い て は 、これまで あまり

で利 用されてい な い 石 炭を対 象に、既 設 微

利 用されていない 低 品 位 炭 の 活 用 等 、燃 料

粉 炭 火 力 発 電 所における適 正 な 粉 砕・燃 焼供給源の拡大が求められている。また、燃料条 件 お よび 混 炭 法 等 の 利 用 指 針 を 策 定 す

多様化に伴い顕在化しているボイラ水冷壁る。また、硫 化 腐 食 の 対 策 技 術として、硫 化

管の硫化腐食に関する対策や、排煙・排水処

腐食環境評価ツールおよび安価な耐硫化腐

理 プロセスにおける微 量 物 質 排 出 抑 制 等 、

食コーティング 技 術を開 発する。さらに、排保 守 点 検・環 境 対 策コストの 低 減 が 求 めら

煙・排水処理プロセスにおける微量物質（水れている。

銀 、ホウ素 、セレン等 ）の 挙 動 予 測と排 出 抑＊1

本 課 題 で は 、低 H G I 炭 （ 粉 砕し難 い 石制技術を開発する。

炭 ）、高 燃 料 比 炭（ 燃 焼し難 い 石 炭 ）等 、今ま
主な成果

1

低 HG I 炭 の 粉砕・燃 焼 特 性 の 評 価

実 機と同じ構 造を有する小 型ローラミル

量を低減できることも確認した。

( 図１( 1 ) )を用 いて、豪 州 産 低 H G I 炭 の 粉 砕

小型燃焼試験装置を用いて低HGI炭の燃特性を調べた。その結果、通常利用される微焼特性を調べた。低HGI炭は揮発分が多く燃

粉炭粒径まで細かく粉砕するためには、約2

焼性が良いことから、粒径を粗くしても良好な

倍 の 粉 砕 動 力 が 必 要になることを明らかに

燃焼効率を維持することができ、さらに石炭した( 図 1 ( 2 ) ) 。また、ミル のメンテナンスコ

中の窒素分が少ないことから、NOｘ濃度も低ストに影 響するローラの 摩 耗 特 性を把 握す

く抑えられることを明らかにした(図1(3))。

るため 、ロ ー ラ部に設 置した 金 属 試 験 片 の以上の評価結果から、低HGI炭の利用に際摩耗による重量変化を測定した。その結果、しては、粉砕し易い石炭との混炭や粉砕粒径

低HGI炭を通常利用される微粉炭粒径までを粗くする等 の 方 策 が 有 効となる可 能 性 が細かく粉砕すると、瀝青炭の場合に比べ2倍見出せたため [M12008] 、実機適用に向け今

程度摩耗量が増えることがわかった。なお、後も継続して検討を進める予定である。

粉 砕 粒 径を粗くすることで粉 砕 動 力や摩 耗2

耐硫化腐食コーティング の 耐食性能に及ぼす表面処理 の 影響解明
ボ イ ラ 水 冷 壁 管 の 保 守 コ スト低 減 に 向機能するため、腐食層を完全に除く1種ケレ

け、低コストかつ簡便な耐硫化腐食コーティ

ン処 理 面よりも 、耐 食 性 能 が 高 いことが 明

ング 技 術 の 開 発 を 進 め て い る。コ ー ティン

らかになった（ 図 2 ）。なお、表 面 の 腐 食 物をグ の 耐 腐 食 性 能に及 ぼ す 、コ ー ティング 施

ブ ラシ等 で 簡 単 に 落とした 3 種 ケレン処 理

工面の表面処理（1種、2種、3種ケレン＊2 ）の面でも耐 食 効 果 が 確 認されたが 、腐 食 層 の影響を、基礎試験装置を用いて調べ、さらに剥 離によりコーティング 層 が 喪 失 する懸 念実機において検証した。この結果、腐食層がが 残されている。今 後も効 率 的 な 保 守 技 術

残る2種ケレン処理面上にコーティングを施の 確 立に向け、実 機での 耐 久 性 評 価を継 続

した 場 合 、残 存 する腐 食 層 が 保 護 膜としてする [M12006] 。

＊１ 石炭の粉砕性を評価する指標として HGI（Hardgrove Grindability Index）が使われている。この数値が小さくなるほど粉砕しにくくなる。現在利用されている瀝青炭の HGI は 40〜70 であり、40 以下の石炭炭を示す。
＊２付着物の除去、錆落とし等塗装を行う前の表面処理作業のことである。1 種ケレンでは、金属表面が完全に出るまで、錆等を除去する。
2 種ケレンでは、金属表面が出る程度まで錆等を除去するが、一部錆等が残存する。3 種ケレンでは、表面から浮き出た錆等をワイヤーブラシ等で除去する程度の処理であり、多くの錆等が残存する。

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図１ 粉砕および燃焼特性に及ぼす粉砕粒径の影響
低HGI炭を通常利用される200メッシュふるい（75 m）通過率70％まで粉砕すると動力が約2倍と高くなる。低HGI炭は瀝青炭に比べてローラの摩耗量が約2倍多い。200メッシュふるい通過率が低くなるほど粒径は粗くなるが、粉砕動力は低減し、ローラの摩耗量は小さくなる。低HGI炭は燃焼性が良いため、粒径を粗くしても、その影響は小さく、微粉炭火力で利用されている瀝青炭（CL炭）より燃焼効率は高く、NOｘ濃度も低いことがわかる。

重点課題
次- 世代電力需給基盤の構築

図2 耐硫化腐食コーティングの耐食性能に対する表面処理
（ケレン）
の影響
コーティング層はガス遮断性、H2Sに対する耐久性、石炭灰中のNa等の成分との反応性、膜の耐摩耗性を考慮し4層から構成されている。表面から二番目の最も厚い層の成分について様々な成分を検討している。実機石炭火力ボイラ水冷壁
管にAl2O3系複合膜を施し、3700時間曝露した結果よりコーティングの効果を検証した。コーティング施工後に増加した腐食層の厚みを比較すると、腐食層を残した表面処理（２種ケレン）のほうが、腐食層を完全に取り除いた表面処理（1種ケ
レン）
より新たに生じた腐食層が少なく、高い耐食性能を示すことがわかる。

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２ 主要な研究成果
重点課題 - 次世代電力需給基盤の構築

低品位資源利用技術の高度化
背景・目的

石炭火力におけるCO 2 排出量削減策のひとつとして、バイオマスの混焼利用が進めら

主な成果

え、自然発火抑制といった技術課題を克服する必要がある。

れている。しかし、既 存 の 石 炭ミルでバイオ本課題では、低品位資源（未利用バイオマ

マスを粉砕すると、粉砕動力が増加する等のスおよび褐炭等の非在来型化石燃料）の石炭課題から、その混焼率は数％程度に留まって火力での利用拡大を目的に、粉砕性や発熱量いる。また、石炭火力の燃料種拡大策のひとの改善が期待できる炭化燃料化技術、高効率つとして、褐炭利用が想定されるが、水分のな 脱 水 を 可 能とするジメチ ル エ ー テ ル（Ｄ高い褐炭は長距離輸送に適さず、これを乾燥ＭＥ）脱水技術を開発するとともに、種々の低させると強い自然発火性を示すため、褐炭を品位資源に対する改質燃料の評価技術を確輸入利用する場合、脱水工程の高効率化に加

立する。

1

木質バイオマスの 炭化燃料化技術 の 開発

既 設 石 炭 火 力 で の 混 焼 率 拡 大を想 定し、の 炭 化 燃 料 化 実 験 設 備 を 開 発した（ 図１）。

バイオマス炭化燃料化技術の開発に着手し木 質チップ（ 1 4 0 k g / h 、日 量 約 3トン）を用た。バイオマス炭 化 燃 料 の 実 際 の 発 電 所でいて試 運 転を行った結 果 、炭 化 温 度 3 0 0 〜の 利 用 を 考 えた 場 合 、日 量 数 百トン規 模 の

6 0 0 ℃で安 定 的に炭 化 燃 料 化できることを炭化燃料が必要となる。このため、大容量ク確認した（図２）。

ラスで実績のある間接加熱型キルン方式

2＊１

木質バイオマス炭化燃料 の 粉砕性評価

木 質 バイオマスの 炭 化 燃 料は、処 理 温 度

10%程度増加することがわかった（図３）。たや時間により、燃料性状に大きな違いを生じだし、炭化度を大きくすると燃料中の揮発分る。このため、炭化燃料評価指標の一つであは減少し、木質バイオマスが持っていたエネる粉砕性に着目し、当所設置のローラーミル

ルギーは有効に活用されないことになる。こを用い石炭との混炭条件での試験を行った。

のため、今 後はエネル ギー 利 用 効 率 の 視 点

その結果、炭化が進む（炭化度

＊2

が大きくな

る）と粉 砕 動 力 は 減 少し、炭 化 度 5 8％程 度も併せて適切な炭化度の考え方を確立する必要があることがわかった。

での 粉 砕 動 力は、石 炭 単 独 の 場 合に比 べ 約

3ＤＭＥを用いた褐炭脱水技術 の 開 発

褐炭の利用を拡大するためには、産炭地で水水分と褐炭水分の重量比）の関係を基礎実の改質を想定した高効率な乾燥、脱水技術の験により明らかにした（図４）。実施した実験条

開発が大きな課題であり、ＤＭＥを用いた高件の範囲では、褐炭を通過するＤＭＥ流量を

効 率 褐 炭 脱 水 技 術 の 開 発を進めている。本

増加させても、脱水率は大きく変化しないこ技術の実用化における重要な設計データととから、脱水処理時間を短縮できる可能性がして、褐炭を通過するＤＭＥ流量と脱水率（脱見出せた。

＊１ 炭化方式には、加熱用熱風ガスを原料に直接吹き付ける直接加熱型と、炭化容器を外部から加熱する間接加熱型がある。間接加熱型は、原料から発生する揮発ガスと炭化物を分離して取り出せる、炭化温度が制御しやすい、等の特徴がある。横置き円筒形の炭化容器をゆっ
くり回転させ、原料を均一に加熱する方式をキルン方式という。
＊２ 無水無灰基準における燃料中の炭素含有率、炭化温度の上昇等にともない増加する。
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図1 炭化燃料化実験設備

図2 炭化物の発熱量、収率と炭化温度の関係

乾燥機には２軸撹拌式の熱風乾燥機を採用し、脱水汚

木質チップ（水分50%、供給量140kg/h）
を原料とする炭泥300kg/hの乾燥処理が可能。高温連続炭化機の内筒化燃料化実験結果。炭化温度の上昇に伴い、炭化物の発（炭化容器）には、耐熱、耐食性に優れたニッケル合金を熱量は向上し、収率は減少する。炭化温度500℃で、発熱採用し、高温（最高650℃）
での連続炭化が可能。

量は原料の約1.5倍となり、収率は原料の約1/3となる。

重点課題

図3 炭化燃料と石炭との混合粉砕試験結果の一例
石炭に炭化燃料を10％混合（混炭）し、ローラーミルによる粉砕試験を行った。粉砕動力は石炭単独の場合に比べ、木質チップでは２倍以上となったのに対し、炭化が進むことにより粉砕動力は減少することが明らかとなった。

次- 世代電力需給基盤の構築

図4 褐炭に対するＤＭＥ通過流量と脱水率の関係
褐炭を通過するＤＭＥ流量を増加させ、褐炭とＤＭＥの接触時間を短縮しても、脱水率は大きく変化しないことから、褐炭層を通過するＤＭＥ線速度を10mm/s程度まで高めても、十分に褐炭の脱水が可能であることがわかった。

51

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２ 主要な研究成果
重点課題 - 次世代電力需給基盤の構築

IGCCの高度化と低炭素化技術の確立
背景・目的

高効率で環境性に優れた石炭ガス化複合
発電（IGCC）技術は、電気事業にとって石炭て、これらの課題を解決する「CO 2 回収型高効率IGCCシステム」
を提案している。

火力発電の有力なオプションとなる重要な技

本 課 題 では 、I G C C 導 入 の 早 期 実 現に向術である。当所はIGCCのプロセス開発当初

けて、実証機の運転支援を行うとともに商用から研究に取り組み、勿来IGCC実証機の設機の設計や運用を評価可能な技術を構築す

計や運転条件の検討等を支援するとともに、る。また、乾式ガス精製を適用したIGCCシス

次世代のIGCCで効率向上に効果的な乾式ガテムについて、従来明確でなかった効率や経ス精製技術の開発を進めている。さらに、発済性を評価する。さらに、CO 2 回収型高効率

電効率の大幅な低下やコスト上昇等が課題と

IGCCシステムの基盤技術を確立する。

なっているCO 2 回収･貯留（CCS）技術に対し主な成果

1

IGCC実証機 の 運転支援と炭種適合性評価技術 の 構築

実証機試験炭を対象に、高温加圧下でのガ築し、既開発のガス化炉数値解析技術とあわス化反応特性基礎実験から実証機のガス化特せて商用機に適用できる炭種適合性評価手法

性を簡便に予測することを可能とし、空気比等を確立した（図2）。さらに、実証試験で発生し各種運転条件がガス化特性に及ぼす影響にたガス化炉後流にある熱交換器の詰まりにつついて感度解析を行った（図1）。得られた結果

いてメカニズムの解明を進め、実証機での対は、実証機炭種変化試験時の運転条件検討に策検討に活用された。これらを通じて実証試反映された。また、ガス化炉の安定運転に重要

験の円滑な推進と目標の達成に貢献した。

な溶融スラグの挙動を評価する解析手法を構2

乾 式ガス精 製システム の 経 済 性 評 価

乾式ガス精製システムは、既存の湿式ガスなるもの の 、熱 効 率 の 高 い 乾 式ガス精 製 適

精製と比較して反応器や熱交換器、ポンプ類

用IGCCは湿式ガス精製を用いたIGCCよりの機器点数が少ないため、設備費を35%低

も燃料費を削減できるため、発電コストを若減可能と試算された。一方、ハロゲン化物吸干低減できる可能性があることがわかった。

収 剤 等 の 薬 剤にかかる運 用コストが 大きく

3

CO 2 回 収 型 高 効 率 I G C Cシステム の ため の 基 盤 技 術 の 開 発 *C O 2 回 収 型 高 効 率 I G C Cシステムの O 2 -実験的に明らかにするとともに（図3）、提案

C O 2 吹きガス化 炉では、C O 2 を投 入するこシステムのガス化特性を予測する上で有用とで ガ ス 化 反 応 促 進 効 果 が 期 待 で き る 一

なデータを得た [M12005] 。

方 、C O 2 の モ ル 比 熱 が 大きいことから炉 内

脱 硫 設 備で懸 念される高 濃 度 C Oからの温度が低下する等の課題がある。そこで、当炭 素 析 出を抑 制 する技 術として 、C O 2と水所 設 置 の 3トン／ 日 規 模 の 石 炭ガス化 炉を

蒸気を含むガスタービン排ガスを乾式脱硫用い、空気吹きの基本条件に対してガス化剤

装置の上流で石炭ガス化ガスに添加するシ

中 C O 2 濃 度 、酸 素 濃 度 、給 炭 量 比（リダクタ

ステムを 提 案し、模 擬ガスを 用 い た 実 験 検へ供給する石炭の割合）等を変えたガス化試

討により、炭 素 析 出 の 抑 制 効 果 を 確 認した

験を行 い 、ガス化 炉 内 の 複 雑 な 反 応 挙 動を

[M12001] 。

＊ 本研究の一部は、新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）からの受託研究として実施した。
52

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図1 IGCC実証機のガス化特性予測例
当所が開発した一次元ガス化性能解析ツールにより、実証炉のガス化特性を予測可能とした。本図は二つの運転パラメータ ※1に対するガス化特性の変化を二 次 元マップで視 覚 化したものである。ここでは、ガス化炉の性能指標の一つである炉内炭素転換率 ※2 の予測結果を示す。
※１ 空気比は、投入石炭量に対する空気量の割合。給炭
量比は、各石炭バーナへの供給量の配分割合。
※２ 炉内炭素転換率は、ガス化炉に入る炭素（投入石炭とリサイクルチャーの合計）のうち、生成ガスに転換される割合。

図2 IGCC炭種適合性評価手法の概要
重点課題

石炭サンプルに対してガス化反応特性基礎実験を行い、実証試験結果で検証された数値解析ツールを適用することにより、商用IGCCプラントにおける炭種適合性を評価する手法を確立した。一次元ガス化性能解析ツールによりガス化特性の感度解析を行い、三次元ガス化炉内数値解析ツールやスラグ挙動解析ツールにより炉内現象を詳細に予測する。

次- 世代電力需給基盤の構築

図3 搬送ガスにCO 2を用いたガス化試験における給炭量比の影響
チャー搬送ガスにCO 2を用い、空気比とコンバスタ温度を一定条件として、給炭量比（R/T＝リダクタ給炭量／全給
炭量）を変化させてガス化試験を行った。R/Tの減少によりコンバスタ炭素転換率が低下する一方、リダクタでのガス化反応が促進されるという、R/Tに対するコンバスタとリダクタでの相反する反応挙動を明らかにした。

53

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２ 主要な研究成果
重点（プロジェクト）
課題 - 次世代電力需給基盤の構築

太陽光発電大量導入時の系統セキュリティ評価
今後予想される太陽光発電（PV）をはじめ

背景・目的

重要な課題となっている。

とする分散形電源大量導入のもとでの系統

本課題では、実験的な検証による系統事故

事故時の系統安定性（系統安定度、周波数、時のPV用パワーコンディショナ（PCS）の特性

電圧安定性等）の確保は重要な課題である。

解明とシミュレーション解析用モデルの開発

これまでPV大量導入時の系統事故が系統安により、事故時を含め系統安定性を確保する

定性に及ぼす影響の検討はほとんどなされてためのセキュリティ維持技術の確立に資する。

おらず、影響評価、安定化対策の開発・実証が

1

主な成果

PV大量導入時における電力系統へ の 基本的な影響 の 実験的検証

従来の発電機とは系統事故時の挙動が異とがわかった。2回線の送電線のうち1回線がなるPVが大量導入された場合の基本的な影開放された時、発電機2が連系されている場

響を電力系統シミュレータで実験的に検証した

合には発電機1の動揺は収束するが、PVが接（図1）。

続されている場合には発電機1の動揺が発散

その結果、発電機1と発電機2のみが連系された場合にくらべ、発電機2と同出力のPV（新＊1

し、不安定になっている（図2）。
また、275kVおよび66kV模擬送電線の長形PCS ）が導入されたことにより発電機2がさ、PCSの台数、系統事故種別（1回線開放ま停止した場合の、発電機１の限界送電電力（安たは3相地絡事故）等によりPCSが一時的に停定に送電できる電力）は約2/3に低下するこ止するケースがあることもわかった。

2

Y 法シミュレーションによる系 統 事 故 等におけるP V の 応 答 分 析

系 統 事 故 時 の P V の 応 答 の 把 握に重 要と単 独 運 転を検 出できる。しかし、6 6 k V 系 統

なる、①単独運転検出リレー（各種能動的方に同 期 発 電 機 が ある場 合には、発 電 機 が 系式）、②直流制御系、③機器保護、系統保護リ

統内の電圧を維持するため、条件によっては

レー 、④ P V 制 御 系（ 不 平 衡 事 故 対 応 他 ）、⑤

単独運転を検出できない場合がある。

＊2

電圧上昇抑制機能、を既開発のY法 シミュ

三相短絡事故（3LS）の場合、主として単独

レーション用PVモデルに追加した（表1）。

運転検出リレーにより、事故発生から0.17秒

このモデルを用いたY法シミュレーション

以内にPVが停止した。一相地絡事故（1LG）により、66kV系統にて単独系統が形成されの場合にも、主として単独運転検出リレーにた場合に、感電、機器の損傷等を引き起こすよりP V が 停 止した が 、P V の 導 入 量 が 少 な

おそれのある単独運転状態をPVが判定する

く、単 独 系 統 へ 移 行 する直 前 の 系 統 内にお能力、PVが停止する様相を明らかにした（図3）

ける発 電 量と負 荷 量 が 同じ大 きさ の 場 合 、［R12015］[R12016] 。

PV停止までの時間が長びく場合があった。

66kV系統に同期発電機がない場合には＊１ 2011 年に新たに規格化された高速性と非干渉性を持つ単独運転検出能動的方式「ステップ注入付周波数フィードバック方式」を具備した PCS。
＊２ 当所が開発した電力系統動特性解析プログラム。日本の全電力会社において利用されている。
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図１ 電力系統シミュレータにおけるPV大量導入が電力系統へ与える影響評価試験系統
発電機1と発電機2のみが連系されている場合（PV導入前）と、発電機1とPV（新形PCS）のみが連系されている場合（PV大量導入後）について、275kV模擬送電線を1回線開放した場合の発電機1から安定に送電できる電力（限界送電電力）の大きさを比較した。また、送電線の長さ、PCSの台数等、各種条件を変更してPV大量導入の電力系統への影響を実験的に評価した。

