コージェネの普及状況と今後の導入見通し▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪
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②●業便覧）の約3.4％に相当する。

近年注目されているコージェネレーションシステムの特徴や導入事例の紹介を９月号から連載しています。１回目と今回２回目は「コージェネの普及状況と今後の導入見通し」と題して、一般財団
法人コージェネレーション・エネルギー高度利用センター業務・広報部長の武智和志氏に執筆いただきました。

なお、用途別の内訳では、民生用10,098台・206万kW、産業用4,325台・779万kWである。
CGSは1980年代の導入初期から順調に発展し、90年代半ば以降、正味導入量（設置容量から撤去容量を差し引いた数値）は毎年40～50万kW程度で推移してきた。その後、技術開発や補助金施策などにより2004年ごろにピークを迎えたが、2008年度以降、導入量は大きく落ち込んでいっ１．コージェネレーションの導入状況た。しかし、2011年３月11日の東日本大震災以降、コージェネレーションシステム（以下「CGS」という。）は、総合効率の高い省エネ設備として回復傾向にある。（図-１参照）

２．我が国の施策におけるCGSの位置づけ

1980年代から国内で導入が始まった。その後、普及拡大していった。

CGSの普及促進が示されている主な施策の概2012年度に新たに設置されたCGSは938台・要は、以下のとおりです。

37.9万kWで、2012年度末時点でのCGS台数及び累計発電容量は14,423台・985万kWと容量にお1）エネルギー基本計画

いて1,000万kW目前に達する。これは国内総発

 2010年６月に第二次改訂された「エネルギー電設備容量（２億8,600万kW：2012年度電気事新設容量万kW
新設台数

燃料価格高騰

3.11
大震災

台数

発電容量（万kW）

リーマン・ショック

年度

図-1

8

コージェネレーションの年度別導入量
内発協ニュース／ 2013年10月号

基本計画」では、2030年に向けた目標実現に総合部会、その後体制の見直しにより基本政向け“天然ガスコージェネレーションの導入策分科会で検討されている。

促進を図り、2020年度までに現状から５割以上の増加（計800万kW）、2030年までに倍増（計3）エネルギー・環境会議

1,100万kW）をめざす”とされ、CGSにより

 2012年９月のエネルギー環境会議では、革低炭素型成長への期待が示された。

新的エネルギー安定供給の確保を図るために、

 その後、東日本大震災及び福島原発事故を“燃料電池を含むコージェネ（熱電併給）を最受けて、現行のエネルギー基本計画を白紙か大限普及させ、エネルギーの有効利用を促進ら見直すこととし、新しいエネルギー基本計する。そのため、コージェネによる電力の売画の策定に向け、総合資源エネルギー調査会

電を円滑に行い得る環境整備をし、また、コー総合部会基本政策分科会にて2013年度を目途ジェネ設備の導入支援策の強化を図る”と記に検討を行っている。

載された。2030年のコージェネ導入目標1,500
億k W h、民生用・産業用コージェネ2,200万2）総合資源エネルギー調査会

kW、家庭用燃料電池530万台と記載された。

 東日本大震災、資源エネルギー庁の基本問

３．最新のCGSの技術開発状況

題委員会等においてエネルギー基本計画の見直しに向けた検討が行われ、排熱の有効活用など省エネルギーの徹底と分散型電源普及の最近のCGSにおける技術開発状況としては、加速化などを図る観点から、2030年の電源と都市ガス（天然ガス）を燃料とするコージェネ

してCGSは独自に総発電量の15%（約1,500億

レーションは排ガス中のNOxやCO2が少ないたkWh）に対応可能なレベル（2010年度・314

め、環境にやさしい設備として環境規制が厳し億kWhの4.7倍程度）まで普及することを目安

い都市部、エネルギー消費量が大きい業務用建に議論がなされた。

物、エネルギープラント設備、地域冷暖房設備、

 なお、家庭用燃料電池についても約500万台大規模工場などに普及が進んでいる。
図-2にコージェネレーション用原動機の発電の導入を目指す方向で議論がなされた。
 本議論は、基本問題委員会の親部会である出力と発電効率を示す。

60
業務用FC
（SOFC）

発電効率
︵％︶
ＬＨＶ

50

希薄ミラーサイクルGE

家庭用FC（SOFC）

40

リン酸型FCディーゼルエンジン

希薄燃焼GE
家庭用FC（PEFC）

30

ストイキGE

ガスタービン

小型ガスエンジン2010マイクロGT
110100
1,000
発電出力
（kW）

図-2
内発協ニュース／ 2013年10月号

10,000100,000

原動機の発電出力と発電効率

9表-1

原動機及び燃料電池コージェネレーション全般仕様及び特徴の比較

種類

ガスエンジン特徴＊発電効率高い＊高出力・高効率化＊軽量コンパクト＊導入実績が豊富＊廃熱の全量蒸気回収可 ＊発電効率が高い
能＊連続運転に向く＊水の電気分解の逆反応を利用＊化学反応のため、変換ロ
スが少なく効率が高い

