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スマート工場、FC研究所など視察

山梨地区視察会を開催、会員ら29名が参加
内発協は平成30年７月27日（金）、山梨県甲府市及法人山梨大学を訪ねました。世界的にも最先端の実び南アルプス市で、「平成30年度上期 山梨地区施設験設備・実験機器を備える「燃料電池ナノ材料研究視察会」を開催しました。視察会一行は、甲府駅にセンター」で燃料電池関連の開発装置を視察しまし集合し、午前中は南アルプス市の富士電機株式会社

た。その後、山梨県庁の「防災新館」に設置されたを訪ねました。スマート工場のモデル工場として知非常用ディーゼル自家発電設備や、山梨県の「四分られる富士電機の「山梨製作所」において、ファク川（しぶかわ）逆水防止ゲート」を視察しました。

トリーエネルギーマネジメントシステム（FEMS）

視察会には会員企業と事務局を合わせた29名が参加を視察しました。

しました。

午後からは甲府市に戻り、甲府駅近くの国立大学

富士電機株式会社
山梨製作所
今回視察した富士電機の山梨製作所で取り組む
FEMSは、平成28年（2016年）省エネ大賞最高賞の経済産業大臣賞と、コージェネ大賞2017の優秀賞を受賞しています。
加藤博久所長の説明によれば、山梨製作所は1991
年９月、富士電機で10番目の工場として設立されま

写真－１

した。磁気記録媒体の生産拠点工場。2011年３月のガスエンジンコージェネ

東日本大震災による影響で計画停電が実施され、生上構成比（シェア）については、インバータ、NC工産活動を継続することが困難となりました。その結作機械、エレベータ、UPS、PCS（風力・太陽光発電）、果、生産ラインを移管することとなり、2011年６月

エアコン等の用途向けの「産業分野が50%」を占めてで山梨製作所は閉鎖することとなりました。

います。

しかし、2011年６月30日に長野県松本市が震度５

次いで、HEVモータ制御、エンジン制御、ブレー強の直下型地震に見舞われ、パワー半導体のマザーキ制御、トランスミッション制御、ステアリング制工場である松本工場が少なからず被害を受けました。

御等の用途向けの「自動車分野が30%」で、産業機器、代替措置として山梨製作所も半導体工場として活用

通信機器、サーバ、PC、薄型TV、ゲーム機、複写機、することとされ、2011年10月に山梨製作所の既設建プリンタ等の電源設備の「電源分野が20%」。山梨製屋を、半導体前工程クリーンルームへと改修工事を作所はHEVモータ制御用半導体生産の主力工場であ開始しました。山梨製作所は2013年10月、半導体生り、近年は自動車分野が伸びているという説明でした。

産工場としての稼働を開始しました。

パワー半導体生産工場においては、エネルギー使電源設備については、2013年４月にはメガソーラー

用量が多く、瞬時電圧低下や停電が製品品質に大きの稼働を、2013年７月にはPEFC（リン酸形）燃料電な影響を与えます。山梨製作所では、①エネルギー池設備の稼働を、2014年９月にはガスエンジンコー使用量削減の実現、②瞬時電圧低下・停電リスクのジェネレーションシステム（ガスエンジンコージェ回避という、こうした２つの課題を解決するため、ネ）の稼働を、それぞれ開始しました。

FEMSを活用した電力と熱の最適利用による省エネ

現在、富士電機が生産するパワー半導体製品の売
内発協ニュース／2018年９月号

ルギーと、エネルギー供給リスクの回避（電力自給5写真－２

燃料電池設備（４台）

写真－３防災用自家発電設備率の向上）の両立に取り組みました。
省エネルギーに関する対策として、クリーンルームのファンフィルタユニット（FFU）最適運転制御を実施するとともに、排熱も徹底的に有効活用しています。また、電源設備の運転状況に関して、「見える化、わかる化、最適化」を図り、エネルギー需要を把握し、最適なエネルギー供給を行えるよう、ムダのない運転構成で電源設備を稼働させて、省エネルギーを徹底しました。
電力自給率の向上に関する対策として、無停電電源
写真ー４装置（UPS）、PEFC燃料電池設備、ガスエンジンコー