表1 Y法シミュレーション用PVモデル

重 点︵ プ ロ ジ ェ ク ト ︶課 題

図2 PV大量導入時に電力系統が不安定になる電力系統シミュ
レータ試験結果（例）
発電機1の有効電力出力が54kWの時の試験結果例。発電機2が接続されている時は、発電機1の動揺が安定に収束し、PV（新形PCS）が接続されている時は、動揺が発散して不安定となった。なお、発電機2が接続されている場合は、発電機1の出力が84kWまで安定に運転可能となる。

次- 世代電力需給基盤の構築

図3 Y法シミュレーション系統

55

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２ 主要な研究成果
重点課題 - 次世代電力需給基盤の構築

次世代電力需給協調システムの開発
背景・目的

太陽光発電（PV）を中心とした再生可能エ

本課題では、電圧変動の抑制や事故時の保ネルギーへの期待が高まっており、電力系統

護協調等の配電線レベルでの基本技術を確への大量導入が見込まれている。このため、立すると共に、分散形電源の有効活用技術を再生可能エネルギーの有効利用と大量導入含めた需要サイドと供給サイドの連携による時の系統の電力品質、安全性、および安定性

電力需給協調システム技術を開発する。

の維持を効率よく低コストで実現するための技術開発が求められている。
主な成果

1

二次送電系統事故時 の 単独運転防止技術 の 開発

P V の 導 入 拡 大により、配 電 系 統 の みなら

転検出時間が伸びること、規定時間（3秒）内ず、上位の二次送電系統（６６ｋV）
において事での検出の可能性は、SG容量に対するPCS容故が発生した場合に発生する可能性のある広量が大きいほど、またSGとPCSの電気的距離＊１範囲での単独運転 を防止する技術の確立がが長いほど高まることを明らかにした（図１）。

必要である。そこで、広範囲での単独運転を

さらに、PCSのXTAP＊3 用瞬時値モデルを開想定し、回転型分散形電源（SG）が混在する

発し、PCSが単独運転検出を可能とする条件

条件でのPV用パワーコンディショナ（PCS）のをシミュレーションにより明らかにした（表１）＊2

単独運転検出特性 を実証試験した。

[R12020] 。

その結果、SGが混在すると、PCSの単独運

2

配 電 線 三 相 不平 衡 化 の 電 圧 管 理 へ の 影 響 評 価と対 策 技 術 の 開 発

P Vに加え、ヒートポンプ 式 給 湯 機 等 の 大

そ の 結 果 、従 来 の S V R 制 御 方 式では監 視

容 量 単 相 機 器 の 導 入 拡 大により、高 圧 配 電する相によって配 電 線 電 圧 が 適 正 範 囲から線の三相不平衡が増大し電圧管理が難しく

逸脱したり、逆潮流を誤判定する場合のあるなることが懸念されている。このため、当所ことを確認した（図２）。対策として、三相合計

既開発の不平衡解析プログラムに配電線電の有効潮流と無効潮流から逆潮流を判定し

圧 調 整 器（ S V R ）モデ ルを追 加し、配 電 線 電制御モードを切り替える方式、等を提案し、有圧 管 理 上 の 問 題 点と、有 効なS V R 制 御 方 式

効性をシミュレーションにより確認した（図３、をシミュレーション解析した。

表２）[R12021] 。

3

太 陽 光 発 電 出力 変 化に応じた新しい P C S 無 効 電 力 制 御 方 式 の 開 発

配電線へのPV導入量が増えると、電圧変し、標準的な住宅地域配電系統モデルを用い動の抑制のために、応答速度の速い高コスト

たシミュレーションにより有効性を評価した。

の電圧制御機器（SVC）の必要容量が増大す

その結果、考案方式によるSVC容量低減効る可能性がある。そこで、SVRと協調してSVC

果は、PV用PCSの力率一定制御方式で力率の必要容量を低減するPV用PCSの新しい無を0.97にする場合と同程度となるが（図４）、

効電力制御方式として、PCS出力の時間変化

力率一定制御と比較して配電線路損失を小さ率に応じて無効電力を変化させる方式を考案

くできることを明らかにした（図５）[R12012] 。

＊１ 複数の 6kV 配電線を含むエリアでの単独運転のこと。
＊２ 2011 年に新たに規格化された高速性と非干渉性を持つ単独運転検出能動的方式「ステップ注入付周波数フィードバック方式」の検
出特性のこと。
＊３ 当所開発の瞬時値解析プログラム。

その他の報告書 [R12018]56

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表1 PCS容量／SG容量、電気的距離、単独運転検出
特性（SG容量：2MW、能動信号なし、PCS：新型能動的方式）
規定時間（3秒）以内にPCSが単独運転を検出するためには、最小でPCS容量／SG容量=0.3（600kW）の新型
能動的方式を具備したPCSの導入が必要となる。

図1 PCS容量／SG容量、電気的距離、単独運転検出
頻度の関係
電気的距離が大きく、PCS台数が多い場合と規定時間（3秒）以内にPCSが単独運転を検出する可能性が高くなる。
（ SG容量：150kW、無効電力変動方式、PCS容量：
4kW／台、新型能動的方式）

表2 現状の制御方式と対策方式のPV導入率による比較（PV導入率 = PV設備総容量／回線容量）現状方式では、PV導入可能量が20%以下であるのに対し、対策方式では、60%まで可能である。

重点課題

図2 現状のSVR制御方式の問題点
時の問題点をそれぞれ示す。

次- 世代電力需給基盤の構築

上図はSVR部が順調流時の問題点、下図は逆潮流

図3 不平衡対策制御方式

図4 SVC容量低減効果

図5 配電線路損失への影響（住宅地域配電線（約4km）の場合）

PV導入率100%の場合の結果。提案方式の配電損失率提案方式により、力率一定制御方式で力率0.97にするは、力率一定制御方式と比較して、快晴日で約10%、PV場合と同程度の効果が得られる。

出力変動日で約5%低減される。

57

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２ 主要な研究成果
重点課題 - 次世代電力需給基盤の構築

次世代通信ネットワークシステムの構築
背景・目的

電力用通信ネットワークは、発送配変電設

本 課 題では、配 電・需 要 家 用 の 通 信ネット

備の運転自動化を主体に既に十分に整備さワーク、流通設備の保全・監視用センサネット

れているが、スマートメータ等の需要家系通

ワーク、汎用IP系技術に対応した広域系統監

信や、流通設備の保全・監視系通信は整備が視・保護制御用通信ネットワークについて、既不十分である。また、系統保護制御関連の通開発の要素技術を統合し、実用性を高めるとと信は独自方式で、汎用的なIP（インターネット

もに、設計手法や設計支援ツールを開発する。

プロトコル）等の通信方式に未対応である。
主な成果1

スマートメータ用920 MHz帯マルチホップ無線 の 通信特性評価

スマートメータ用マルチホップ無線＊1 の一する送信待ち回数制限による影響が、遠方のつとして注目されている920 MHｚ帯システ

端末に接続する方式では離れた端末間の電

ムは、電波伝搬特性には優れるが、通信速度

波干渉に起因する再送回数制限による影響

が遅いため、多数のメータ情報の収集には効が大きく現れることを明らかにした（図１）。通

率的な通信が必要となる。このため、オープン

信特性を改善するためには、送信のタイミンな仕様である国際標準通信プロトコルを用い

グや送信待ち時間、再送回数等のパラメータ

る場合の通信特性計算プログラムを開発し、を設置環境に合わせて調整することが必要と通信特性を評価した。互いに近接するメータなる[R12004]。

に接続する方式では通信の衝突回避に起因

2

遠隔光給電を用いた多点光センサシステムへの無線型センサの適用技術の開発

電力設備の高経年化対策や既存設備の有る方式を導入した。また、一方的に計測値を効活用のために、電力ネットワークをきめ細送 信 するセンサ の 場 合には 、監 視 局にて 送

かく監 視する送 電 線 監 視 用センサシステム

信タイミングを把 握して蓄 電 素 子 の 充 電 開として 、遠 隔 光 給 電 を 用 い た 多 点 光 センサ

始タイミングを適切に制御することで、デー方式を提案している。既に有線型センサを用

タを 効 率 的に受 信 できる方 式 を 開 発した 。

いた動作検証に成功しているが、さらに絶縁

これらの 方 式と実 用 無 線 型センサを組 み 込

確保や監視範囲拡大のために無線型センサ

んだシステムの試作・動作検証を行い、現地の適用方式を開発した（図2）。消費電力が大での電源確保が困難な場所でも遠隔光給電

きい 無 線 受 信 機を接 続 するため、光 給 電 パ

でセンサ 情 報を収 集 できることを実 証した

ワーを蓄電素子に蓄えて短時間のみ駆動す［R12014］。

3

高精度時刻同期方式 の 広域IP系ネットワークへ の 適用性評価

電力系統の保護制御システムでは、系統状

トワークに適用した場合は、同期精度が大き

態量を精密に計測・演算するため、系統内のく劣化する場合や同期がとれない場合がある

様々な箇所での計測タイミングを同期させるが（表1）、時刻同期専用のイーサネット型ネッ必要がある。このタイミング同期を簡易に実トワークに適用した場合は、保護制御用として現するため、IEEE 1588として標準化されて十分な1 μs程度の精度が得られることを実験＊2

いる時刻同期方式 の広域IP系ネットワーク

的に確認した（図3）。

への拡張適用性を評価した。既存のIP系ネッ＊１ 近くのスマートメータ同士が無線で通信することにより、各々のメータ情報をバケツリレー式に伝送するシステム。
＊２ 構内通信ネットワークを主な対象として１μs 以下の同期精度が得られる。
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図１ スマートメータ用920 MHz帯マルチホップ無線における通信成功率の評価（a）
メータ通信用の国際標準プロトコルIEC 62056を組み合わせて、メータ側から自律的に情報を送信する場合について、通信端末から30分検針値を自律的に送信し，事業所で受信するまでの経過時間等を算出した。 (b)近接する端末に接続する方式の場合は通信の衝突回避に起因する送信待ち回数制限による影響が、遠方の端末に接続する方式の場合は離れた端末間の電波干渉による再送回数制限による影響が出る可能性がある。

図２ 遠隔光給電を用いた多点光センサシステムの無線型センサとの接続構成
監視局の給電用光源により遠隔の光ノードへ給電するため、現地の電源設備が不要である。無線型センサのように消費電力が大きい場合は、蓄電素子(EDLC;電気二重層キャパシタ)を用いた短時間の駆動方式により情報収集を可能にした。さらに送信専用タイプの無線型センサに対しては、送信タイミングを把握しEDLCの充電時間を制御するこ
重点課題とでセンサ情報取得を可能にした。

次- 世代電力需給基盤の構築

表１ IP系の既存通信装置（A）と時刻同期機構を実装した通信装置（B）を組み合わせた場合の時刻同期マスタ−スレーブ間の同期可能性評価
実際の広域通信ネットワークでは時刻同期機構を備えない従来型の広域イーサネットやIPネットワークが適用される場合もあるため、装置間の通信形態や時刻同期制御方式の適用性を机上および実機で評価した。時刻
同期制御方式に適用制約がある場合や同期精度が数十μs以上に劣化する場合があることがわかった。

A ࡡ㏳ಘᙟឺ
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B ࡡ᫤็
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‫ڸ‬࡝ࡊ㸝᪜Ꮛ㏳ಘ⿞⨠ࡡࡲ㸞‫ې‬‫ې‬凡例） ○：同期可 ×：同期不可△：イーサネット方式のみ可

図３ 広域IP系通信を用いた系統安定化制御システム
への時刻同期方式の適用性評価
時刻同期方式が実装された通信装置（イーサネットスイッチ）を適用するとともに、保護制御装置にも時刻同期機構を組み込み、ネットワークを構成した。通信ネット
ワークにトラヒック負荷がかかっても1μs程度の同期精度を維持できた※。
※本研究の一部は新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）
からの受託研究として実施した。

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２ 主要な研究成果
重点課題 - 次世代電力需給基盤の構築

日本型デマンドレスポンスの成立性評価
背景・目的

主な成果

電 気 料 金によってピ ーク抑 制や負 荷 移 行を促すような、デマンドレスポンス（DR）を活用する試みは、一部の電力会社でのピーク抑制型料金メニューの実験やスマートコミュニティ関連の実証事業等により開始されつつある。しかし、DRへの参加率や負荷削減幅、料金の変化に対する需要家の反応度合い等に関する知見は十分には蓄積されていない。

1

オフィスビルを対象にしたDR制御 の 実証

実際のオフィスビルを対象として、電気設
備を自動もしくは手動で制御する（自動DR制御、手動DR制御）手段が異なる2つのDRの実
証試験を行い、需要家側の受容性や費用対効
果を明らかにした。なお、自動DR制御に対し、手動DR制御では、例えば、エアコンの温度設定を手動で元に戻すことができる等緩やかな2を明らかにした（表1）。また、需要家がDRを実施するために必要な行動と制御装置の果たすべき役 割につ い て 調 査した 。特に、D R
実 施 にお ける電 力 会 社 や D R アグリゲ ー タ等との通信や、DRメニュー検討・評価等、制御 装 置は重 要 な 役 割を担うことを指 摘した[Y12022] 。

太陽光発電（PV）大量連系時の系統電圧制御に対するDRの適用可能性

PV大量連系時における逆潮流による配電
線の電圧変動対策としてDRを適用する場合の定量評価を当所の｢配電系統総合解析ツー
ル｣を用いて行った。PVの連系率が概ね30％を超えると、DR発動が必要となり、負荷やPVの分布パターンによっても異なるが、発動日数や時間は連系率とともに増加する。また、分4方式となる。その結果、自動DR制御は、確実に負荷抑制できるが、制御に伴い執務者の作業効率が低下すること、手動DR制御は、実施コストが 安く需 要 家 側 の 費 用 対 効 果は高 いが、負荷抑制効果にばらつきが見られ、確実性の向上が課題であること等がわかった（図1）[Y12025] 。

業務・産業需要におけるBEMS／デマンド監視・制御装置のDR活用の可能性

導 入 が 進 みつつあるB E M S ／デマンド監
視・制 御 装 置 の 使 用 方 法を調 査し、D R へ の活 用を検 討した。震 災 後 の 節 電 のための 装
置 の 使 用 方 法として 、事 前にデ ー タ 分 析 を
行 い 、常 時 節 電を立 案・実 施 するタイプ（ 対策立案型）と、警報発生時の対応を中心に検討・実行するタイプ（警報対応型）があること

3

本課題では、ピーク抑制に加え、系統安定化等の新たな利用可能性を含めたDRの成立性に関し、受容性や費用対効果の面から評価
し、料金メニューやサ ービスの多様化、再生可能エネルギーを含むエネルギー利用の全体最適化に関する知見を洗い出し、電気事業がDRに関して取り組む際に必要となる情報を提供する。

布パターンによる違いとして、高圧系統の後半部のみに負荷やPVが分布する方が均等分布の場合より日数・時間とも多くなることを定
量的に明らかにした。さらに、従来の設備対策と比較することにより、DRの経済性（ブレーク[Y12008]。
イーブンコスト）
を算出した
（図3）

家庭用エネルギー管理システム（HEMS）の普及に関する課題とその動向

2001年度以降のHEMS実証試験等のレビューにより、HEMSの普及に向けた現状評
価を行い、課題を抽出した。課題の中で特に重 要 なものは、省エネ効 果 の 確 実 性と継 続性、高額な導入コスト、省エネに対する需要家の意識の3つであることがわかった（表2）。需要家にとっての必要性や有用性は未だ不透明な部分が多いものの、省エネ効果の確実性を高めるような仕組み（自動制御等）や施策（継続的かつ効果的な省エネ情報提供等）を確立する等により課題を解決し、HEMSの必要性や有用性を明らかにして、その存在価値を高めることと、需要家の理解を深めることが必要である[Y12011]。

［Y12021］
その他の報告書 ［Y12018］60

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表１ 東日本大震災後の節電におけるBEMS／デマン
ド監視・制御装置の使用方法の類型
業務・産業需要家に対する訪問調査（111件）と郵送調査（3,031件）により、DR実施のためのBEMS／デマンド
監視・制御装置の活用方法を検討した。東京都・神奈川県に所在する50名以上の規模のBEMS／デマンド監視・制御装置を有する事業所を対象に、東日本大震災後の節電活動と装置の使用方法を調査した。対象事業所の2010
年比の2011年のkW削減率は、最頻値で25%と大きかったが、装置の使用方法には違いが現れた。

図１ ピーク負荷削減率
横須賀市のある事業所（6階建）の例。1階の削減率が高
いのは、1階のみ空調方式が非蓄熱式であり、制御前の消費電力が大きかったためである。蓄熱式を用いている
3階以上の階では、自動DRでは設定温度の変更幅に応じた削減率が達成されている。手動DRでは、5階は削減率が自動DRと概ね変わらないのに対し、3階は小さい。
手動DRは設定温度を変えられるため、一概には比較できない面もあるが、温熱環境変化に関する執務者へのアンケート調査から、自動DRの方が手動DRの場合と比べ、作業効率を低下させているとの回答数が多かった。

表２ HEMS普及への課題と課題解決に向けた現状評
価結果○：解決済みまたは早期に解決見込み、△：解決途上、
× ：解決可能であるか不透明、※今回は需要家の視点での課題を抽出したため、通信規格等は除外している。
重点課題
次- 世代電力需給基盤の構築

図２ DR対策時における経済性の試算結果（対必要抑制kWh）
経済性（ブレークイーブンコスト）＝

DR導入により回避できる設備対策費
適正電圧維持に必要な抑制電力量

ブレークイーブンコストは、DR対策によって回避可能な
配電系統対策（静止型無効電力補償装置（SVC）の設置）費用を示しており、このコスト以下で電力会社および参加者負担のDRプログラム構築を実現できるか否かが、DRの経済性を判断する上での一つの目安となる。

61

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２ 主要な研究成果
重点（プロジェクト）
課題 - 次世代電力需給基盤の構築

次世代ヒートポンプの開発と評価
背景・目的

ヒートポンプは、省エネルギー・CO 2排出削

湯等の熱需要分野を対象に、イニシャルコス

減技術として国内外で注目を集めており、国トが低く、コンパクトで、エネルギー消費量がのCool Earth-エネルギー革新技術計画等

少ない、低GWP冷媒ヒートポンプの商品開においても、さらなる高性能化、低GWP（地発と性能評価を行う。これにより、ユーザーに

球温暖化係数）冷媒の利用、様々な熱需要分

とって魅力的で、かつ、省エネルギー・CO 2 排野への適用拡大が推進されている。

出削減に優れた機器の市場への投入と普及

本課題では、産業用乾燥や家庭用暖房・給

主な成果

1

促進に貢献する。

高性能低GWP冷媒ヒートポンプ の 開発

寒冷地用温水式セントラル暖房システム＊1が供給できないことから、本格的な普及にはのボイラー代替熱源機器として、フロン系冷

至っていなかった。そこで、フロン系冷媒ヒー媒を用いた家庭用ヒートポンプ温水暖房機がトポンプの上記の欠点を克服し、寒冷地でも市場に投入されている。しかし、外気温が低い

高性能を発揮する2元ヒートポンプサイクルと加熱能力とCOP（＝加熱能力÷消費電力、を採用したCO 2 冷媒による家庭用ヒートポン

ヒートポンプの効率の指標）が大幅に低下す

プ温水暖房機を、電力会社およびメーカーとることや、ボイラーのような70℃以上の温水共同で開発・商品化＊2した
（図1）。

2

家 庭 用ヒートポンプ 給 湯 機 の 性 能 評 価

省エネルギー・CO 2 排出削減基準の策定に得した。

向け、家庭用ヒートポンプ給湯機を対象に、当

また、家庭用ヒートポンプ給湯機の一層の所 のヒートポンプ 性 能 評 価 試 験 設 備を用 い

高効率化に向け、ヒートポンプの効率に大きて年間を通した性能評価試験を実施した。こな影響を及ぼす貯湯タンク内の温度分布を、

れにより、ユーザーの生活習慣や家族構成等

簡便な出湯モデル、給湯モデルならびに実験によって異なる給湯負荷や、設置地域・季節に結果に基づく放熱モデルで構成した熱伝導解

よって異なる外気の温・湿度等を考慮した、機析で求める手法を開発し、標準的な給湯試験

器の加熱能力やCOP等に関するデータを取結果によりその妥当性を検証した［M12003］。

3

ヒートポンプ 開 発 試 験 設 備 の 設 計・製 作

業務用の各種ヒートポンプに加えて、産業

設計・製作・設置工事を行い、2013年度下期用の蒸気製造ヒートポンプや熱風製造ヒート

からの本格運用開始を目指して試運転調整

ポンプ等の開発と評価が可能な国内唯一の

を開始した
（図2）。

設備として、「ヒートポンプ開発試験設備」の＊１ 屋外設置の熱源機器（灯油ボイラーや電気ボイラー等）と、屋内設置の温水パネルとを組み合わせた暖房システム。快適性や安全性の観点から、寒冷地において普及が進みつつある。
＊２ 北海道電力とサンデンとの共同開発品。
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図1 寒冷地向け家庭用CO 2 冷媒ヒートポンプ温水暖房機の概要
サンデンが2012年5月に販売を開始。商品名はエコルノ（ecoruno）。