主な燃料

都市ガス、LPG、バイオガス

都市ガス、LPG、灯油、軽油

都市ガス、LPG、灯油

容量（kW）

ガスタービンディーゼルエンジン

重油、灯油、軽油

燃料電池

5～35

200～2,000～
10,000700～
15,00016,000～50,00080～15,000

0.7～100

発電効率（％） 29～33

35～43～49

24～35

33～41

33～45

37～47

総合効率（％）

76～80～84

75～82

82～8464～67

87～94

民生用、産業用

民生用

85

主な用途

民生用、産業用

産業用、地域冷暖房

表-1にコージェネレーションの主な仕様を示す。

2）ガスタービン 近年、電力事業用に開発された事業用ガスタービン（５万kW～15万kWクラス）の技術

1）ガスエンジンをベースとして、一般事業者向けに電力需要、 ガスエンジンを用いたコージェネレーショ蒸気需要に合わせた大型ガスタービン（１万ンでは、近年大型化、高効率化が急速に進ん6,000kW～５万kWクラス）の開発が進み、国だことやガスエンジン熱電比が市場ニーズに内において、この大型コージェネレーション合致することから導入が増えている。

は、省エネルギー性とCO 2削減効果が期待で

 ガスエンジンにおいては、高効率・高出力きるため、採用・導入されている。

化に向けた燃焼制御技術などをはじめとした また、発電効率24～41％、総合熱回収率は技術開発が顕著である。また、1,000kW以下75～84％に達し、産業用プラントや地域冷暖のコージェネレーションにおいても、高効率房において採用されている。廃熱はガスター化、低コスト化が進み、小型という効率的にビンの二次側に設置された排ガスボイラーには不利な条件にもかかわらずミラーサイクルより蒸気として回収される。液体燃料、気体を採用した機種では、発電効率40％以上を達燃料などに幅広く対応可能である。東日本大成したコージェネレーションも開発され、数震災以降、エネルギーセキュリティへの関心多く導入されている。

が高まる中で災害時対応の強化やブラックア

 電力需要の割合が高い民生用に適用される

ウトスタート等停電対応型、デュアルフュエー

ことが多いが、最近は産業用での利用も増え

ル型CGSなども注目されている。ている。廃熱は温水や蒸気・温水などとして回収し、廃熱利用器（蒸気式、廃熱投入型も3）ディーゼルエンジン

しくは吸着式吸収冷凍機など）で活用する。

 ディーゼルエンジンは、常用コージェネレー

今後のガスエンジンの高効率化の技術開発は、ションとして産業用分野で多く採用されてき新燃焼方式・熱サイクルの開発、平均有効圧たが、近年都心部では排ガス規制が強化されの上昇、それらを実現するための過給機の高たため稼働台数は多くはない。しかし、逆に性能開発、燃焼制御の高度化などが行われてその燃料貯蔵特性を活かし都心の周辺地域のゆくと考えられる。

工場地帯などで導入されている。

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内発協ニュース／ 2013年10月号

4）燃料電池停止による危機への熱影響があることや高性

 燃料電池は燃料の化学的エネルギーを直接能断熱材のしようが必須とすることから、今電気エネルギーに変換する画期的な発電シス

後も信頼性・耐久性に向けた技術開発が行わテムであり、発電と同時に発生する熱を併せれてゆくと考えられる。て利用できるため、コージェネレーションのひとつに位置づけられている。また、燃料電

４．今後期待されるCGSの役割

池は内燃機関のように熱エネルギーを運動エネルギーに変換する過程 注1）を経由しないた

低炭素社会実現のため、エネルギーの供給側め、発電効率が高くシステム規模の小さな家に加え、需要側での対策も検討されている。

庭用で利用が増えている。

CGSはエネルギー高度利用により環境保全を図

注1）内燃機関では、燃料の熱エネルギーを回転もしくる設備として、今後もさらなる高効率化によりは往復運動の運動エネルギーに変換し、発電機を一層の省エネ、省CO2への貢献が期待される。
また、東日本大震災とその後の電力事情から動かして電気エネルギーを動かす。

 家庭用燃料電池は2009年から世界に先駆け防災やBCP（事業継続計画）などへの関心が高て販売が開始され、固体高分子形燃料電池まっている中で、CGSは電力需給における需要（PEFC）固体酸化物形燃料電池（SOFC）の抑制効果や貴重な電源としての役割も大きく、２つのタイプがある。

エネルギーセキュリティ面での果たす役割も重 PEFCは動作温度が低い（70～90℃）のため、要であり、その意識も高まってきている。

熱による危機への影響が少ない一方、電解質加えて、さらなるCO 2削減に向け、再生可能に使用している高分子膜の加湿機構の搭載やエネルギーなどとの組み合わせを含め、エネル発電過程で生成する一酸化炭素の除去機構のギーの有効利用を図るスマートエネルギーネッ搭載が必要でシステムがSOFCよりも複雑にトワークの構築に貢献するシステムとしても期なる。よって、今後は、さらなるコストダウ待される。そのため、常用の分散型電源、特にンと耐久性向上が課題となる。

排熱を利用することで、総合効率に優れたCGS SOFCは動作温度が高い（600～1,000℃）のが今後さらに普及していくものと考える。

ため、高温の熱を燃焼改質（H2生成過程）の図-3にCGSに期待される役割を示す。

利用できるため、発電効率が高い一方、起動
2011.3.11
東日本大震災

災害時のエネルギーセキュリティに対する意識の高まり

通常時の機能災害時の防災機能・省エネ、省CO2・再生可能エネルギー
・ピークカット､ピークシフト

両立・自立分散型エネルギーシステム
・多様なエネルギーの活用

自立的再生可能エネルギーの活用
集中型・分散型のベストミックス
さらにITと融合しスマートコミュニティへ

コージェネレーションにより実現可能

図-3
内発協ニュース／ 2013年10月号

CGSに期待される役割

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