重 点︵ プ ロ ジ ェ ク ト ︶課 題
次
- 世代電力需給基盤の構築

図2 ヒートポンプ開発試験設備の概要
産業・業務用の各種ヒートポンプの開発・評価装置として、2013年度上期に完成予定。
図中の写真は、左から、東芝キャリアのCAONS、神戸製鋼所のSGH、前川製作所のエコシロッコ。

63

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２ 主要な研究成果
重点（プロジェクト）
課題 - 次世代電力需給基盤の構築

高性能パワー半導体SiCの開発
背景・目的

主な成果

再生可能エネルギー大量導入に対応する化）が不可欠である。これまでに、当所が独自

基幹・配電系統安定化、さらには連系強化・広開発したSiC結晶成長装置を用いて、高電圧域運用に対応するために、電力制御装置の低系統に利用が可能な耐電圧13kV相当の高耐損失化、高電圧化が必要である。SiC半導体

圧素子に適用可能な厚膜かつ高純度のエピ

技術は、小型・低損失の電力制御装置を開発

タキシャル
（エピ）
膜の作製に成功した。

できると期待されているものの、現状では、小本課題では、生産現場において適用可能な

容量素子が家電等一部の製品に採用されて厚膜・低欠陥SiC単結晶の製造技術を開発すいるにすぎない。大容量SiC素子の開発には、ることで、高電圧・大電流SiC素子の実現を目

SiC単結晶薄膜の厚膜化や低欠陥化（高品質指す。

1

高速エピ膜形成プロセスの 最適化

SiC素子の大容量化を実現する厚膜かつ高ることで、エピ膜内の転位と点欠陥の低減を

品質のSiCエピ膜を生産するために、種々の両立することに成功した。これらの成果によ＊1

欠陥を低減して SiCエピ膜を得る結晶成長2
り、面積1cm（電流100A以上に相当）のSiC技術について、高い成膜速度で行うためのプ

素子を作製可能とするレベルまで積層欠陥密ロセスを開発した。数10μm/hの高速SiCエ

度と転位密度を減少することができ、加えて、ピ膜結晶成長において、Si原料ガス（SiH 4 ）の当所が開発した格子間炭素拡散処理＊2を施す

分圧を下げる、または原料ガスに塩化水素をことによって十分なキャリア寿命＊3を実現可能

添加することで、結晶成長時に生成する積層（高電圧素子を作製可能）なレベルの点欠陥

欠陥を大幅低減できることを明らかにした（図

密度が低いSiＣエピ膜を得た。

1）。また、基板の結晶成長面の角度を調整す

2

S i C の 品 質 向 上 の ため の 転 位 挙 動 の 解明・制御

SiC素子の劣化要因を削減するために、転フォトルミネッセンス（PL）観察によるTEDの位制御の高度化に向けた欠陥挙動の解明とバーガーズベクトル＊5 の判別、ならびに断面観察技術の開発を行った。当所が開発した高PL観察による厚いエピ膜内でのTEDならび

温熱処理による基底面転位転換法＊4においに貫通らせん転位（TSD）の伝播方向を可視て、熱処理温度を高めること、ならびにAr中化することに成功した（図3、4）。これらの転高温熱処理前にエピ膜表面にイオン注入を位観察技術は、TEDとTSDの挙動制御をよ施した後に再度エピ膜を形成することによっり正確に行うことを可能にするため、さらなて、貫通刃状転位（TED）への転換率を向上

る結晶品質の向上による高性能な素子の開させてエピ膜内の基底面転位密度を大幅低発が期待できる。

減 できることを解 明した（ 図 2 ）。また 、平 面
＊１ 今回対象とした欠陥は、それぞれ、SiC 素子の電気特性を低下させる 8H 型積層欠陥を 103cm-2 から 0.1cm-2 に、バイポーラ型 SiC
素子の動作時における通電特性劣化を引き起こす基底面転位を 0.09cm-2 に、キャリア寿命を低下させる点欠陥（Z1/2 センター）を
1 × 1012cm-3 に低減した。
＊２ 格子間炭素拡散処理 : 格子間炭素を SiC エピ膜表面から導入して、その後に SiC エピ膜深部に熱拡散させることで、炭素空孔型欠陥を消滅させる方法。
＊３ 平衡状態よりも過剰な電子と正孔が消滅するまでの時間を表し、高寿命にすることにより低損失通電を得ることができる。
＊４ 高温熱処理による基底面転位転換法 : 1800-2000℃程度の Ar 中高温熱処理によって、SiC エピ膜内の基底面転位を通電特性の劣化要因とならない TED に転換する方法。
＊５ 転位線の周りの原子の不一致の向き。

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本研究の一部は、総合科学技術会議により制度設計された最先端研究開発支援プログラムにより、日本学術振興会
を通して助成された。

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図１ SiCエピ膜のPLマッピング像

図２ Ar中高温熱処理における基底面転位の転換率(a)成長圧力40Torr/H 2ガス流量40slm、(b)40Torr/A r 中での 高 温 熱 処 理による基 底 面 転 位 転 換 法においH 2 60slm、(c)30Torr/H 2 40slm、(d)200Torr/て、熱処理温度を2000℃にまで高めることや、エピ膜表H 2 4 0 s l m に 塩 化 水 素 を 流 量 3 s l m 添 加 にて 得られ面にイオン注入を施してから高温熱処理を行った後にエた4 H - S i Cエピ 膜 の P L 像 。P L 像はバンドパスフィルタ

ピ膜を再度形成することによって、基底面転位の転換率

450nmを通して観察した。(a)における三角形状のコンを向上でき、エピ膜内の基底面転位密度を大幅に低減でトラストはSiCエピ膜内に存在する8H型積層欠陥に対きる。

応し、(b)、(c)、(d)では8H型積層欠陥が観測されない。
[slm: standard liter per minute（標準状態でのガス流量）]。

重 点︵ プ ロ ジ ェ ク ト ︶課 題

図４ 4H-SiCエピ膜の断面PL像と模式図(a)、(b) のPL像は、バンドパスフィルタ900 nmを通して、厚いエピ膜内でTEDとTSDが表面に向かって傾斜て観察。(c)、(d) 内の ┬ 印はTEDが形成する余剰原子角を有しながら伝播する様子を直接観測することに成面の向きを示し、放射光トポグラフィ像から判別される。

功した。

次- 世代電力需給基盤の構築

図３ 2種のバーガーズベクトルを有するTEDの(a)、(b)平面PL像と、(c)、(d)それぞれに対応する放射光X線トポグラフィ像

断面模式図におけるAとBはTED、CはTSDに対応し、角度はc軸[0001]からの傾きを示す。断面PL像におい(a)、(b) において、TEDが形成する余剰原子面の向きに対応してPL像が変化することが確認され、PL観察によってもエピ膜内のTED余剰原子面の向きを判別できることを示した。

65

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２ 主要な研究成果
重点課題 - 次世代電力需給基盤の構築

高性能二次電池評価技術の確立
背景・目的

大容量の二次電池は、太陽光発電や風力発効率が期待できるLiイオン電池の非破壊で高電導入時の系統安定化等への展開が期待さ精度な電池寿命評価技術を確立するために、れている。しかし、二次電池を長期にわたって

電極挙動に関する計測手法の開発と解体分運用するためには、その寿命特性を把握する

析での検証により、電池容量低下要因を明らことが重要である。

かにする。また、より安全かつ低コストな次世

本課題では、高いエネルギー密度と充放電

主な成果

1

代電池の適用可能性を探る。

疑似参照極導入による電池容量低下時 の 電極挙動計測手法 の 開発

L iイオン電 池では、充 放 電に伴 い 正・負 極導入法を開発した（図1）。当所試作の全固体の電位が変化するため、その差として得られ型リチウムイオン電 池に疑 似 参 照 極を導 入る電 池 電 圧 の 計 測だけでは、個 々 の 電 極 反し、検証した結果、500サイクル(運転期間約

応挙動を捉えることが難しく、電極挙動の変1年)以上安定に動作し、サイクル経過に伴い化による容量低下要因の解明に十分な情報

負極低電位部の利用容量の減少とともに、放は得られない。そこで一定の電位を示し、か電末期の正極電位が上昇することがわかった

つ電池特性に影響を与えない擬似参照極の

（図2）。

2

解 体 分 析による電 池 容 量 低 下メカニズム の 解 明

容量低下メカニズムの解明のために、市販了時での正極電位が上昇して正極の運用範

Liイオン電池（Mn系正極、炭素系負極）を容囲が狭くなる＊ことがわかった。また、電池を量低下後に解体分析し、電極挙動結果と比較

高温で運転した場合に電池容量低下が増大した。対極にLiを用いた正・負極の容量測定、する要 因につ いては、正 極 活 物 質 の 劣 化 がおよび化学分析による負極での不可逆なLi

増 大 の 要 因となるが 、負 極 活 物 質 の 劣 化 の

消 費 量を定 量 的に比 較し、サ イクル 寿 命 試

影響は小さいことを確認した（図3）。この結験前後での正・負極容量および正・負極運用

果、劣化後の電池の容量低下は、正極運用範

範囲の変化を見積もった。その結果、本電池

囲 が 狭くなることと正 極 活 物 質 の 劣 化でほでは、負極での不可逆なLi消費により放電終ぼ説明できることを明らかにした。

3

高安全・低コストを目指した全固体型Na電池 の 試作

Liイオンの代わりにNaイオンを充放電時

お いて、ほぼ 設 計 通りの 初 期 充 放 電 特 性をに用いるNa電池は、既存のLi電池と比べて得ることに成 功した（ 図 4 ）。また、資 源 制 約

資 源 制 約 が 小さく、様 々な 構 造 の 正 極を合の あるC oに代わる遷 移 金 属（ N i 、F e ）を用成・利用できる可能性がある。これらの長所

いた材料についても正極として動作可能でに加え、揮 発 性 の ある有 機 電 解 液を固 体 電あることを確 認し、次 世 代 の 低コスト、高 安

解質に変えて安全性の改善も目指した全固

全 な 電 池 系として 有 望 で あることを示した

体 型 N a 電 池 の 成 立 性 を 検 討した 。正 極 に[Q12011] 。

N a C o O 2 、負 極にN aを用 い た 試 作 電 池に
＊ 運用範囲を充電時と放電時の電位差として考えると、放電終了時の電位が上昇すると充電末期との電位差が小さくなり、運用範囲が狭くなる。運用範囲が狭くなることにより、供給できるイオン量が減少するため、電池容量低下の要因の一つとなる。
66

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図１ 擬似参照極を導入した全固体型リチウムイオン
電池

図２ 充放電サイクル時の正・負極電位変化

正極(LiNi 1/3 Mn 1/3 Co 1/3 O 2 :NMC)、負極(炭素)極間ン電池の長期サイクル試験を行い、電池電圧と正・負極

擬似参照極を用いて当所試作の全固体型リチウムイオに、電極と等しい面積の金属リチウム（疑似参照極）を導の電位変化を解析した結果、500サイクル（運転期間約入する手法を適用することにより、均一な電気化学反応

1年）以上安定に動作すること、容量低下とともに放電終を実現し、充放電時の個別電位、各界面インピーダンス

了時の正極電位が上昇することを見出した。

が把握可能であることを確認するとともに、長期運転試
験に適用できることを明らかにした。

重点課題
次- 世代電力需給基盤の構築

図３ 電池解体分析から推定される電池容量低下メカニズム

図４ 試作した全固体ナトリウム電池の放電挙動

リチウムイオン電池の容量は正極から供給され、正・負極間を移正極にNaCoO 2 、負極に金属ナトリウム、電解動するリチウムイオン量（●）で決まる。電池の容量低下は、正極質にポリエーテル系固体電解質を用い、60℃

から供給されたリチウムイオンが負極上で不可逆に消費されるこの運転温度で設計容量110mAhg に近い放と（●の増加）と、正極活物質の劣化（■部分の使えない正極量の電容量が得られた。

-1

増大）で説明できることを明らかにした。電池容量低下時の放電終了時の正極電位の上昇は、このうち負極上での不可逆なリチウムの増加量が正極活物質の劣化量より大きいため、放電末期に正極に供給できるリチウムイオン量が少なくなることにより説明できる。

67

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２ 主要な研究成果
重点課題 - 次世代電力需給基盤の構築

電化厨房の省エネルギー性評価
背景・目的

電化厨房は、燃焼ガスの発生がない、調理本課題では、厨房内の温熱環境の悪化や結器の効率が高い、放射熱が少ない等の特長が露・臭気の増加をもたらさない適正な換気量あるため、省エネや厨房内の環境向上に貢献

を実厨房において実験的に見出すとともに、できるシステムとして、家庭だけでなく、業務

換 気 量 低 減による省エネ効 果を明らかにす用にも普及しつつある。しかし、業務用電化厨る。また、調理人の動きや空調機からの吹き房の必要換気量は、現状ではガス厨房に準じ出しによる気流の乱れは厨房内の空気質維て規定されているため、電化厨房の利点であ持に重要な排気フードの捕集率＊1を低下させる換気量低減による厨房空調の省エネ効果ると指摘されているため、補集率に及ぼすこや空調機の小容量化の効果が十分に引き出れらの影響を実験的に評価する。

せていない。
主な成果

1

食堂における厨房換気量 の 低減実験と省エネ効果 の 評価

電化厨房および客席等から構成される営まで減らしても、厨房内の温度の有意な上昇

業 中 の 食 堂にお い て 、厨 房 の 換 気 量 を３段や温冷感の悪化はみられず（図１）、結露や臭階（ 排 気フードの 平 均 面 風 速 で 0 . 2 5 m / s 、いの増加もなかった。また、換気量低減によ0.20m/s、0.15m/s）に変化させ、夏をまたる省エネ効果は、換気用消費電力量が60%

ぐ9ヶ月間、厨房内の温湿度、結露、臭いの観減、空調用消費電力量が11%減となった（図＊2測を行った。期間中、換気量を現行基準 の２）。これは食堂の消費電力量全体の4%に相50％（排気フードの平均面風速で0.15m/s）

当する[R12001] 。

2

調理人の動きによる気流の乱れが排気フードの補集率に及ぼす影響の評価

揚げ物器と茹で麺器を対象に＊3 、調理人がた。調理作業のない時の捕集率は、それぞれ調理作業（天ぷら、麺茹で）をしている状況下

97％、98％であったことから、調理作業に伴で排気フードの捕集率を測定した。換気量を、

う気流の乱れによる捕集率の低下はともに5当面の低減目標である現行基準の70％（排ポイントであり、調理人の動きによる気流の

気フードの平均面風速で0.2m/s）に下げた乱れの影響は大きくないと判断された（表１）

時の捕集率は、揚げ物器で92％、茹で麺器で[R12003] 。

9 3％であり、実 用 上 問 題 の ない 水 準であっ3

空調吹き出しによる気流の乱れが排気フードの補集率に及ぼす影響の評価

排 気フード前 面で下 降 気 流を発 生する空はほとんど見られなかった（ 図３）。したがっ

調吹き出し模擬装置を製作し、揚げ物器と茹て、排気フード前面における下降気流の速度

で麺器を対象に、換気量を現行基準の70％を0.4m/s以下になるように空調の天井吹出に下げた時の排気フードの捕集率を、下降気し口の配置や吹き出し風速を工夫すれば、排流 の 速 度を変えて 測 定した 。揚 げ 物 器と茹

気フードの捕集性能を低下させないことが確で麺 器 の いず れにお いても、下 降 気 流 速 が認された[R12011] 。

0.4m/sを越えない場合には、捕集率の低下＊１ 調理器から発生した水蒸気やオイルミストが調理器上方の排気フードに取り込まれる割合。ここでは調理器近傍で放出したトレーサガ
スが排気フードに取り込まれる割合を測定している。
＊２ 現行の基準では 0.3m/s に規定されている。
＊３ 調理器からの熱上昇流が弱いと、排気フードの捕集率は気流の乱れによって低下しやすい。熱上昇流の弱い機器として揚げ物器を、
熱上昇流の強い機器として茹で麺器を選択している。
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図１ 温冷感に及ぼす換気量低減の影響評価結果

図２ 換気量低減による換気用（上）および空調用（下）の消費電力量の削減効果（計算値）

厨房の換気量を現行基準の50％（排気フードの平均面

厨房の換気量を現行基準の50％（排気フードの平均面

風速で0.15m/s）まで減らしても、厨房内の温冷感（調風速で0.15m/s）まで減らすと、換気用の消費電力量を理従事者の回答）の悪化はみられなかった。

約60％、空調用の消費電力量を約11％低減できる。

表１ 調理作業時における排気フードの捕集率(換気量を現行基準の70％に減らした場合)
換気量を現行基準の70％（排気フードの平均面風速で0.2m/s）に下げた時の捕集率は、揚げ物器（天ぷら）で重点課題

92％、茹で麺器（麺茹で）で93％であった。

次- 世代電力需給基盤の構築

図３ 排気フード前面の下降気流速度と捕集率の関係
下降気流速が0.4m/sを越えない場合には、捕集率の低
下はほとんど見られない。

69

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２ 主要な研究成果
重点課題 - 次世代電力需給基盤の構築

電気自動車・蓄電池システムの普及支援研究開発
背景・目的

地球温暖化対策として、電源の低炭素化と（ E V ）普 及 拡 大 に資 する方 策 を 示 すととも

省エネルギーの推進が重要である。後者につに、安全で利便性の高い充電に関する技術開

いては、エネルギー消費に伴うCO 2 排出量が発を行う。また、民生部門の適切な電気利用増えている民生部門と運輸部門における適に向けて、二次電池技術を活用した住宅用の切な電気利用が有効である。

ヒートポンプ（HP）式給湯機併設の蓄電シス

本課題では、運輸部門における電気自動車

1

主な成果

テムを提案する。

充電インフラ最適化モデル の 機能拡張

EV/PHV（プラグインハイブリッド自動車）の情報を入力し、上りでのエネルギー消費増の、家庭での実際の利用者を対象としたアン

大、下りでの回生充電を考慮できる機能を拡ケート調査では、「 一充電走行距離の短さ」や張した。これにより、山間部が多い地域では高「外出先での充電設備の少なさ」等が不満点

密度に急速充電スタンドを設置する必要があとして挙げられる[Y12029] 。そのため、電費シることを明らかにした。さらに、急速充電スタ

ミュレーションを活用したEV走行可能範囲明

ンドの効果的な配置を検討し、a.大都市への示モデル、ならびに交通シミュレーションを活設置、b.中核都市への設置、c.都市間幹線道用した充電インフラ最適化モデルを開発して路への設置、d.半島部や高標高部への設置といる。

いう観点から設置優先順位を整理し、岡山県・

充電インフラ最適化モデルにおいて、標高2

鳥取県へ適用した(図１)＊1。

双 方 向 非 接 触給 電 技 術 の 開 発 の 評 価

EVの蓄電システムとしての利用（Vehicleの電源電圧を昇圧することにより、離隔距離

to Home:V2H）に向け、利便性・経済性の高10cmで1.5kWの電力伝送に成功した。このい給電技術として、磁気共鳴方式を用いた双時の伝送効率＊2として71％を得た（図３)。ま方向非接触給電装置（駆動周波数20kHz）をた、損失の要因解析を行い、一次側から2枚

考案・試作し、実用的容量であるkW級電力伝

目の伝送コイル(図２の#2コイル)での発熱が送の実証を行った（図２）。4枚ある伝送コイル顕著であることを明らかにし、巻き線抵抗の（直径20cm）の全てに共振コンデンサを設低減等、今後の高効率化への課題を抽出した

け、車載の双方向チョッパを活用して一次側[H12002] 。

3

民生用需要家向けHP式給湯機ハイブリッド蓄電システム の 開 発

外気温、給水温度等で異なるHPのCOP（成の外気温変化を踏まえた本システムの省エ績係数）の向上や貯湯タンクからの放熱抑制

ネ効果を、通年で試算・評価できる運転シミュを図るため、HP式給湯機の貯湯時間帯を蓄

レーションを開発し、試作機の実測データと電池でタイムシフトするシステムを開発した。

の比較による定量的な妥当性検証を進め評

需要家の給湯需要パターンの違いや年間で価ツールとして整備した。

＊１ 次世代自動車振興センターからの受託研究「充電ステーション最適配置に関する解析調査」（2013 年 3 月）として実施。
＊２（伝送効率）=（負荷で消費した電力）／（直流電源が供給した電力）。
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図1 岡山県・鳥取県における充電スタンドの効果的な設置優先順位に関する分析結果
岡山県・鳥取県におけるEVの電池切れを防ぐ効果的な急速充電スタンドの配置を検討した結果、①大都市圏である
岡山市、②幹線道路である岡山・中国・米子自動車道沿い、ならびに中核都市である津山市・美作市、③高標高領域である大山領域、④中核都市である米子市・倉吉市・鳥取市といった順に設置の優先順位があることがわかった。

重点課題
次- 世代電力需給基盤の構築

図２ 4枚の電力伝送コイルの配置構成

図３ 試作装置の電力伝送特性

自己インダクタンスの同じ4枚の高周波コイルを用電 源 電 圧 を 一 次 側 で 4 2 9 V に 昇 圧 さ せ ることでいて、全体として3段のトランスを構成した。また対

1.5kWの電力伝送を実証した。また、この時の伝称な回路とするため、1枚目と2枚目のコイル間隔、送効率は71％を得た。伝送効率は巻線抵抗に強く

および3枚目と4枚目のコイル間隔を揃え、これらの依存しており、実験結果は、回路解析で巻線抵抗を結合係数※が共に0.2となるように配置を定めた。

0.08Ωとした条件に近い特性を示している。

さらに前述のコイル間隔に比べて、2枚目と3枚目のコイル間隔を広くとり、この結合係数 ※ が0.1となるように配置を定めた。
※（結合係数）＝（相互インダクタンス）／（自己インダクタンス）

71

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基盤技術課題

社会経済研究所
概要

電気事業は社会経済をエネルギー供給で支える基盤であり、人々の生活や生産活動にも大きな影響を及ぼしている。このため、電気事業では電気と社会の関わりを明らかにするための研究が欠かせない。社会経済研究所は、経済学、経営学、法律学、心理学、電気工学、都市工学、原子力工学、物理学等の専門知を持つ研究者を揃え、電気事業と社会の関わりを明らかにする研究活動を通じて、電気事業の広範な企業活動を支えている。

課題毎の
概要と
主な成果

電気事業経営
当面の制度改革対応を終えた先の電気事業の姿や、その際の事業戦略、成長分野や重視すべき経
営資源について探索するべく、分析の方法論の確立を目指すとともに、試論を提示し議論に呈することを通じて、将来の電気事業への示唆を抽出し、提示していく。
■LNG調達コストの低減に資する価格交渉力の実態■首都圏在住の市民・専門家を対象とするアンケートを明らかにするため、電力会社等でLNG調達に携調査により、大震災後に市民だけでなく原子力専門

わる実務者に対するインタビューやアンケート調査

家の原子力発電に対するリスク認知も高まったこ

を行い、LNG取引において交渉力が有効に発揮さと、また市民は科学技術を強く否定もできないが過れるタイミングや条件、ガスの先物市場が有効に大な期待もできなくなり、
当面は科学技術の恩恵や機能するための条件や対応策について評価を行っ弊害に対する態度を留保している傾向があることた。その結果、
プロジェクトが成立する規模（例えばを明らかにした。このように国民の技術や企業観にトレイン単位の規模）で購入する場合に交渉力が関する意識変容が生じており、国民の原子力発電の強くなり、その規模を満たすために戦略的な共同有用性に対する理解の促進を図るためには、電気購入は有効と考えられること等を示した（表１）

事業は情報提供におけるメッセージの提示とそれ［Y12006］。

への反応の関係性について、従前以上の配慮を要することを明らかにした［Y12010］。

経 済・社 会システム
電力供給不安や発電コストの増大といった状況が日本経済やエネルギー市場、電力経営に及ぼす影響をマクロ、地域といった視点から定量的・客観的に把握することにより、今後の電気事業の経営戦略の立案に資する。
■2030年までのマクロ経済・財政展望［Y12001］を

電気事業連合会の電力需要実績を用いて電灯・電受け、我が国の産業構造・エネルギー需要を展望

力需要の価格弾力性（需要の変化率を価格の変化した。緩やかな円安と安定した世界経済の成長を率で割ったもの）に関する実証分析を行った。この前提とした場合、経済成長率は年率1.1%となる一

結果、価格弾力性はこれまでのような無視できる方、電力需要は年率0.4%弱の伸びとなる。また、今ほどの低水準ではなく、例えば、
電灯では0.856(北後原子力発電所の再稼働が実施されない場合、今海道)から1.563(北陸)、電力では0.158(東京)から後失われる実質GDPの総額は2030年までの累計

0.551(北陸)等、地域間で有意な差があることが明で約86兆円に上ることを明らかにした（図1、図2）

らかになった。電気料金の値上げによる電力需要の［Y12033］。

影響は小さくなく、
従来のように全国の価格弾力性■料金値上げによる電力需要への影響を分析するただけを見ていると、各地域の的確な需要見通しがで

め、電力9社（沖縄電力を除く）の管内を対象とし、きない可能性があることを示した［Y12015］。

72

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課題毎の
概要と
主な成果

エネルギー技術評価
大震災後におけるエネルギー技術評価の体系を確立するため、各種の状況変化に対応し得る新たな手法探索・モデル開発およびそのための基礎データ収集整備を通じて、持続可能な電力の安定供給の確保に資する。
■福島第一原子力発電所の事故を受けて抜本的なついて、防災訓練および評価のサイクルを通じた見直しが行われている我が国における原子力防災

防災計画の継続的改善等の有益な知見を提供した

関連制度の改正動向について、事前対策の重要性［Y12013］。

を反映した防災計画の実効性向上等、ステークホ■ 既往の研究では評価されていなかった売電用

ルダー関与の観点から見た主要な変更点を指摘し大規模太陽光(PV)発電システムとして、1、2、5、た。フランスの原子力防災体制の構築において幅10MWのシステムを対象に、
ライフサイクルCO2広い関与をしている地域情報委員会
（CLI）
の事例

評価を行い、それらメガ
排出量（LC-CO2排出量）

分析を提示する等、今後、事業者が能動的に原子力

ソーラー発電システムのLC-CO2排出量は、58

防災におけるステークホルダーとの関与を確保し〜59g-CO2/kWhと、住宅用PVシステムのそれつつ実効性ある防災体制を構築するための方策にに比べて52%〜55%高くなることを示した［Y12031］。

表1 LNG買主の価格交渉力に影響する要因の評価
LNG調達において、買い手側が交渉力を発揮できるタイミングは新規プロジェクトの立ち上げ時に限定される等、その余地は少ない。
その中で有効な手段は、交渉の選択肢を複数用意すること、具体的にはエネルギー源の多様化である。共同購入等により購入規模を拡大することは万能ではなく、プロジェクトが成立する規模等、適正な水準がある。水色は交渉力があると評価できるものを示す。

図2 電灯電力総合単価の推移
原子力ゼロケースでは、代替燃料はLNGと石炭を１対１とし、図1 原子力ゼロケースの実質GDPの累積損失額

CO2制約、立地制約、廃炉費用等は考慮していない。標準ケー2030年時点では、実質GDPが6兆円減少し、672兆円とスの原子力は、再稼働後、運転年限が来たものから順次停止なる。2013年以降の実質GDP減少額を合計すると、約86していくため、標準ケースと原子力ゼロケースとの差（最大で兆円となる。

2.3円／kWh、乖離率11.5％）は徐々に小さくなる。

73

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基盤技術課題

システム技術研究所
概要

システム技術研究所は、大規模電源や分散形電源によって発電された電力を安定に供給するための電力システム、配電システム、通信システムにおける計画・運用・制御技術や解析技術、電気を有効に利用するための需要家サービス技術の開発・試験・評価等に取り組んでいる。

課題毎の
概要と
主な成果

電力システム
電力の経済的かつ安定な供給を支える基盤技術として、電力系統の解析・評価技術、制御・保護技術を開発し、電気事業に提供する。また、これら基盤技術を基に、再生可能エネルギー導入拡大、広域連系・運用の進展等の重要課題への対応策を明らかにし、社会への的確な情報発信を行う。
■電力流通設備の高経年化が進む中、これらの設備場合、高調波不安定現象の発生が懸念される。
このの適切な保守・更新の実施（アセットマネジメント）

ため、
XTAPによる瞬時値解析により、他励式・自励が求められている。その実施を支援する技術とし

式併設時の高調波不安定現象の発生原因と発生条て、個別に立案している各設備に対する保守・更新

件を明らかにした［R12010］
。また、
将来、
偏在する

の初期計画および系統改良計画に基いて、
系統全風力資源を広域で活用するための長距離送電方式

体として整合の取れた計画に調整することを可能ととして考えられる多端子構成の自励式直流送電シする支援プログラムを開発した［R12009］。

ステムについて、直流遮断器を用いた系統事故時■今後の直流連系の増強において、既設他励式周波の制御保護方式を開発した［R12007］。

数変換所の近傍に自励式周波数変換所を新設する

需要家システム
需要家における省エネルギーの促進を支援するための要素技術やツールを開発する。また、メガソー
ラーを中心に、太陽光発電の効率的な運転・保守を支援する要素技術を開発する。
■省エネルギーの促進を支援するための要素技術て、エアコン使用者の多様な住まい方を考慮できである、家庭用エアコンの冷暖房時の消費電力をる家庭用エアコン選定支援ツールを考案した（図1）

推定するためのエアコン熱源特性モデル（当所既［R12008］。

開発）が様々な市販エアコンの機種へ適用できる■太陽光発電（PV）
用パワーコンディショナ（PCS）をことを、年間消費電力量の公表値と同モデルから利用した、太陽光発電設置場所で使用できる簡便得られた推定値とを比較することにより検証したなPVモジュール故障診断技術の構築に向け、PCS［R12002］。

で計測可能なPVアレイ電流電圧特性（I-V特性）の■家庭用エアコンを選定する際の判断材料のもとに変化に基づいてモジュール故障の有無を検出するなっている、
畳数の目安（設置部屋の広さ）等従来の手法を考案した。シミュレーションと実験によりメガ規格における課題を抽出した。その課題を踏まえ、ソーラーの場合でもモジュール単位での接触不良

省エネルギーの促進を支援するためのツールとしや断線故障を検出できる見通しを得た［R12017］。

通信システム
電力設備の運用・制御に必要となる電力用通信ネットワークの高い信頼性を確保するため、通信シ
ステムの耐障害性向上技術、電力設備被災時の復旧支援通信システム構築技術、および制御系シス
テムのセキュリティ技術を開発する。
■電力用通信ネットワークの重要回線を構成するマ

マイクロ波無線装置の導波管部に光ファイバ伝

イクロ波無線設備の耐雷性能を向上させるため、送技術を適用すること等により雷サージの影響

74

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課題毎の
概要と
主な成果

を低減する構成を考案した。また光伝送による雑を適用したシステムを考案し、基礎実験により断音の影響を検討し、必要な通信品質を達成できる

線障害後の通信回復動作を実証した。また光ス

見通しを得た（図２）［R12006］。

イッチや迂回伝送路による光伝送損失増加の影■配電変電所とスマートメータ用の無線集約局を結ぶ光ネットワークの耐障害性を向上させるた

響を検討し、標準的な住宅地域に適用できる見込みを得た［R12019］。

め、光分岐網の幹線部に伝送路切替え光スイッチ

情報数理
数理的手法を活用した情報技術により、電力設備の保守・点検業務に活用できる画像処理・機械
学習技術、大規模で複雑なシステムについての最適化技術の開発等を進める。
■電力設備の保守・点検業務を支援する技術として、法を水力発電所の発電機起動時データ（1年分）に

既開発の異常予兆発見手法を拡張して、多数のセン適用した結果、発見された29の異常予兆事例に対サ値の時系列変化を分析し、連動するセンサ群と異し、25事例が機械系異常、4事例が複合系異常に対常予兆の事例を対応付けることで事例に応じて自応することがわかり、本手法が異常予兆事例を異常

動的に異常種別に分類する手法を開発した。この手予兆種別に的確に分類できる見込みが得られた。

図1 考案した家庭用エアコン選定支援ツール
生活者が自身の住まい方に関する情報である、住宅仕様、
ライフスタイル（エアコンの使用時間や頻度）、
生活者の嗜好（環境性、
温熱快
適性、経済性）の重視度合いを入力すると、タブレット等に予め記録されたデータベースに基づいて市販エアコンが自動的に順位付けされ、生活者に合った選択肢として迅速に提示される。これにより、多機種の中から合理的かつ簡単な選定を可能にする。

図2 マイクロ波無線設備の耐雷性向上のための光ファイバ適用構成
マイクロ波無線設備の導波管を光ファイバに置き換えて鉄塔側のアンテナと局舎側の無線装置と間の電気絶縁性を確保する。また鉄塔側に設置される光／電気変換部は、電源を光給電とし、光電波融合技術により電気信号回路を最小化して、等電位化による耐雷性能を確保できる構成とする。

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基盤技術課題

原子力技術研究所
概要

原子力技術研究所は、軽水炉の再稼働、安全・安定運転および福島第一原子力発電所事故の着実な収束に向けた活動を支える基盤技術開発を推進し、原子力エネルギー利用が社会に受け入れられることを通じて、エネルギー問題や地球環境問題の解決に貢献することを目指している。

課題毎の
概要と
主な成果

原 子 炉システム安 全今後の軽水炉の安全かつ安定した運転においては、福島第一原子力発電所の事故を踏まえ、事故防止方策および発生した場合の緩和技術、緊急時対応等原子炉システム安全に関する信頼性向上技
術、および運転時の高い信頼性を保つための技術が重要となる。そこで、これらに関わる熱流動およびリスク情報活用に関する基盤技術を構築する。
■米国規制委員会(NRC)が開発し、米国の規制活動で標準的に使われる原子炉安全解析コー
ドTRACEの高度化に関する共同研究をNRCと行っている。その中で、流体の圧縮性を考慮した数 値 解 法を改 良し、課 題とされていた液相界面での圧力の数値的な不安定現象を回避
し、安定に解析することを可能とした。
■原子炉の燃料集合体内の沸騰二相流解析高度化に必要となる、流れの三次元性や過渡変化を考慮したモデル化に向け、燃料集合体内二相流の流路断面分布を高速計測できるサブチャンネ
ルボイドセンサを開発し、既存の二相流モデルの予測誤差を検証した。また、
ワイヤメッシュセンサ（図１）を用いた二相流の気泡挙動の計測に関して、個別気泡の体積、速度、存在位置を高速で計測・処理できるアルゴリズムを開発した（図２）。
■確率論的リスク評価（PRA）において大きな影響を持つ共通原因故障（CCF）について、昨年
度の機械品に続き、電気計装品の国内トラブルの分析を行い、CCF割合を表すPRA用パラメータの推定を行った［L12004］。
■軽水炉プラントで想定される湿り蒸気中の圧力脈動による機器/配管の振動疲労を評価す
るため、脈動発生源の一つである配管分岐部を対象として、脈動振幅に対する蒸気湿り度の影響について模擬配管を用いた実験により定量化し、湿りにより脈動振幅が低減されることを明らかにした。

燃 料・炉 心原子力発電プラントの中核部分である燃料と炉心の安全性の向上に向け、燃料被覆管の腐食・劣化機構の解明、事故時の燃料の特性の解明、炉心解析技術の高度化を推進する。また、溶融燃料の特性評価や未臨界度測定技術開発等を進め、福島第一原子力発電所1〜4号機の廃止措置に貢献する。
■使用済燃料プールの冷却に海水を使用した場
合の被覆管の健全性を明らかにするため、人工海水中で被覆管腐食試験を実施した。その結果、人工海水の温度を80〜85℃とし、海水成分濃度を自然海水の約3倍とした場合でも顕著な被覆管の腐食は見られず、被覆管表面に形成される海水成分によって生成する析出物に腐食抑制効果があることを明らかにした［L12001］。

■燃料溶融事故時に発生する核燃料とステンレ
ス鋼との溶融混合物を模擬した未臨界炉心に中性子を照射し、発生するγ線のエネルギー分布を測定した。その測定データに基づく数値解
析によって核燃料とステンレス鋼の混合割合を評価できることを示し、当所で開発中のγ線測定による未臨界度測定技術が溶融燃料に対しても適用できることを確認した。

燃料サイクル
六ヶ所 再 処 理 工 場 の 竣 工と安 定 操 業に向けた技 術 開 発や安 全 性 向 上 のための 基 盤デ ータの 取得を進める。高速炉燃料サイクル技術については、国内外の機関との協力関係を活用しながら技術基盤を維持する。これらの技術基盤を活用して、過酷事故時汚染拡大防止技術を開発する。
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課題毎の
概要と
主な成果

■再処理工場のガラス固化工程で発生が懸念されるイエローフェーズ＊1に関し、処分時の溶解性等の基礎物性やガラス中への溶解・拡散機構を解明した。この成果は、日本原燃の次期溶融炉の開発において活用される。
■これまで開発した乾式再処理技術の、炉心溶融事故により発生する破損燃料の処理への適用性を評価するため、ウランやプルトニウムを含む模擬破損燃料やTMI（スリーマイルアイラン

ド原子力発電所）破損燃料の電解還元試験を実施し、破損燃料中のウランが金属に還元できることを確認した＊2。この結果を踏まえ、引き続き破損燃料への乾式処理の適用性評
価を推進する。
■福島第一原子力発電所の汚染水処理システムの運転支援を引き続き行い、汚染水の海水濃度の低下に応じた効率的な運転方法等を提案した。

ヒューマンファクター
平時のみならず緊急時においても適切に行動できる組織の構築に貢献するため、個人やチームの特性を生かしたヒューマンエラーの未然防止方策、安全文化醸成方策等を開発する。
■緊急時に臨機に対応できるチームの育成に向けて、曖昧なイメージで論じられるチームの理想像を質問紙調査により評価できる手法「チーム理想像プロファイル」
を開発した。これにより、チームワークの育成に必要な具体的な理想像（目標）の共有化が可能となった［L12005］。
■机上業務者（一般社会人）に対する実験により、個人が知識として持つ背後要因＊3のカテゴリ＊4を増やすことで、不安全行動の発見が促進されることを確認した。これにより、新人等の現場作業
経験の少ない人材に対して、背後要因に関する教示・指導を短時間行うことで、自らの不安全行動の抑止が期待できる［L12006］。

＊1 モリブデンや硫黄等のガラスに溶けにくい成分を含みガラスから分離した相を形成する物質。
＊2 日本原子力研究開発機構／超ウラン元素研究所との共同研究。
＊3 不安全行動を引き起こす要因。例えば、知識不足、あいまいな手順書等。
＊4 個人要因、
コミュニケーション要因、作業特性要因、作業環境要因。

図１ ワイヤメッシュセンサ（WMS）概略
WMSは直行する２つのワイヤ層で構成される。このワイヤ交差点での導電率変化から気泡の有無を高速で計測する。当所の大口径WMSは内径224mm、ワイヤ本数64×64、計測速度
2500断面／秒であり、高い空間分解能（約3000計測点）
かつ高速（2500断面／秒）での二相流計測が可能である。さらに、２つのWMSを近接配置することにより、気泡信号の時間差から気泡の速度計測も可能である。

図２ 気泡挙動の可視化結果
WMS間で気泡を追跡することで気泡の通過時間差と移動量から個別気泡の速度を計測することが可能である。

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基盤技術課題

地球工学研究所
概要

地 球 工 学 研 究 所 は 、電 力 施 設に関 わる土 木 技 術や自 然 災 害 対 策 、原 子 燃 料 サイクル バッ
クエンド事 業 支 援 に 必 要 な 地 圏 科 学 、地 震 工 学 、構 造 工 学 、流 体 科 学 ならび に 地 下 エ ネ ル
ギー利用技術に関わる基盤的研究を推進している。

課題毎の
概要と
主な成果

地圏科学
電力施設の立地、建設、維持管理に関わる課題解決のため、断層活動性、火山噴火規模、地下構造物の安定性、地下水による物質移行に関する評価法を高度化する。
■断層活動性評価のために、2011年東北地方太して、放射性炭素法、カリウム−アルゴン法、ウラ

平洋沖地震に誘発されて発生した地表地震断層

ン−鉛法等の地質年代測定法の適用性拡大をの形状や変位分布を調査した。その結果、震源に図った。このうち、レーザー溶融ICP質量分析計

近い位置で最大地表変位が観測され、断層沿いを用いたウラン−鉛法では、北アルプスに分布すの変位量の累積分布が一般的な正断層型地震る花崗岩の最新の貫入年代が約80万年前であの傾向と一致することが明らかとなった。

ることが明らかとなり、同年代測定法が第四紀の■断層活動性や火山の噴火履歴を評価する手段と地質試料にも適用できることが示された。

地震工学
電力施設・設備における、地震を中心とした自然災害への対応・対策法を確立すると共に、コストを抑えた維持管理手法を構築する。
■2011年東北地方太平洋沖地震による変電所の通信や交通等、他の社会インフラの状況にも依

変圧器ブッシング被害原因が、変電設備の現行設存する。このため、電力供給の最適な復旧戦略

計基準を超える地震動によるものであることを明策定に資するため、インフラ間の相互依存性解らかにした。また、現行設計基準で想定している

析の現状を調査した。その結果、インフラ間で機最大加速度を超えた地震記録を分析した結果、そ能に干渉を生じる原因が物理的近接性と機能的の90％以上を包絡する加速度応答レベルが現行依存性にあること、解析モデルとしてはエージェ

設計基準の2倍のレベルに相当することを明らか

ントベースモデル等４モデルが代表的で、目的ににした［N12016］。
■巨大地震による広域災害発生時において、電力応じた選択が必要であることが明らかとなった［N12017］。

供給システムの迅速な復旧は、電力単体でなく、構造工学
鋼構造物・コンクリート構造物の安全性・信頼性の確保と寿命延伸に寄与するため、地震・風・雪等の自然
外力や、塩害・凍害・温度変化等による経年変化を考慮した構造性能評価法を開発する。
■鉄筋コンクリート製（RC）
地中構造物を対象とし■鉄筋コンクリート製構造物の塩害劣化予測に用いた実規模載荷実験（図１）を行い、地震により発生

られる物性値の一つである、塩化物イオン実効拡

したひび割れに起因する鉄筋腐食が耐荷特性に散係数を短時間で正確に評価可能とするために、及ぼす影響を明らかにすると共に、鉄筋腐食を考

土木学会が定めた規準試験方法（電気泳動法）と慮した残存耐荷性能評価におけるひび割れの考

数値解析モデルを組み合わせ、従来の1/3程度

慮方法を提案した。これらの成果は、地震を経験の計測期間で推定できる迅速評価方法を提案しした火力・原子力発電所RC地中構造物の健全性

た［N12018］。

評価に活用できる［N12013］。
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課題毎の
概要と
主な成果

流体科学
原子力発電設備への火山噴火や施設内火災等の影響評価、ならびに水力・太陽光・風力等の電力設備の建設・運用・保守・自然災害軽減に役立てるため、これら設備に関わる水・大気等の流体の流れを評価
する基盤技術を開発する。
きる手法を確立した［V12015］。

■ 太 陽 光 発 電 へ の 適 用を目的として開 発した、
気象モデルによる翌日の日射量予測結果を効■水力ダムのゲート開操作に伴う局所洗掘現象

果的に活用するため、気象庁のアンサンブルを対象として土砂水理実験を行い、洗掘孔形

予報をもとに予測結果の信頼性を推定する手状の長時間自動計測により、その変化特性を法を提案し、その適用性を気象モデルの予測取得した。この実験データから得られた流速条

値と観測値の乖離幅により評価した。また、気件 等と洗 掘 体 積 量 の 関 係 式により、水 力 ダム

象モデルでは予測が難しい数時間先の日射量に堆積した土砂の経時的な排出量を概略推定

を、衛星データを利用して高い精度で予測でできるようになった［N12002］。

地下エネルギー利用技術
CO 2 地中貯留、大規模電力貯蔵、地熱発電等、地下空間の利用や地下エネルギー開発に役立つ地下調査・評価技術を開発する。
■ 国 内での 石 炭 火 力 発 電 所 新 増 設に関わるでの C O 2 の 挙 動 予 測・海水 の 流 動 予 測 、電 気

CCSR＊政策の議論に備えて、海外のCCSR規

探査による海底下でのCO 2 の挙動モニタリン

制の状況と、電気事業者の対応例を調査し、英グ 、水 中ロボット等による海 中 の C O 2 濃 度 分

国での許可申請の内容等、今後のCCSR政策

布の測定を行った。これにより、CO 2 地中貯留のあり方を検討する上で役立つ情報を収集しにおける環境影響評価上重要な、海底下からた［V12013］。

海中におけるCO 2 の移行挙動に関わる実証的■イギリスで 実 施された 海 底 下 C O 2 放 出 実 験

データを取得した。

に参画し、数値シミュレーションによる海底下＊ Carbon-dioxide Capture and Storage Readyの略称。土地の確保等、将来的なCCS機能の追加に対応できること。

図1 鉄筋コンクリート製（RC）地中構造物を対象とした実規模載荷実験
鉄筋の平均腐食量が元の断面積の約10％までの範囲では、初期ひび割れの程度にかかわらず、腐食がない場合と比べて最大荷重の低下は数％である。これは、ひび割れ後に荷重が再分配されるためである。しかし、初期ひび割れが鉄筋降伏を生じさせる程度(初期ひび割れ幅0.4mm)の場合には、最大荷重以降の局所的な損傷が鉄筋腐食に伴って大きくなる傾向にあり、層間変形角1/100における耐荷力は腐食がない場合の約80％に低下した。

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基盤技術課題

環境科学研究所
概要

環境科学研究所は、電力施設の円滑な立地や運用、低炭素社会の構築、さらに電気事業に関わる様々な環境リスクの軽減に向けて、大気・海洋・水域・生物・化学・バイオテクノロジー等に関わる
基盤的研究を推進している。

課題毎の
概要と
主な成果

大 気・海 洋 環 境
火力・原子力発電所に関連した大気環境問題や放射性物質の海洋拡散等に対応するため、大気・海洋
環境の予測・評価技術を開発する。
■火力発電所の煙突の合理的な高さの決定を支散に必要な煙突高さを簡易に推定できるよう援するため、数値シミュレーションにより、建物に、地表濃度の最大値と煙突高さの関係を表す

ダウンウォッシュ＊1の影響を調査した。煙突高さ

近似式を提案した［V12003］。

と排ガスの地表濃度の関係を整理し、排ガス拡

水域環境
水力発電所に関連した河川・貯水池の水環境問題や、火力、原子力等の臨海発電所に関連した沿岸の環境問題の解決に向け、調査、予測・評価技術を開発する。
■水力ダムにおける水利権更新や通砂運用支援に■火力・原子力発電所において、水中放水された温活用する河川環境予測評価ツールに、河川の水

排水の拡散範囲を迅速に把握することを目的とし生昆虫等底生生物の生息環境を考慮したモデルて、水中放水条件から浮上点での水温や流速等を（PHABSIM系モデル）を追加した。また、生物指推定する方法を開発した。この方法に基づいて、標を利用し、河川環境の変化を効率的にモニタリ

温排水の拡散予測をパソコンで容易に実施できングする手法を開発した。

る簡易シミュレーション手法を構築し、適用性を検証した (図１)［V12018］。

生物環境
電力設備の保守省力化や環境対策に貢献するため、汚損生物および鳥獣電気事故対策技術、土壌流出対策法等を開発する。また、電磁界に関わる健康リスクを解明する。
■臨海発電所や水力ダム配管系に付着して通水阻■国際ガイドライン値よりも強い電磁界を半年間曝害を引き起こすフジツボ類やカワヒバリガイを対露した実験動物（ラット）の体重や臓器、血液等の象に、塩素やオゾンによる付着防止効果を水質条検査により、家電製品等から発生する中間周波磁

件等との関係から解明し、実用的防除技術の開発

界には、健康への影響は懸念されないことを明らに必要な基礎知見を得た。

かにした［V12001］。

バイオテクノロジ ー
廃棄物の削減・再資源化や排水処理のための微生物関連技術、および省エネルギー環境の創造・
再生可能エネルギー利用のための関連技術を開発する。
■植物工場でのヒートポンプ利用による省エネルを開発し、小規模温室への適用性を明らかにした

ギー推進に資するため、植物工場内の作物栽培［V12004］。

時の温熱空気環境を評価できる数値計算モデル■バイオマスの発電燃料への利用に資するため、

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課題毎の
概要と
主な成果

ジャトロファ由来の植物油の発電用ディーゼルエ

■石炭火力排水に含まれる水銀を検出するマイク

ンジンにおける燃料特性を評価し、粘性等の制

ロバイオセンサーに関して、試料の前処理法を改御により軽油と同等の特性を有することを示した

良することで、排水基準値や管理型埋立処分判定［V12014］。

基準値以下の水銀濃度の簡易計測に見通しを得た［V12010］。

環境化学
石炭火力発電所の高稼働・安定運用を支援するため、発電所で発生する石炭灰や脱硫石膏の有効利用技術、ならびに発電所排水中の微量物質の低コストな管理・処理技術を開発する。
■石炭灰の水銀管理に資するため、石炭灰中の水銀■当所が保有する、脱硫石膏を原料とする水酸アパ

を超音波処理で迅速に溶出させる前処理法を確

タイトの合成技術を応用し、フライアッシュ等の産立し、多くの発電所が所有するICP発光分析装置

業廃棄物に含まれる重金属をアルカリ条件で不による定量分析（0.01〜1.0mg/kg）を可能とし溶化する技術を開発した＊2。

た［V12002］。
＊1 建物後方にできる渦や下降流に排ガスが巻き込まれ地表濃度が高くなる現象。
＊2 本成果は栗田工業株式会社との共同研究による。

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図1 開発した水中放水の簡易シミュレーション手法と予測結果の比較
水中放水された温排水の拡散は複雑で、水温上昇範囲の検討には、水理模型実験や三次元モデルが用いられている。本手法は、温排水の放水条件や海象条件から、浮上する温排水の位置や流速・水温等を推定して、海表面に浮上後の温排水の拡散範囲を簡易に予測するものである。海域に潮汐による流れがある場合の水理実験結果と簡易シミュレーション結果を比較したところ、1℃昇温域を包絡した範囲はほぼ一致した（左図）。本手法は、水理実験や三次元計算に較べて低コストで、また所要期間を大幅に短縮できることから、計画段階等の概略検討に有効である。

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基盤技術課題

電力技術研究所
概要

電力技術研究所は、絶縁・耐雷・高電圧・大電流技術等の電力流通設備の基礎・基盤的技術の維持・発展に取り組むとともに、次世代の電力機器開発、レーザーやアークプラズマの応用、さらにパワーエレクトロニクス技術等の新しい電力技術に関する基礎・基盤的研究も推進している。

課題毎の
概要と
主な成果

高 電 圧・絶 縁
電力機器の高経年化に伴う各種固体絶縁材料の劣化機構解明、送電線の外部絶縁技術の高度化、高電圧計測技術の向上を図るとともに、次世代機器用の新しい絶縁材料を調査する。
■ＣＶケーブルの水トリー劣化の現場診断に適したパ号の大きさ、継続時間から推定可能であることを明

ルス課電残留電荷法を改良し、実際の6.6kV経年らかにした。これによりケーブル診断技術として現劣化CVケーブルから劣化の有無を判定する信号

場適用の見通しを得た＊1。

を検出できることを確認し、交流絶縁破壊電圧が信雷・電 磁 環 境
情報通信技術（ICT）社会における電力システムの合理的雷害対策・絶縁協調技術を開発する。また、電力流通設備・需要家設備の電磁両立性（EMC）技術を構築する。
■送変電設備の絶縁劣化箇所の同定を目的として、

時放電現象の予測式を導出した。これにより、送電がいしの絶縁劣化箇所等で発生する火花放電に伴

線雷事故率予測計算プログラム(LORP)の精度向う電磁雑音を推定する装置を開発した。この装置

上が図れる［H12012］。

は、
これまで適応が困難であった周辺設備からの反■磁界暴露に関する人体防護ガイドラインへの適合射波が存在する環境にも適用可能である。劣化箇

性評価のため、任意の人体姿勢に 対する体内電所を想定した部位を精度よく同定することが可能と気量評価ツールを開発した。また、作業者を想定し

なった
（図1）
［ H12004］。

た低周波電界および高周波磁界暴露環境下にお■雷による送電線の多相事故原因を解明するためにける体内電気量評価ツールを開発した。これによは、2組のアークホーン＊2の同時放電現象を明らかり、様々な電磁界暴露環境下での体内電気量評価にする必要がある。この現象を実験的に解明し、同が可能となった［H12006］。

高エネルギー
電力機器の内部アーク試験を補完する圧力上昇・伝搬シミュレーション技術を開発する。また、レーザー・光技術を用いた革新的計測技術を開発し、設備診断等への適用を図る。さらに、放射性廃棄物の減容処理に貢献するため、アークプラズマ溶融処理技術を開発する。
■電力機器内部において、アーク故障が発生した場考案した。この手法は短時間で検出可能であるこ合、内部圧力が上昇し、機器の破損により外部に被とから、精密な剥離検出技術と組み合わせること

害が及ぶ可能性がある。それを防ぐため、機器内部により、タービン翼の合理的な保守が可能となるに銅や鉄製の仕切りを配置し、その金属をアークに［H12011］。

よって積極的に溶融気化させることにより、圧力上■放射性廃棄物のプラズマ溶融・減容処理において、昇を抑制できることを明らかにした。
■ガスタービン翼の遮熱コーティング（TBC）
トップ
コート下で運転中に成長し、剥離の原因となる酸汚染土壌等の融点の高い廃棄物に処理対象を拡大するため、溶融処理時の適切な融点降下剤の種類と添加量を明らかにした［H12008］。

化膜の有無を、非破壊で簡易に検出する手法を82

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課題毎の
概要と
主な成果

電力応用
電力品質に関わる解析技術の確立を図るとともに、需要家側機器と協働した電力品質維持・向上
技術を確立することにより、様々なパワーエレクトロニクス機器を含む系統の合理的な設備形成と運用に寄与する。
■電力会社や大学等で多数利用されている電力系機能を追加した。また、送電線の絶縁設計上重要

統瞬時値解析プログラムXTAPについては、解析となる遮断器開閉動作時に発生する開閉サージ

アルゴリズムの改良により、従来に比べて大幅な（急峻な過電圧）について近年の知見を反映し、解析速度向上を図るとともに、周波数特性計算

基本的な各種解析モデルを整備した［Ｈ12005］。

大電流技術
高 機 能 化する電 力 機 器 の 事 故 時 の 性 能を的 確に評 価するための 短 絡 試 験 技 術を高 度 化するとともに、交流大電流計測技術を確立する。
■電力機器の短絡事故時の様相を解明するためにレーションを行った。その結果、カットアウトヒュー

実施する耐アーク試験において、事故を模擬してズを備えた変圧器等のアーク継続時間が短い機

アークを発生させる際に使用する金属線（発弧器の試験には、短時間で溶融する細い発弧線を線）
について、発弧線の溶断までの時間のシミュ適用する必要があることを明らかにした。

＊1 中部電力との共同研究。
＊2 がいしを保護するためにがいしの両端に取り付けて過電圧を逃がす機器。

図1 電磁雑音探査装置の概要とその測定結果(a)は、今回開発した電磁雑音探査装置の構成を示す。センサ部分は、4本のダイポールアンテナとCCDカメラで構成される。受信された電磁雑音は、
オシロスコープとPCで構成される信号処理部でデータ処理され、画面上に電磁雑音源を表示する。(b)(c)は、その測定結果例である。発生源を赤丸で示し、推定した範囲を環状破線で示す。結果は周辺構造物の有無にあまり影響を受けず、良い一致がみられた。この装置では、到達時間差推定法の改善により、雑音源の位置推定精度の大幅な向上を図ることができた。

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基盤技術課題

エネルギー技術研究所
概要

エネルギー技術研究所は、エネルギー資源を高効率かつクリーンに利用する火力発電技術の開発、電気を使う側での高機能な熱利用システム・機器開発を通じて、エネルギーセキュリ
ティの確保、電力・エネルギー需給システムの創生を目指している。

課題毎の
概要と
主な成果

高効率発電
火力発電所の保守コスト低減、運用性向上および効率向上を進めるため、ガスタービンならびにボイラを対象に、合理的な運用・保守技術、新種液体燃料活用技術等を開発する。
■ガ ス タ ー ビ ン 動 翼 の 遮 熱 コ ー ティン グ

る新たな手法の提案のため、実機ボイラ蒸発（ T B C ）の 損 傷 劣 化（ 減 肉 、焼 結 、はく離 ）に

管 サ ンプ ル を 用 い た 微 小 サ ンプ ルクリー プ

関し、これまでに減 肉や焼 結 の 非 破 壊 検 査 手

試験＊1 を実施し、強度の寸法依存性に関する法を確立してきたが、さらに、レーザ加熱と赤参照データを取得した。

外線カメラによる温度計測を組み合わせるこ■液 体 燃 料 貯 蔵 時 の 劣 化 評 価 方 法 の 検 討に着とで、はく離に対しても非 破 壊で簡 便に検 出

手し、バイオ系燃料を中心に酸化現象等の評できる手法を開発した［M12002］。

価すべき劣化現象、およびその評価のために■複 雑 な 形 状 の ガスタ ービ ンや ボイラ の 実 機必要となる分析項目等を明らかにした。

部材について、その損傷状態を適切に評価す

燃料高度利用火 力 発 電 用エネル ギー 資 源 の 拡 大と環 境 保 全 性 の 維 持 向 上に向け、難 燃 性 燃 料 の 利 用 促 進 技術、自然発火対策技術、微量成分の計測技術、および石炭灰の有効活用技術の開発を進める。
■脱硫排水中のセレン（Se）は、イオンの価数によ構築し、実排水で検証した。

り排水処理特性が異なる。新たに脱硫排水中に■石炭灰の利用拡大を図るため、石炭灰硬化に必要

Se(0価)とSe(-2価)の存在が確認され、排水処なカルシウム源として貝殻廃棄物を活用した当所

理における挙動を明らかにする必要があること

提案の製造法により砂礫を試作し、養浜等の用途から、Se(6価)やSe(4価)に加えて、Se(0価)とに必要な強度を満たしていることを確認した(図1)

Se(-2価)を1μg/Lまで定量可能な分析手法を［M12007］。

ヒートポンプ・蓄 熱
ヒートポンプ・蓄熱技術の一層の高性能化、適用分野の拡大に向け、各種ヒートポンプの技術開発や性能評価手法等について最新の動向を調査・分析するとともに、熱交換器等要素技術の強化・発展を図る。
■ヒートポンプ の 高 効 率 化と性 能 規 格に関 する■当 所 が 考 案した無 着 霜 空 気 熱 源ヒートポンプ

動 向を調 査・分 析し、業 務 用 エアコンでは 、負に関し、水分吸着剤塗布熱交換器を試作し、熱荷 率 5 0 % 未 満 の 効 率 改 善 研 究 が 行 われてお物 質 移 動 特 性 を 把 握した 。本 試 作 器 で は 、熱り、年 間 で 3 割 以 上 の 省 エ ネを 達 成 できる可移 動 速 度は物 質（ 水 分 ）移 動 速 度より2 倍 程 度

能 性 が あること、そ の 結 果 、現 行 の 規 格は、負

速く、熱 交 換 器 設 計 で は 、熱 および 水 分 の 必

荷 率 1 0 0 %と5 0 % の 測 定 値 から年 間 の 効 率

要 な 移 動 量 の ほかに、熱 移 動と水 分 移 動 の 速を規 定しており、負 荷 率 5 0 % 未 満 の 効 率 改 善

度 比に基 づ いて、伝 熱 面 積と水 分 移 動 面 積をを 反 映 できるように、規 格 を 見 直 す 必 要 が あ

決める必要があることが明らかになった。

ることを明らかにした。
84

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課題毎の
概要と
主な成果

エネルギー変換
火力発電所や地熱発電所の運用性向上ならびに高効率化の実現に向けて、熱効率評価技術、燃料電池や高度材料分析等に関連する基盤技術の開発を行う。
■高湿分空気利用タービン（AHAT）開発＊2におい■メー カ ー 5 社 開 発 の 固 体 酸 化 物 形 燃 料 電 池て、システムの熱効率解析により空気への加湿効(SOFC)の耐久試験を行い、内部抵抗の上昇等の果を定量的に示し、40ＭＷ総合試験装置の定格劣化要因を特定するとともに、改善効果の検証を

出力の達成に寄与した。

迅速化できる性能劣化評価手法を確立した＊3。

■地熱発電所向けに、プラント要素機器の性能変化■SOFC発電システムとして、SOFC発電モジューの把握や、この性能変化がプラント全体の熱効率

ルの半数を発電出力一定で運用し、半数を負荷に及ぼす影響の定量評価が可能な「運転データ解対応として運用する新しいシステムを考案した。

析システム」
を開発した。本システムは、地熱発電

システム解析により、本システムは、13,000〜

所に導入され、設備改造時や定期点検時のプラン

46,000kWの広い負荷範囲で51〜54%(天然ガ

ト性能評価に活用された。

ス、高位発熱量基準)と、高い発電効率を達成可能であることを明らかにした［M12004］。

熱 流 体・反 応 数 値 解 析
火力発電所の現場の課題解決や新技術開発の効率化に向け、火力機器内の複雑な諸現象を、高い精度で解析可能な数値解析ツールを開発する。
■微粉炭ボイラ数値解析技術の確立に向け、現有■タービン動翼の温度分布の高精度な推定のため、

解析コードを用いた実機微粉炭ボイラの数値解

LES (Large-Eddy Simulation)による翼の解析モ析を実施し、実測データとの比較検証により、実デルを作成するとともに、膜冷却流れの基本とな

機スケールに適用可能な物理モデルや解析手る渦構造および伝熱特性を解明して、翼まわり流法の開発、ならびに解析精度向上のための課題

れと冷却空気の密度比および膜冷却孔形状が冷抽出を行った。

却性能に大きな影響を及ぼすことを明らかにした。

＊1 実機使用部材の中で温度・応力が厳しい部位から、標準試験片よりも小さい試験片を採取してクリープ試験を行うことにより、高損傷部の劣化状態を直接評価できる手法。
＊2 経済産業省からの補助金事業として日立製作所、住友精密とともに実施。
＊3 新エネルギー・産業技術開発機構（NEDO）
からの受託研究として実施。

図1 貝殻の固化物強度への影響と形態の異なる炭酸カルシウム原料の電子顕微鏡写真
図中の棒グラフは，
石炭灰固化物の硬化に必要なカルシウム成分として未焼成の貝殻砕粉を添加した場合と市販の炭酸カルシウ
ムを添加した場合の強度を比較したもので、材齢28日以降では、貝殻を添加した固化物の強度が高いことがわかる。添加した貝殻粉と炭酸カルシウム試薬の電子顕微鏡写真を見ると、炭酸カルシウム試薬は立方形の粒子であるのに対して、硬い貝殻粉は細長い板状の炭酸カルシウムが積層した構造を有し、固化物の強度発現に寄与していると考えられる。

85

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基盤技術課題

材料科学研究所
概要

材料科学研究所は、発電プラントの現場適用技術から、自然エネルギー利用技術、省エネのための新材料開発、等の基盤技術開発を実施し、電力の安定供給および低炭素社会の構築に貢献することを目指している。

課題毎の
概要と
主な成果

原子力材料
軽水炉冷却水の水管理／処理および材料腐食に及ぼす環境の影響評価に係る基盤技術力を向上させ、被ばく低減と材料健全性確保の観点から軽水炉プラントの現場支援を行う。
■国内PWR炉心部の環境を模擬した非照射下でク■軽水炉復水器への海水流入を想定し、使用されていラッド（腐食生成物）
付着挙動を調べ、腐食抑制を目る複数のステンレス鋼種の、すきま腐食発生・成長的とした溶存水素濃度変更が被ばく低減のための挙動を実験的に把握し、すきま腐食が発生する限界

亜鉛注入と併用できる可能性を示した。

の塩化物イオン濃度を明らかにした［Q12001］。

構造材料
火力・原子力発電プラント等の構造材料を対象に高温強度、腐食特性等の各種データの収集・整備を図るとともに、経年劣化事象の評価法、機器の設備診断技術、寿命評価のための手法の開発・改良を進め、プラントの信頼性の向上や安定運用に貢献する。
■700℃の蒸気温度を目指す先進超々臨界圧火力

よく推定するクリープひずみ式を開発した（図1）。

発電(A-USC)プラント用ニッケル基合金のうち■国内電力と電中研が共同して1985年に刊行し、最高のクリープ強度を有する740H合金は、疲労

火力プラントの給水処理に活用してきた「汽水発強度においても他の候補材料に比較して優れた

電所給水処理ハンドブック」について、USCおよ

特性を示すことを確認した［Q12005］。

びコンバインド・サイクルプラント等 の 水 処 理・

■現在の超々臨界圧火力発電(USC)プラントに使

蒸気化学に関する最新の運用実績および学術的用されているGrade122鋼(W添加により強化を知見を加え、新たに「火力発電所給水処理ハンド図った12Cr鋼)に対し、クリープ変形挙動を精度ブック」を作成した。

エネルギー変換・貯蔵材料
太陽光発電の大量導入に向けた屋外発電特性評価技術の開発、「イオン液体応用」、「 機能性セラミッ
クス創製」等による再生可能エネルギーの有効利用に関する材料／評価技術開発を進める。
■日射計や太陽電池モジュールの実測データを■イオン 液 体 のリチウム 二 次 電 池 用 電 解 質 へ

基に、南以外の設置方位に対応可能な結晶系シの 適 用 可 能 性を明らかにした。比 較 的 低 電 位

リコン太陽電池の出力推定モデルを開発した。

（3.5V）を示すLiFePO 4 正極では500サイク

約1年半の実測値と推定値の比較評価から、本ル以上の長寿命を実現し、高容量次世代正極とモデルが高い精度を有することを示した（図2）

して期待される硫黄正極においても、400サイ［Q12002］。

クルの安定な充放電作動を実現した。

機能材料
革新的な機能・特性を持つ超伝導材料や有機材料の創出を目的とし、基礎物性制御と結晶成長技術を駆使して次世代の電子機能材料を開発する。
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課題毎の
概要と
主な成果

■様々な種類の鉄系超伝導体薄膜の微視的な断面透■大量生産に適した塗布プロセスによる作製が可能な

過電子顕微鏡観察と元素分析を実施し、超伝導体と省エネ照明用次世代有機発光デバイスを試作し、低基板材料の元素置換が超伝導体に格子歪みを誘発

電圧で液晶テレビの輝度の約3倍の1500cd/m2をし超伝導特性を変化させることを明らかにした。

達成した。

非破壊検査
原子力・火力プラントや電力流通機器のきず（欠陥）の有無や材質変化を非破壊的に評価できる非破壊検査技術の確立を目指し、検査の目的に最も適した超音波探傷手法の開発を行う。
■非破壊検査による埋込み基礎ボルトの欠陥検出で、端面から深さ90mmの位置に導入した高さに向け、周 波 数 5 M H z のフェーズドアレイ超 音

2mmの疲労き裂を検出できたことで、実機検査

波探傷法を適用した結果、直径24mmのボルトに適用可能であることを示した［Q12009］。

材料研究共通基盤技術
計算材料科学手法や分析手法等の基盤技術の組み合わせによる新たな成果の創出を目指して、物性予測手法や局所応力評価手法の開発に取り組む。
■リチウム 二 次 電 池 の 高 性 能 化 に 必 要 な 、正 極の酸素原子が正極LiCoO 2 のLiおよびCoと結合

LiCoO 2と電解質のエチレンカーボネイト（EC）分しているという結果が得られ、界面での相互作用

子間のリチウムの移動機構を明らかにするため、にECの酸素が関係している可能性があることが第一原理分子動力学計算を行った結果、EC分子わかった。

図1 Grade122鋼のクリープ変形の比較
高 温・低 応 力 で 早 い 時 期 に 加 速クリー プ に 入 る 等 、G r a d e 1 2 2 鋼 の特 徴 を 考 慮したクリー プ ひ ず み 式 を 開 発し、各 種 温 度 、応 力 条 件 で 遷移クリー プ から加 速クリー プに移 行 するクリー プ ひず み 速 度 の 変 化を精 度 良く表 現 できることを確 認した 。

図2 多様な方位（南、西、北）での出力推定のための太陽電池設置状況（赤城試験センター、傾斜角30°）
手 前 の パ ネ ル が 北 向 き 設 置 。グ ラフは 、開 発した 出 力 推 定 モ
デ ル に 基 づく推 定 値 の 定 格 出 力 に 対 す る 月 別 誤 差 。ど の 方
向 でも 3 % 程 度 の 誤 差 で 実 測 値 の 再 現 が 可 能 で ある。

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研究年報̲P72-P87-基盤研究.indd 88

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3.主要な新規研究設備

３ 主要な新規研究設備
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ＰＣＳ多数台試験設備
設置目的

固定買取価格制度の導入等により、太陽光価する必要がある。そこで、PVアレイの動作

発 電（ P V ）の 電 力 系 統 へ の 連 系 量 は 急 速にを高 精 度に模 擬でき、複 数 台 の P V 用パワー増大している。連系量の増大により発生する

コンディショナ（PCS）の同時運転試験が可能

問題点としては、配電線電圧の変動、保護協調な試験設備を赤城試験センターに設置し、将（単独運転等）、事故時の一斉脱落等があり、 来 の 電 力 系 統に生じる課 題 の 抽 出と対 策 のこれらの 現 象 把 握と対 策を検 討 するために構築に活用する。

は、複数のPVシステムを用いた試験により評

概要・特徴

P C S 多 数 台 試 験 設 備 は 、過 渡 的 な 現 象に

用 P C S の 認 証 試 験 等で用 いられているグラ

対してもP Vアレイを高 精 度に模 擬できる直インダ負荷、低圧配電線や引き込み線を模擬

流 電 源 装 置 1 0 台と、定 常 運 転 状 態を模 擬でするための線路模擬インピーダンスを装備しきる直 流 電 源 装 置 1 0 台を装 備しており、合ている。試験設備は、高圧と低圧連系の分散計20台のPVシステムの模擬が可能である。 形電源の相互影響や上位系統での擾乱等を主な仕様

また、系 統 電 源 の 擾 乱（ 瞬 時 電 圧 低 下 、電 圧評価するために既設の配電設備やＢＴＢ電源

位相跳躍等）を高精度に模擬でき、逆潮流の装 置と接 続されている。これらにより、P Vシ

耐量が十分である81kW低圧交流電源を装

ステムの複数台運転時の各種系統状態での備している。さらに、低 圧 交 流 電 源と同 等 の挙動を精度よく模擬でき、問題点の抽出や対R L C 負 荷 設 備 、低 圧 モ ーター 負 荷としてP V策の検討が可能となる。

（1）直流模擬電源装置：容量4kW、最大電圧 （5）計測装置：1周期毎に実効値（電圧、電流）、
400Ｖ、最大電流30A、応答速度100μsec（2）低圧交流電源装置：容量81kW（三相3線）、
54kW（単相3線）、周波数応答1kHz

電力（有効、無効）、周波数を演算可能
計測器：分解能16bit、1MHzサンプリング、トリガ同期可能（3）負荷設備：R負荷63kW、L負荷30.6kvar、 （6）パワーコンディショナ：新型（ステップ注入
C負荷30.6kvar、グラインダ負荷12台（4）低圧線路模擬インピーダンス：3セット（R：
30mΩ／セット、L：45μH／セット）付周波数フィードバック方式）
14台、従来型
20台以上（7）実PVアレイ：約5kW【設置場所・時期・所管研究所】
赤城試験センター・2012年11月・システム技術研究所

ＰＣＳ多数台試験設備の概要
90

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長尺CVケーブル絶縁特性試験設備
設置目的

CVケーブルは都市部の地中送配電設備とすることが、現用設備の更新計画策定を支援して、また変 電 設 備 の 構 内 連 系 線として、送する上で重 要 課 題となっている。本 設 備は、配電系統において極めて重要な役割を担うよ

ケーブ ル 長 2 0 0 mクラスの 長 尺 供 試ケーブ

うになっている。そ の 導 入は1 9 7 0 年 代よりルに対して課電試験を行い、絶縁破壊直前に開始され、1980年代に導入が急速に進んだ

瞬 時に課 電を遮 断して絶 縁 耐 力 の 実 力 値 のことから、現在では30年を超えた高経年ケー把握および絶縁性能低下要因の把握を可能

ブ ル が 増 加してきている。このため、高 経 年とする試 験 ( 絶 縁 破 壊 前 駆 遮 断 試 験 )を実 施

CVケーブルの絶縁性能および経年劣化の要し、CVケーブルの絶縁性能の診断に活用する。

因を撤 去ケーブ ルを用 いた試 験で明らかに

概要・特徴

ケ ー ブ ル 長 2 0 0 mクラス の 2 2 〜 7 7 k Vを加えることが 可 能である。また、絶 縁 破 壊

C Vケーブ ルに対して、絶 縁 性 能とそ の 低 下前駆現象として微弱な部分放電を検出できる要因の双方を把握することが可能な「絶縁破ように、ケーブル端末部での部分放電が発生

壊前駆遮断試験」を効率よく実施することをしないように工夫されている。

可 能としている。最 大で5 0 0 k Vまでの 電 圧

主な仕様●高電圧電源●実験棟ホール

・最高電圧：500kV(コロナフリー)、最大定格・天井高：11m

容量：1000kVA
・可変共振リアクトルにより共振を取ることで・天井走行クレーン：1t
・ターンテーブル：直径10m

所要電源容量を低減
・高速遮断装置付き(遮断指令から電圧遮断まで100マイクロ秒以内)●課電用ケーブル端末(水端末装置＊)
・最高電圧：250kV、600kV (2種類、各々最高電圧までコロナフリー)、強制循環イオン交換
水にて高電圧絶縁を維持【設置場所・時期・所管研究所】
横須賀地区・2013年3月・電力技術研究所＊ 高電圧印加時にケーブル端末部での放電ノイズを抑制する
ため、イオン交換水を内部に充填して絶縁性能を確保する
課電端末装置。

長尺CVケーブル絶縁特性試験設備
91

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大容量電力短絡試験設備の屋外断路器（更新）設置目的

大容量電力短絡試験設備では電力機器・機の配線に使用されるため、試験時に流れる最材 の 安 全 性 確 認や特 性 評 価を行うため遮 断

大 8 0 k A 程 度 の 大 電 流を通 電する性 能 が 必

器 の 短 絡 試 験や 、が いし装 置 、ケ ーブ ル 、変要である。屋外断路器は1963年の大容量電圧器等の耐アーク試験等を実施している。屋

力短絡試験設備設置時から使用しており、交外断路器は、各種試験を実施する際に試験電換の時期を迎えていることから更新した。

圧・電流に応じた変圧器の結線や試験場所へ

本断路器は、変圧器から試験場所まで短絡

概要・特徴

主な仕様

する。試験電圧や試験電流の大きさにあわせ電流を通電するため、適切な試験回路を構成て複数台を組み合わせて使用する。

下記で構成されている。

③23kV断路器（1）断路器本体部

開閉機構：垂直一点切 操作方式：電動操作①115kV垂直断路器（50Hz、200V）

開閉機構：垂直一点切 操作方式：電動操作

定格短時間電流：実効値20kA、2sec 波高（50Hz、200V）

値：50kA

定格短時間電流：実効値100kA、2sec 波高

定格電圧：23kV 定格電流：800Ａ 台数：4台

値：250kA（三相一括：1、単極：3）定格電圧：115kV 定格電流：4000Ａ 台数：26台②115kV水平断路器
開閉機構：水平二点切 操作方式：電動操作（50Hz、200V）（2）制御部
発電機運転支援システムの屋外断路器制御
ソフトの変更（3）監視装置部

定格短時間電流：実効値50kA、2sec 波高

屋外断路器ブレードの監視用ビデオカメラシ

値：125kA

ステムの設置

定格電圧：115kV 定格電流：4000Ａ 台数：3式
（3機連動／式）【設置場所・時期・所管研究所】
横須賀地区・2013年2月・電力技術研究所

115kV垂直断路器（開路状態）

115kV水平断路（3機連動）

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研究年報̲P90-P94-研究設備.indd 92

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短波長レーザー装置の搭載によるアトムプローブ装置の機能増強
設置目的

軽水炉の再稼働や長期安定運転に備え、原ズム解 明に基 づく脆 化 予 測 式 の 開 発 等に用子 炉 圧 力 容 器 鋼や炉 内 構 造 物 用ステンレスいてきた。短波長レーザー装置を既設のアト

鋼等の構造材料の経年変化を予測する手法

ムプローブに追加することにより、結晶粒界の 高 精 度 化 が 求められている。当 所では、この極微量元素分析等、従来詳細な分析が難しれまでにアトムプローブ等のミクロ組織観察いとされる部位の分析を可能にし、損傷メカ装置群からなる「軽水炉材料分析ステーショ

ニズムの解明等に活用する。

ン」を整 備し、圧 力 容 器 鋼 の 照 射 脆 化メカニ

概要・特徴

本 短 波 長レー ザ ー 装 置を放 射 線 管 理 区 域

また、レーザー入熱による材料組織への影内（ 狛 江 地 区 ）に既 設 の 高 分 解 能 型アトムプ

響を最小限にできることに加えて、高質量分ローブに搭 載することにより、世 界 最 高レベ

解能検出器との組み合わせにより、旧型レール の 質 量 分 解 能と空 間 分 解 能を有 する高 分

ザーでは空間分解能の劣化のため困難で解能レーザー支援型三次元アトムプローブへあった微細析出物や粒界偏析の分析を容易にの機能増強となる。旧型レーザーでは困難でし、かつ、極微量元素の分析も可能となる。なあった酸化皮膜を含む領域の観察を容易にす

お 、同 様 のシステムを搭 載したアトムプロー

るとともに、より短 時 間でデ ータ取 得 が 可 能ブを放射線管理区域に導入した例はない。

であるため、分析の効率が著しく向上する。

主な仕様

本増強により三次元アトムプローブの機能は・3μm以下のレーザービームスポット径が実以下のとおり向上する。

現できることで、非常に高い分解能の質量ス

・紫外域（355nm）のレーザーを用い、さらにペクトルを得ることができる。

広範囲にパワーを可変（数fJ〜１.0nJ）
することができ、幅広い材料を高い歩留まりで分析

・最大250kHzというレーザーパルス速度で迅速に分析を行うことができる。

することが可能となる。
【設置場所・時期・所管研究所】
狛江地区・2013年3月・材料科学研究所

短波長レーザー装置を搭載した三次元アトムプローブ装置
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研究年報̲P90-P94-研究設備.indd 93

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放射化材料用電子線マイクロプローブアナライザー(EPMA)装置
設置目的

軽 水 炉 の 長 期 安 定 運 転に向 け 、原 子 炉 圧に基づく脆化予測式の開発等に用いてきた。

力 容 器 鋼や炉 内 構 造 物 用ステンレス鋼 等 の本装置は放射化材料をセンチメートル程度ま構造材料の経年変化を予測する手法の高精での広い領域で材料の化学成分を高精度に度 化 が 求められている。当 所では、これまで把 握することができ、同ステーションにおけにアトムプローブ 等 の 微 細 組 織 観 察 装 置 群

る分析可能な空間スケールを拡大する。

からなる「軽水炉材料分析ステーション」を整備し、圧力容器鋼の照射脆化メカニズム解明

電界放出型電子銃および超軟X線分光器をとが可能である。例えば、鉄鋼中の数10ppm搭載した電子線マイクロプローブアナライザーのホウ素が分析できるため、機械特性に及ぼ（EPMA）を放射線管理区域内（狛江地区）にす軽元素の影響を詳細に検討可能である。さ導入することにより、放射化した材料の広視野

らに、「 軽水炉材料分析ステーション」の装置群

元素分析が可能となる。電界放出型電子銃をを相補的に活用し、集束イオンビーム加工法を搭載しているため、最小100nmの介在物や粒用いた特定領域のアトムプローブおよびTEM

概要・特徴

界・界面の偏析を高感度に分析できる。また、 観察といったナノスケールの分析手法と組み
超軟X線分光器を搭載しているため、ホウ素、 合わせることにより、ナノメートルからセンチ
炭素、窒素等の軽元素を高感度で分析するこ

主な仕様

本EPMA装置の概略仕様は以下のとおりで・検出器
波長分散型X線分光器

ある。
・本体

メートルまでが分析可能となる。

JEOL JXA-8530F

5基

エネルギー分散型X線分光器

ショットキー型電界放出型電子銃搭載

ドリフト型）

二次電子分解能：3nm以下

超軟X線分光器

1基
（シリコン

1基
（回折格子＋冷却CCD）

分光範囲：50〜210eV【設置場所・時期・所管研究所】
狛江地区・2012年12月・材料科学研究所

放射化材料用電子線マイクロプローブアナライザー(EPMA)装置
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4.活動実績

95

4.活動実績 当研究所の2012年度における活動実績を以下に示す。
人 的 資源

1

事務

研究

12％

88％

13％
土木
・
建築

2 0 1 3 年 3 月3 1日現 在 、要 員は825名で、このうち、研究系が726名、事務系が99名である。

13％

16％

機械

9％
化学

電気

研究員の分野別内訳は図1の通り

生物

で 、幅 広 い 分 野にわたって 構 成

研究支援
・
管理

されている。また、当研究所の役

社会
・
経済

職員の博士号取得者は、380名

環境
科学

情報
・
通信

8％

原子力
工学

6％

16％

で、内 、7 5％が 工 学 系 、1 0％が理学系である。

7％

6％

6％

図1 要員分野別内訳（2013年3月31日現在）

研 究 報告書

2

所報告」等を取りまとめた。このうち研 究 報 告 等 2 7 1 件 、電 力 会
社 や 国 から の 受 託 報 告 が 1 5 8

6％
4％

8％

先端的 社会
電力施設
基礎研究 ・
経済
建設・保全

9％
環境

情報・通信
需要家エネルギーサービス

新エネルギー

件 で ある。分 野 毎 の 内 訳 を 図 2に示 す 。公 開して いる研 究 報 告3％9％

合計429件の「電力中央研究7％

化石燃料発電10％

電力流通

等の件名は付表（1）に掲載した。

原子力発電

こ れら 研 究 報 告 等 の 本 文 お よ21％

びリーフレット＊1 は 当 研 究 所 のウェブ サ イトよりダ ウン ロ ード

23％

できる。

図2 報告書分野別内訳＊1 本文とリーフレットの公開時期は異なる場合がある。

1％

12％
3

論 文 発表

合計1,559件の研究論文を10％

学 会 誌 、学 術 誌 、学 会 大 会 等 にて発表した。うち、査読付き論文は383件である。研究論文全体の 分 野 毎 の 内 訳 を 図 3に示 す 。
論 文 の 件 名 は 当 研 究 所 ウェブ
サイトの｢研究成果／報告書等｣の

3％

先端的
基礎研究

その他

9％

環境

電力施設
建設・保全

需要家エネルギー
サービス

情報・通信
新エネルギー

4％

10％

社会
・
経済

電力流通

化石燃料発電原子力発電

9％

論文データベースに収録している。

21％
図3 論文分野別内訳

96

7％

14％

13％

4

33％

電力会社

15％

4-1

大学

メーカ

研究協力・交流
共同研究

総計196件の共同研究を実施した。共同研究先の内訳は図4に
海外示すように大学が33%、国 等 の

国等団体

研究所が15%等となっている。

24％

15％
図4 共同研究先分類

EURATOM
NAGRA
BAM
IAEA

CEPRI

SGEPRI
KEPRI

EDF

EPRI

KPX
SJTU

CEA

KSGI
TPC

KERI
SwRI

NuSTA

CSIRO
ESKOM

図5 研究協力協定を締結している主な機関

4-2

主な国際協力・交流

欧州原子力共同体（EURATOM）は、欧州地区に位置する。

海外の研究機関等と共同研究、
情報交換および人的交流を進めている。図5に国際協力協定を締結している主な機関を、表1に主な国際協力・交流先を示す。

97

4.活動実績
表1

主な国際協力・交流先研究協力協定を締結している主な機関
アジア
韓国電力研究院（KEPRI）
韓国電気研究院（KERI）
韓国電力取引所（KPX）
韓国スマートグリッド事業団（KSGI）
台湾電力公司（TPC）
アメリカ
米国電力研究所（EPRI）
ヨーロッパ
欧州原子力共同体（EURATOM：EU）
スイス放射性廃棄物管理組合（NAGRA）
フランス原子力庁（CEA）
オセアニア
豪州科学産業研究機構（CSIRO）
アフリカ
南アフリカ電力公社（ESKOM）

台湾核能科技協進会（NuSTA）
中国電力科学研究院（CEPRI）
国網電力科学研究院（SGEPRI：中国）
上海交通大学（SJTU：中国）

サウスウェスト研究所（SwRI）
フランス電力公社（EDF）
ドイツ連邦材料研究所（BAM）
国際原子力機関（IAEA）

共同研究を実施している主な機関
アジア
台湾電力総合研究所（TPRI）
原子力研究所（KAERI：韓国）
アメリカ（近隣国含む）
米国電力研究所（EPRI）
アイダホ国立研究所（INL）
米国大気研究センター（NCAR）
ニューメキシコ工科大学（NMT）
米国エネルギー省（DOE）
ヨーロッパ
フランス原子力庁（CEA）
フランス電力公社（EDF）
フランス放射性廃棄物管理公社（ANDRA）
放射線防護原子力安全研究所（IRSN：フランス）
スウェーデン核燃料廃棄物管理会社（SKB）
Studsvik Nuclear（スウェーデン）フォン・カルマン流体力学研究所（VKI：ベルギー）
ベルギー原子力研究センター（SCK･CEN）
スイス放射性廃棄物管理共同組合（NAGRA）
VTT フィンランド技術研究センター
ポシバ社（POSIVA：フィンランド）
チェコ放射性廃棄物貯蔵庁（RAWRA）
ブラチスラバ コメンスキー大学（スロバキア）
国際原子力機関（IAEA：オーストリア）
経済協力開発機構原子力機関（OECD/NEA）
オセアニア
カーティン大学
その他（複数機関が関与しているもの）
モンテリコンソーシアム

韓国原子力安全技術院（KINS：韓国）
高麗大学（韓国）
米国原子力規制委員会（USNRC）
米国技術標準研究所（NIST）
カナダ核燃料廃棄物管理機関（NWMO）
カナダ原子力公社（AECL）

欧州原子力共同体（EAEC/EURATOM）
超ウラン元素研究所（ITU：ドイツ）
カールスルーエ研究所（FZK/INE：ドイツ）
ドイツ原子力サービス（GNS）
原子炉安全協会（GRS：ドイツ）
ドイツ連邦材料研究所（BAM）
ドレスデン - ロッセンドルフ研究所（HZDR：ドイツ）
ドイツ連邦経済技術省（BMWi）
ドレスデンライプニッツ個体・材料研究所（ドイツ）
イェナフリードリッヒ・シラー大学（ドイツ）
トリノ工科大学（イタリア）
国立研究評議会（イタリア）
トウェンテ大学（オランダ）
オランダエネルギー研究機構（NRG：オランダ）
エネルギー技術研究所（IFE：ノルウェー）

ハルデン炉プロジェクト

国際機関への参加
欧州電気事業連合会（EURELECTRIC）
東アジア・西太平洋電力協会（AESIEAP）
世界原子力協会（WNA）

98

電力研究国際協力機構（IERE）
EMTP DCG 委員会

5

研究発表会等

以下の研究発表会および見学会を開催した。
●電力中央研究所

震災対応報告会

PartⅡ「地震・津波に対して電力施設の備えをどうすべきか」
2012年5月11日

東京（イイノホール）●研究所公開2012年5月20日

赤城試験センター

2012年10月13日

狛江地区

2012年10月13日

我孫子地区

2012年10月20日

横須賀地区

6

産業財産権

特許登録は129件、出願は計119件であった。特許・ノウハウの新規の実施許諾件数＊2は20件であった。

7

ソフトウェア

当研究所では著作権管理のためのソフトウェア登どの要請に応じて使用許諾を実施している。新規録制度を設けている。また、これらのソフトウェアにの登録と使用許諾は、それぞれ67件および357件

ついては電気事業者やその他の営利企業、大学な （1077本）であった。

8

その他

当研究所あるいは当研究所の役職員が執筆・編集

平成7年度より本格運用を行っているインターネット

した主な出版物は8件、当研究所役職員が受けた

上 の 電 中 研 ホ ー ム ペ ー ジ を 引 き 続 き 運 用した 。

主 な 外 部 表 彰 は 4 5 件（ 延 べ 6 5 名 ）で 、そ れ ぞ れ

当「電中研World Wide Webインフォメーション付 表 (2)および( 3 )に示す。また、当 研 究 所 の 公 刊

サービス（http://criepi.denken.or.jp/）」で物の一覧を付表（4）に示す。

は、公開可能な研究報告のPDF、ならびに「電中研

一 般 からも 検 索 で き る 情 報 サ ー ビ スとして 、ニュース」等の広報情報を提供している。

４ 活動実績

＊2 許諾した知的財産権・ノウハウ数に基づく件数。

99

付表
（1）
研究報告等

報告書番号の区分
Y：社会経済研究所 R：システム技術研究所 L：原子力技術研究所 N：地球工学研究所
V：環境科学研究所 H：電力技術研究所 M：エネルギー技術研究所 Q：材料科学研究所■1.社会・経済分野

100

報告書番号

種別

報告書名

主報告者氏名Y12001

研究報告

2030 年までの日本経済中期展望

Y12002

研究報告

事業所アンケート調査に基づく 2011 年夏の節電実態

Y12003

調査報告

競争促進策としての発電設備の仮想的売却の有効性

Y12004

研究報告

米国における電力の小売全面自由化の制度設計と競争状況

Y12005

研究報告

電気自動車の夜間充電負荷に対する系統影響緩和策の提案

Y12006

調査報告

Y12007−財政再建への道−−東日本地域を中心とした分析−−所有権分離との比較ー

門多

治

木村

宰

三枝 まどか
服部

徹

高木

雅昭

LNG 取引における価格交渉力強化の要因と先物市場の形成

筒井

美樹

研究報告

米国の電気事業者における発送電分離の評価

井上智弘

Y12009

調査報告

ドイツの再生可能エネルギー電源普及に伴う影響−卸電力市場の価格と系統運用の再給電指令−

古澤健

Y12010

研究報告

東日本大震災後の人々の科学技術に対する考え方の変化小杉素子

Y12013

研究報告

我が国における原子力防災制度改革の動向と課題−フランスの原子力防災体制におけるステークホルダー関与の実態と我が国への教訓−

菅原慎悦

Y12014

調査報告

米国の電気事業における合併審査手法の現状と課題

三枝 まどかY12015

研究報告

地域別電灯・電力需要の価格弾力性の分析大塚章弘

Y12016

調査報告

熟議による社会的意思決定プロセスの課題−エネルギー・環境問題に関する 2 つの討論型世論調査からの示唆−

馬場健司

Y12017

調査報告

欧州の電力小売全面自由化と競争の実態 −規制料金の現状・需要家の選択行動・供給者の対応−

筒井

美樹

Y12019

調査報告

米国電気事業者の財務パフォーマンスと組織構造−規制事業と非規制事業の売上高比率による影響−

後藤美香

Y12020

調査報告

米国の卸電力市場の制度設計と課題

服部徹

Y12023

研究報告

東日本大震災後の事業所節電行動の継続状況− 2011 年夏と 2012 年夏のアンケート調査の比較−木村宰Y12024

研究報告

都道府県別人口予測モデルの開発

中野一慶

Y12026

研究報告

家庭における 2012 年夏の節電の実態

西尾 健一郎Y12027

研究報告

再生可能エネルギー電力普及策と送電線中立化策 : 米国の電力買取制度をめぐる議論

佐藤佳邦

Y12028

調査報告

欧州における家庭用電気料金メニューの多様化の現状と課題

後藤

久典

Y12030

研究報告

火力発電の複数の運転モードと需給調整力を考慮した電源構成モデルの開発

山本博巳

Y12031

研究報告

メガソーラー発電技術のライフサイクル CO2 排出量評価

今村栄一

Y12032

研究報告

電中研

林田

元就

Y12033

研究報告2030 年までの産業構造・エネルギー需給展望

浜潟

純大

Y12034

調査報告

日本における再生可能エネルギー普及制度による追加費用及び買取総額の推計

朝野賢司

Y12035

調査報告

省エネルギー・節電促進策のための情報提供における「ナッジ」の活用−米国における家庭向けエネルギーレポートの事例−

小松秀徳

V12009

研究報告

ジャトロファ燃料油混焼発電のエネルギー効率とコスト分析 −風力・メガソーラーとの比較−

土屋

陽子−負荷変動対策の検証−−発電の費用効率性と電気料金への影響−−短期の市場の効率性と長期の供給力の確保−− 2050 年までのシミュレーション−

短期マクロ計量経済モデル 2012

−財政乗数の変化と震災後の節電量の推定−

■2.環境分野
報告書番号

種別

報告書名

主報告者氏名Y12012

調査報告

2020 年以降の温暖化対策の国際枠組み−論点の整理と新枠組みの類型の提示−

上野貴弘

V12001

研究報告

中間周波磁界の生物影響評価−ラットを用いた 60 kHz 磁界の亜慢性毒性評価−

西村泉

V12002

研究報告

ICP 発光分析法による石炭灰中水銀の測定法の開発

正木浩幸

V12003

研究報告

火力発電所排ガスを対象とした建物ダウンウォッシュに関する基礎的検討−煙突高さと吐出速度の影響評価−

瀧本浩史

V12005

研究報告

次世代 PCB バイオセンサーの開発（その 3）−マイクロ流体デバイスを用いた絶縁油中 PCB 分析−

青田

新

V12007

研究報告

新しい気候安定化の概念に基づく現実的な CO2 排出削減の道筋

筒井純一

V12008

調査報告

温暖化適応に関する国内外の動向調査

坂井伸一

V12012

研究報告

日本における CCS 付き微粉炭火力発電のライフサイクルアセスメント− CCS 導入による環境・健康リスク−

湯龍龍

V12013

調査報告

化石燃料発電所立地における CCS Ready の規制化 −各国動向と英国電力事業者の対応事例−

下田昭郎

V12018研究報告

水中放水された温排水の簡易シミュレーション手法の適用性

仲敷憲和■3.需要家エネルギーサービス分野
報告書番号

種別

報告書名

Y12008

研究報告

太陽光発電大量連系時の系統電圧制御に対するデマンドレスポンスの適用可能性−発動頻度と経済性の評価−

河村清紀

Y12011

調査報告

家庭用エネルギー管理システム（HEMS）の普及に関する課題とその動向−過去の実証の分析による課題整理−加藤力也

Y12018

研究報告

産業用需要家の電力需要マネジメントのための設備利用計画策定ツールの開発

坂東茂

Y12021

調査報告

デマンドレスポンスにおける需要家ベースライン選定に関する北米評価事例の調査

山口順之

Y12022

研究報告

業務・産業需要における BEMS ／デマンド監視・制御装置のデマンドレスポンスへの活用の可能性

山口

順之

Y12025

研究報告

オフィスビルを対象にしたデマンドレスポンス制御の実証試験 −自動 DR と手動 DR の比較−高橋雅仁

Y12029調査報告

電気自動車・プラグインハイブリッド車の利用実態と利用者意識

田頭直人

R12001

研究報告

業務用電化厨房における換気量低減時の換気性能の検証と省エネ効果の推定

上野

剛

R12002

研究報告

家庭用エアコンの熱源特性モデルの開発

上野

剛

R12003

研究報告

業務用電化厨房にふさわしい換気設計手法に関する研究（その 4）−排気フード捕集率に及ぼす調理機器前での調理作業の影響−

岩松

俊哉

R12008

調査報告

家庭用エアコンの選定に関する調査と多様な住まい方を考慮したエアコン選定支援ツールの提案

安岡絢子

R12011

研究報告

業務用電化厨房にふさわしい換気設計手法に関する研究（その 5）−排気フード捕集率に及ぼす排気フード前面での下降気流の影響−

岩松

俊哉

V12004

研究報告

植物工場の温熱空気環境評価 ( その 3)

道岡

武信

H12002

研究報告

磁気共鳴方式によるインバータを用いた双方向非接触給電回路の提案（その 2）− kW 級給電装置の試作−

名雪琢弥

M12003

研究報告

CO2 ヒートポンプ給湯システムの高効率化を目指した貯湯タンク内温度分布計算手法の開発−給湯・ふろ湯張システム用モデルの構築−

若松裕紀

Q12011

研究報告

ナトリウムイオン電池の電極特性と全固体電池の試作

小林剛−その 4：モデルの汎用性検証−−植物栽培条件下での数値シミュレーション−

主報告者氏名101

■4.電力流通分野
報告書番号

種別

報告書名

主報告者氏名R12005

研究報告

電力系統瞬時値解析プログラムの開発（その 6） −非線形回路に対する精度向上−

菊間

R12007研究報告

直流遮断器により直流線路事故を除去可能とする自励式直流送電システム−長距離架空線路を有する双極システムの動作検証−

佐野 憲一朗R12009

研究報告

設備個々の保守・更新の初期計画に対する系統大での計画調整プログラムの開発

竹原有紗

R12010

研究報告

他励式変換器と自励式変換器併設時の高調波不安定現象

菊間俊明

R12012

研究報告

SVC 容量を低減する分散形電源無効電力制御− PV 出力に応じた無効電力制御のシミュレーション評価−

八太

啓行

R12013

研究報告

洋上風力発電用の高圧直流送電への適用を想定した複数の変換器モジュールによる直流昇圧方式の提案

佐野 憲一朗R12015

研究報告

太陽光発電大量導入時の特高系統の単独運転検出性能

山下

光司

R12016

研究報告

太陽光発電大量導入時における特高系統短地絡事故時の太陽光発電の応動

山下

光司

R12018

研究報告

PV 設置需要家における蓄電池の経済性評価−蓄電池設置により経済メリットが生じる条件の検討−

大嶺 英太郎R12020

研究報告

二次送電系統事故時の単独運転防止 −回転型分散形電源が混在する条件での多数台連系型パワーコンディショナによる単独運転の検出特性評価−

上村

敏

R12021

研究報告

配電線の三相不平衡時の SVR による電圧制御の問題点と対策用制御方式の開発

上村

敏

N12024

研究報告

ワイヤ支持式着雪サンプラの屋外着雪観測への適用性実証試験

西原

崇

N19

総合報告

送電設備の雪害に関する研究 − 2007 〜 2011 年度成果−

西原崇H12004

研究報告

高精度到達時間差算定手法に基づくパルス性電磁波の到来方向推定システムの開発

田野

H12005

調査報告

電力系統の瞬時値解析・過渡現象解析手法の調査と XTAP による解析例（その 1）−開閉サージ性過電圧の解析−

野田琢

H12006研究報告

低周波磁界による体内誘導量評価ツールの任意姿勢人体モデルへの適用と低周波電界および RF
電磁界ばく露への拡張

山崎健一

H12009

研究報告

パルス性電波雑音がディジタル地上波テレビ放送に及ぼす影響の評価手法の提案

宮島

清富

H12010

研究報告

地域特性を考慮した高圧配電線雷ハザード評価手法の提案

石本

和之

H12012

研究報告

送電線雷事故率の予測精度向上に関する研究− 2 並列アークホーンの同時フラッシオーバ特性−田中大樹

H12013

研究報告

電力流通設備の保守計画策定における階層的データの活用−油入変圧器に対する短絡電磁力を考慮した寿命推定−

高橋

紹大

俊明

■5.原子力発電分野

102

報告書番号

種別

報告書名

L12001

研究報告

高温海水中におけるジルカロイ-2 被覆管材の腐食試験

澤部孝史

L12002

研究報告

配管分岐合流部における流れ加速型腐食による減肉傾向の評価

渡辺

瞬

L12003

調査報告

低線量放射線による心血管疾患誘発岩崎利泰

L12004

研究報告

PRA 入力用共通原因故障国内データ分析と信頼性パラメータの推定（電気・計装品編）

吉田智朗

L12005

研究報告

チーム理想像の評価手法の作成

三沢良−生物学的機構解明の現状と今後の課題−−緊急時対応におけるチームワークの研究（1）−

主報告者氏名

報告書番号

種別

報告書名

L12006

研究報告

個人の危険感受性規定要因の解明（その 2）−不安全行動発見能力向上に対する背後要因知識の獲得効果−

武田大介

L12007

研究報告

使用済燃料プールの事故時冷却特性評価− MAAP コードを用いた冷却機能及び冷却材喪失事故解析−

西村聡

L12008

研究報告

気液二相流条件下の流れ加速型腐食に対する流動因子の評価と物質移動係数評価式の構築（その 2） −代表パラメータ計算法の開発−

佐竹正哲

N12001

研究報告

処分施設条件を考慮した締固めたベントナイトのガス移行特性評価

田中幸久

N12007

研究報告

段丘の対比・編年の信頼性向上のための風化指標の検討（その 2）−段丘礫の風化状態の把握と対比指標の適用条件の提示−

浜田崇臣

N12008

研究報告

地表ソース型空中電磁探査法の沿岸域への適用性評価

伊藤久敏

N12009

研究報告

スウェーデン・ハードロック地下研究施設における高レベル放射性廃棄物処分のための国際共同研究（その 11） −結晶質岩地域における長期間揚水試験の数値解析−

田中靖治

N12012

研究報告

ボーリング調査における地下水水質に及ぼす掘削水, 洗浄水およびセメントの影響

富岡祐一

N12015

研究報告

沿岸域堆積軟岩地点での物理探査データの複合解析（その 2）−微動アレイ探査および電磁探査データへの適用−

鈴木浩一

N12019

研究報告

火災モデル FDS による大規模区画内火災解析（その 2）−火災上昇流・物体表面・隣接区画内空気の温度評価に対する適用性−須藤仁N12020

研究報告

新素材を用いた放射性物質輸送容器緩衝体の落下試験による適用性評価

南波宏介

N12023

研究報告

コンクリートキャスク方式による使用済燃料貯蔵の実用化研究− 304L,316L ステンレス鋼の塩化物応力腐食割れ感受性評価−

後藤

将徳

N20

総合報告

ベントナイト系材料のアルカリ溶液による変質挙動評価に係る電力中央研究所の成果（2006〜 2011 年）と今後の課題

横山信吾

H12001

調査報告

原子力発電所用安全系ケーブルの高経年化管理に向けた絶縁体劣化メカニズム研究の課題

布施則一

H12003

研究報告

レーザーを用いたキャニスタ付着塩分計測技術の開発− SCC 発生に及ぼすパルスレーザー照射の影響−

江藤修三

H12008

研究報告

高融点土壌のプラズマ溶融処理に適した融点降下剤

神足将司

Q12001

研究報告

希薄海水中におけるステンレス鋼のすきま腐食挙動

谷純一

Q12006

研究報告

熱酸化処理を利用した一体型金属／酸化物電極の作製および性能評価

橋本

資教

Q12007

研究報告

原子炉圧力容器鋼の照射脆化予測法の改良

曽根田 直樹Q12008

研究報告

減肉現象の予測精度向上に向けた水化学影響の定量化−しきい溶存酸素濃度の評価と溶存鉄の拡散係数の最適化−

藤原和俊

Q12009

研究報告

基礎ボルトに対する超音波探傷法の開発−第 1 報：フェーズドアレイ超音波法による疲労き裂の評価についての検討−

林

山

Q12010

研究報告

溶質原子クラスター形成による原子炉圧力容器鋼の照射脆化機構の計算科学的検討−三元系鉄合金（FeCuNi, FeCuSi, FeNiSi）の転位芯構造と剛性率−

大沼敏治−高照射監視試験データの予測の改善−

主報告者氏名103

■6.化石燃料発電分野
報告書番号

種別

報告書名

主報告者氏名M12001

研究報告

CO2 回収型高効率 IGCC システム用乾式脱硫プロセスの炭素析出抑制策−循環排ガス添加時のガス組成変化を考慮した炭素析出抑制策の検討−小林誠

M12002

研究報告

ガスタービン用遮熱コーティングを対象としたはく離の非破壊検出手法の開発−手法の提案と適用性の評価−

藤井智晴

M12005

研究報告

3t/ 日石炭ガス化研究炉を用いた CO2 富化ガス化特性の評価 −給炭量比と CO2 濃度の影響−

濱田博之

M12006

研究報告

石炭火力ボイラ水冷壁管における耐硫化腐食コーティングの開発−管表面の下地処理の影響−

河瀬誠

M12007

研究報告

フライアッシュ造粒固化物への未焼成貝殻砕粉の添加効果

M12008

研究報告

未利用炭利用技術の開発

Q12005

研究報告

高効率火力発電プラント用候補材料 Ni 基合金 Alloy 740H の高温強度特性評価−第 1 報 ： 高温引張, クリープおよび疲労特性の把握−

第4報−固化物強度への影響−−豪州産難粉砕性石炭 ( 低 HGI 炭 ) の粉砕・燃焼基礎特性の評価−

日恵井 佳子
池田

道隆

張

聖徳

■7.新エネルギー分野
報告書番号

種別

報告書名

R12017

研究報告

PCS を用いた太陽電池モジュールの故障判定

V12006

研究報告

V12011− I-V 特性の 2 階微分を用いた判定法の検証−

主報告者氏名八太

啓行

微生物による BDF 副生グリセロール廃液からのエタノール生産

松本

伯夫

研究報告

メタン発酵処理による植物工場の農業廃棄物からのエネルギー回収−処理規模とエネルギー収支の評価−

渡邉淳

V12014

研究報告

ジャトロファ燃料油のディーゼルエンジンへの適用性評価

土屋

陽子

V12015

研究報告

太陽光発電のための日射量予測の信頼性指標

野原大輔

M12004

研究報告

広負荷範囲における SOFC 発電システムの高効率運用方法と特性

吉葉

史彦

Q12002

研究報告

太陽光発電のリアルタイム発電出力把握技術の開発（IV）−多様な設置方位に対応可能なモデルの構築−宇佐美章■8.情報・通信分野

104

報告書番号

種別

報告書名

主報告者氏名R12004

研究報告

920 MHz 帯マルチホップ無線と IEC 62056 によるスマートメータ用通信に関する基礎評価宮下充史

R12006

研究報告

光ファイバを活用したマイクロ波無線設備の耐雷性能向上（その 1）−光電波融合技術を用いた構成の提案と通信回線設計−

池田研介

R12014

研究報告

遠隔光給電を用いた多点光センサシステムの基礎検討−送電線用の無線型センサ接続機能の開発と動作検証−

小川理

R12019

研究報告

電力用アクセス系光ファイバ通信ネットワークの耐障害化に関する実験的検討

森村俊

■9.電力施設建設・保全分野
報告書番号

種別

報告書名

主報告者氏名N12002

研究報告

ダム・堰のゲート直上流で生じる洗掘に関する研究（その 1） −洗掘孔形状の経時変化特性−

太田一行

N12003

研究報告

降下火山灰影響評価のための噴煙柱の数値流体解析（その 1）−噴煙形状に及ぼす乱流モデルの影響評価−

須藤仁

N12004

研究報告

複数配置された太陽光発電パネル周り流れのシミュレーション−解析コードの適用性評価と空気力特性の機構解明−

村上貴裕

N12005

研究報告

堆積岩地域の溶存有機物を用いた地下水の流動履歴評価−励起蛍光マトリクスと多変量解析による地下水起源の推定−伊藤由紀

N12006

研究報告

EK（Electro Kinetic）現象を利用した岩盤透水性評価法の開発（その 2）− EK 電位の伝播速度を利用した評価法の適用性検討−

窪田健二

N12010

研究報告

陸上構造物に対する津波流体力評価（その 1）−有限幅構造物に対する非越流条件での数値的検討−

木原直人

N12011

研究報告

地震波形を入力とした固定屋根付き円筒タンクの三次元スロッシング解析

村上貴裕

N12013

研究報告

鉄筋腐食が生じた鉄筋コンクリート製ボックスカルバートの耐荷特性評価−地震により発生したひび割れの影響に関する実験的検討−

松尾

豊史

N12014

研究報告

気液二相流解析・弾塑性解析を組み合わせた斜面安定性評価手法の構築

末永

弘

N12016

研究報告

東北地方太平洋沖地震における変電設備の被害要因と入力地震動レベルの関係

佐藤浩章

N12017

調査報告

重要社会インフラの相互依存性解析に関する調査−災害時における電力システムの機能評価に向けて−

湯山 安由美N12018

研究報告

鉄筋コンクリート構造物の塩害劣化予測に用いる塩化物イオン実効拡散係数の評価方法の合理化

松井淳

N12021

研究報告

部分模型を用いた架空送電線のギャロッピング現象の解明（その 2）−実径間ギャロッピング再現実験手法の確立および準定常空気力モデルの適用性の検討−

松宮央登

N12022

研究報告

部分模型を用いた架空送電線のギャロッピング現象の解明（その 3）−ルーズスペーサのギャロッピング抑制メカニズム−

松宮

央登

N18

総合報告

原子力土木構造物の耐震裕度に基づく地震リスク評価法

中島

正人

V12016

研究報告

河川流域降水量の気候的確率密度関数 ( その 2)

門倉

真二

V12017

研究報告

梅雨期の豪雨イベントに関連した広域気象パターンの抽出

大庭雅道

Q12003

研究報告

送電鉄塔用鋼管内腐食分布のモニタリング

長沼淳

Q12004

研究報告

送電鉄塔における内面腐食に対する点検技術の開発

福冨広幸−気候変化による影響の推定−−第一報

測定手法に関する基礎検討−■10.先端的基礎研究分野
報告書番号

種別

報告書名

主報告者氏名V12010

研究報告

ナノ・マイクロテクノロジーを利用した生物計測技術の開発（その 4）−固相抽出法の改良と標準環境試料の分析−

伊達安基

H12011

研究報告

光ルミネッセンス法によるガスタービン用遮熱コーティングの界面酸化層検出技術の開発−小型励起光源の適用性評価−

福地

哲生

105

付表
（2）
主要な出版物
書名
酸性雨から越境大気汚染へ

藤田

知っておきたい電気事業の基礎−再生可能エネルギー・安定供給・電気料金−

出版年月2012 年 4 月

電力時事問題研究会

日本電気協会新聞部

2012 年 5 月

環境史から学ぶ地球温暖化

杉山大志

エネルギーフォーラム2012 年 5 月

進化する火力発電

高橋毅

日刊工業新聞社

2012 年 9 月

基礎からわかるバイオマス資源

山本

博巳

エネルギーフォーラム2012 年 7 月

はじめての集じん技術

金岡 千嘉男、
牧野 尚夫 編著

日刊工業新聞社

2013 年 1 月

上野
本部

貴弘、
和彦 編著

エネルギーフォーラム2013 年 2 月

杉山
若林

大志、
雅代 編著

エネルギーフォーラム2013 年 3 月−低炭素化・低コスト化への挑戦−−基礎から応用まで−−競争力強化と温暖化交渉への処方箋−

温暖化対策の自主的取り組み−日本企業はどう行動したか−

慎一

出版社
成文堂書店

狙われる日本の環境技術

106

編・著者

付表
（3）
主要な外部表彰
表彰を受けた団体名

賞の名称受賞した論文名（または受賞理由）

当所研究関係者

日本建築学会

奨励賞

広帯域サイト増幅特性評価のための深部地盤の不均質性のモデ
ル化に関する研究 −新潟平野を対象とした基礎的検討−

日本機械学会
計算力学部門優秀技術講演表彰

流れ加速型腐食における CFD の活用

稲田文夫

日本機械学会

日本機械学会奨励賞

微粉炭燃焼の数値シミュレーションにおける詳細揮発分放出
モデルの研究橋本望

日本機械学会

日本機械学会賞

配管減肉管理改善に向けた技術開発および研究情報取得と発信

稲田

文夫

化学とマイクロ・
ナノシステム研究会

平成 23 年度化学とマイクロ・ナノシステム研究会若手優秀賞

マイクロ多相流の流体力学的解析と応用

青田

新

建設工学研究振興会

平成 23 年度建設工学研究奨励賞

岩盤斜面の地震時崩壊メカニズムの解明と数値シミュレーション
技術の開発

石丸

真

電気学会

電気学術振興賞

高圧配電用避雷器の接地抵抗値が直撃雷保護効果に与える影響

日高
石本
浅川

哲也
和之
聡

電気学会

業績賞

ガス絶縁機器の絶縁信頼性向上技術の発展ならびに学会活動
への貢献

藤波

秀雄
光司
織江
義弘
俊也
俊雄

論文賞

佐藤

浩章

電気学会

電気学術振興賞（論文賞）

小規模離島への風力発電導入時の系統周波数安定化方式の開発

山下
坂本
北内
七原
井上

電気学会

電気学術振興賞（論文賞）

パワーエレクトロニクスシステム設計のための瞬時値シミュ
レーション

菊間
岡田
高崎

俊明
有功
昌洋

セメント協会第 40 回セメント協会論文賞

セメント系人工バリアの品質に及ぼす養生の影響と非破壊評価法に関する研究

蔵重

勲

セメント協会第 40 回セメント協会論文賞

2H NMR による CHS 中の水分の動的存在状態とそれに及ぼす乾燥の影響に関する研究

湊

大輔

エネルギー・資源学会 論文賞

高湿分空気利用再生サイクル型ガスタービンを用いた圧縮空気
エネルギー貯蔵発電システムの研究

高橋
幸田

徹
栄一

エネルギー・資源学会 第一回学会賞

家庭におけるエネルギー消費実態の計量と分析

上野

剛

エネルギー・資源学会 茅奨励賞

ドイツの送配電事業におけるインセンティブ規制の課題

三枝 まどか

土木学会

平成 23 年度土木学会論文奨励賞

遠心力模型実験による岩盤斜面の地震時安定性評価に関する
基礎検討

石丸

真

The 16th
International
Meeting on
Lithium Batteries
Organizing
Committee

IMLB2012 Young Investigator 4 V-Class Solvent-Free Lithium-Ion Polymer Battery withAward
Cellulose Coating小林剛

IEC(TheInternational
ElectrotechnicalCommission)

1906 award

国際規格作成に対する永年にわたる価値ある貢献

雪平

謙二

経済産業省

第 48 回電気保安功労者
経済産業大臣表彰

電気保安に関する永年の功績

雪平

謙二

米国機械学会

Certiﬁcate of Appreciation

CFD Tutorial

古谷正裕

日本粘土学会

奨励賞

放射性廃棄物処分におけるベントナイト系材料の長期変質挙動に関する研究横山信吾

大気環境学会

論文賞（学術部門）

北関東における微小粒子状物質のレセプターモデルと放射性炭素同位体比を組み合わせた発生源寄与率推定

速水

洋「エネルギー変換セラミックス材料・デバイスの新展開〜次世代自動車やスマートグリット等への活用を目指して」のセッ
ションオーガナイザーとしての貢献

森昌史

日本セラミックス協会 感謝状

107

表彰を受けた団体名

108

賞の名称

受賞した論文名（または受賞理由）

人工知能学会

全国大会優秀賞

電気機器の高調波特性に基づく非侵入型モニタリング

経済産業省

平成 24 年度工業標準化事業表彰
国際標準化活動への寄与
国際標準化貢献者表彰（人体ばく露に関連する電磁界の評価方法）（産業技術環境局長表彰）

The International
ElectrotechnicalCommission

1906 Award

日本エネルギー学会
日本エネルギー学会

当所研究関係者
小野田

崇

山崎

健一

岡本

達希

日本エネルギー学会石炭科学会議 揮発分組成を予測可能とする石炭初期熱分解モデルの構築
優秀賞（第 49 回石炭科学会議） − CPD モデルの拡張−

梅本賢

日本エネルギー学会石炭科学会議
微粉炭燃焼場における硫化水素の挙動解明とモデリング優秀賞（第 49 回石炭科学会議）

丹野賢二

TC112 お よ び そ の 前 身 の TC98 に お け る 貢 献 と 国 際 規 格
IEC60493-1 の改定を主体的に実施した功績

Fuel Cell Seminar & Honorable Mention 2012
Energy Exposition
Poster Presentation

Development of SOFC performance evaluation
technology

吉川将洋

2012 年度核データ
研究会

優秀ポスター賞

Estimation of reaction rate in subcritical system by
gamma ray spectrum measurement

名内泰志

日本社会心理学会

奨励論文賞

情報の非対称性を伴う二者関係での予期と行動の相互支持過程
の検討

小杉

素子

日本電気協会第 57 回（平成 24 年度）
澁澤賞

配電設備の台風被害予測システムの開発グループ

石川 智已
朱牟田 善治杉本 聡一郎
服部 康男

粉体工学会

技術賞

数値シミュレーションによるハニカム型脱硝触媒の劣化特性評価

丹野
道岡
牧野

賢二
武信
尚夫

土木学会

第 67 回年次学術講演会
優秀講演者表彰

砂質土の間隙水浸透による吸水膨張後のせん断変形に及ぼす
細粒分の影響

石丸

真
道隆
博文
政義
尚夫

日本燃焼学会

日本燃焼学会技術賞

微粉炭用超低 NOx バーナの開発と多様な燃料への適用拡大

池田
辻
木本
牧野

The 10th
International
Workshop on
Radiation Eﬀects
on Semiconductor
Device for Space
Applications

Best Oral Presentation
Award

Annealing Eﬀects on Charge Collection Eﬃciency of an
Electron-Irradiated 4H-SiC Particle Detector

土田
伊藤
星乃

秀一
雅彦
紀博

情報処理学会
情報規格調査会

国際規格開発賞

国際規格 ISO/IEC 14143-6 第 2 版のプロジェクトエディタを務めた功績

高橋

光裕

エヌエフ基金2012 年度研究開発奨励賞

高安全を担保する「イオン液体」を電解質に用いたリチウム二次電池の研究・開発

関志朗

日本エネルギー学会

平成 24 年度日本エネルギー学会進歩賞（学術部門）

噴流床ガス化炉の実用化に向けたガス化反応モデルの開発

梶谷史朗

横浜国立大学大学院
環境情報学府長

学生表彰

博士課程在籍中の業績評価

窪田 ひろみ横浜国立大学（学長） 学生表彰

博士課程在籍中の業績評価

窪田 ひろみ日本原子力学会

第 45 回日本原子力学会賞
技術賞

高速増殖炉用金属燃料製造技術の開発

中村
加藤

勤也
徹也

日本機械学会

標準事業貢献賞

原子力プラント運転・保全における規格基準策定に向けた学会における研究開発活動の推進

稲田文夫

日本機械学会

標準事業コードエンジニア賞

配管減肉管理に関する規格策定活動に対しての表彰

米田

公俊

電気学会

電気学会優秀論文発表賞

地域内の太陽光発電出力把握に向けた日射強度推定手法の開発

川崎

憲広

付表
（4）
公刊物等一覧
〜より詳しい情報をお求めの方に〜
名称／内容

様式

刊行時期

電力中央研究所報告
研究の成果等を公表する報告書

A4, 約 20 〜 40p

白黒／カラー

随時

電中研報告リーフレット
電力中央研究所報告の内容要旨を速報的に紹介

A4, 2p白黒／カラー

随時

約 1MB

知的財産報告書
知財創出トピックス等を紹介

A4, 約 40p

約 3MB

総カラー

年1回

社会経済研究（学術論文誌）
社会経済分野における所内外の最新の研究成果を紹介

A4, 約 100p

約 3MB

白黒

年1回

約 1MB

総カラー

随時

約 1 〜 10MB

総カラー

随時

▶ http://criepi.denken.or.jp/result/pub/
電中研ニュース
インパクトのある個別の研究成果を、タイムリーに写真・図版を交えてわかりやすく説明

B5, 4p▶ http://criepi.denken.or.jp/research/news/
研究紹介パンフレット
個別の研究活動を詳細に紹介

B5, A4▶ http://criepi.denken.or.jp/research/pamphlet/
電中研紹介パンフレット
各所・地区等の概要・活動を紹介

A4, 約 10 〜 20p

約 2 〜 6MB

総カラー

随時

A4, 約 50 〜 150p

約 5 〜 40MB

総カラー

随時

約 15MB

総カラー

隔月刊行▶ http://criepi.denken.or.jp/intro/pamphlet/
電中研レビュー
主要課題に関わる複数の研究成果を総合的かつ体系的に取りまとめ、研究の「流れ」として当該研究の全体像を紹介▶ http://criepi.denken.or.jp/research/review/
電中研 TOPICS
さまざまなテーマを切り口として、所内各研究所の関係する研究活動・成果の現況を総合的に取りまとめて紹介

A4, 約 15 〜 20p▶ http://criepi.denken.or.jp/research/topics/
事業計画書・収支予算書
次年度の研究計画・業務計画と予算書

A4, 約 20p

約 400KB

白黒

毎年 3 月

事業報告書・収支決算書
前年度の研究成果・業務報告と決算書

A4, 約 40p

約 700KB

白黒

毎年 6 月▶ http://criepi.denken.or.jp/intro/info/

109

電力中央研究所

所在地一覧

大手町地区
・本部
・社会経済研究所〒100-8126 東京都千代田区大手町1-6-1
TEL 03-3201-6601

狛江地区〒201-8511 東京都狛江市岩戸北2-11-1
・知的財産センター
TEL 03-3480-2111
・システム技術研究所
・原子力技術研究所
放射線安全研究センター
ヒューマンファクター研究センター
・狛江運営センター
・業務支援センター

我孫子地区〒270-1194 千葉県我孫子市我孫子1646
TEL 04-7182-1181

・地球工学研究所
バックエンド研究センター
・環境科学研究所
・我孫子運営センター

横須賀地区〒240-0196 神奈川県横須賀市長坂2-6-1
TEL 046-856-2121

・電力技術研究所
大電力試験所・エネルギー技術研究所
・材料科学研究所
PD センター・横須賀運営センター

赤城試験センター〒371-0241 群馬県前橋市苗ケ島町2567
TEL 027-283-2721

塩原実験場〒329-2801 栃木県那須塩原市関谷1033
TEL 0287-35-2048

塩原実験場

赤城試験センター

我孫子地区
狛江地区

大手町地区

横須賀地区

研究年報̲P100-P111.indd 110

2013/05/31 10:29

研究年報̲P0-P5-研究概要.indd m;4

13/05/31 10:58