メガソーラー

ジェネの導入を図り、電力自給率を向上させました。
一行は、こうした電力供給源を二重化するなどのなっています。

FEMSについての概要説明を受けた後、実際に電源設備

山梨製作所では、電力需要と熱需要を監視し、ガを視察しました。これらFEMSを構成する電源設備は、スエンジンコージェネやPEFC燃料電池設備の最適運富士電機製を採用・有効活用しており、スマート工場の転を実施しています。

モデル工場として、山梨製作所をお客様に見ていただけるよう、2012年度より取り組んでいるとのことです。

このほか、山梨製作所では、富士電機製の消防用設備等の非常電源として防災用自家発電設備（ディー

山梨製作所の所内電力需要（2,900kW）は、ガスエゼルエンジン駆動100kVA）を設置しています。また、

ンジンコージェネ（2,500kW）とPEFC燃料電池設備

環境に優しい電力普及を目的とするFIT（固定価格買（100kW×４台）で賄えるほか、商用電源（特別高圧取制度）に適合した大型太陽光発電所（2,000kW）を２回線）と系統連系し、不測の事態に備えています。

導入しています。年間発電量は約240万kWh。発電し商用電源に不測の事態が発生した場合は、１サイクルた電力は、山梨製作所内には供給せず、すべてを東遮断器により商用電源を切り離し、ガスエンジンコー京電力向けに売電しています。売電価格は42円/kWh

ジェネと燃料電池設備の自立運転で対応することに（固定価格買取制度適用）とのことです。

心に、自動車メーカ、産業機器メーカ、大学の産学官

国立大学法人山梨大学
燃料電池ナノ材料研究センター

国のグローブ郷が水素と酸素を装置に入れると電流が視察会一行は国立大学法人山梨大学の燃料電池ナノ

証はディーゼルエンジンより早かった」といいます。

材料研究センターを訪れました。敷地内に遺る旧知事公

一方、「実用化は遅く1965年に米宇宙船ジェミニ５舎の同研究センター会議室において、飯山明裕センター号が燃料電池を使用しました。1966年に米GM社が世長により「燃料電池の本格普及に向けた山梨大学におけ界 初 の 燃 料 電 池 自 動 車（FCV） を 走 ら せ ま し た。

る取り組み」と題する概要説明を受けました。続いて、1983年にカナダ・バラード社が開発したナフィオン最先端の燃料電池材料の開発装置などを視察しました。

膜を用いたセル構造が現在の原型となり、1994年に飯山センター長の説明によれば、「国内での燃料電池独ダイムラー社がバラード社の燃料電池を用いたの研究開発は、現在の文部科学省、経済産業省及びFCVを発表しました。2009年には日本で家庭用燃料NEDO（新エネルギー・産業技術総合開発機構）を中電池エネファームが販売開始されました。現在では、6が連携し推進して参りました。燃料電池は1839年、英流れることを実証し、開発が始まりました。原理の実

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燃料電池向けの「触媒材料」として、安価な合金の表層をPt（白金）で覆いコスト削減を図った「安定化Ptスキン－ PtCo（白金コバルト）合金触媒」を紹介しました。効率よく水素を製造する触媒や燃料改質について、セル評価までを含めて幅広く研究している大学はあまりないとのことでした。
また、炭素と水素のみで作り化学的安定性に優れた安価な「炭化水素系電解質膜」や、従来のカーボンに代わる新材料としてセラミックを採用し、触媒
写真－５

燃料電池ナノ材料研究センターを載せる担体（構造体）の耐久性を向上させた「連珠状導電性セラミック担体」について、それぞれ解説しました。

FCV、FCフォークリフト、定置形電源向けの燃料電

さらに、燃料電池を活用する新しい産業の創造を

池の導入数はアメリカが最も多い。FCバスの導入数目指す企業の支援や、水素・燃料電池の普及啓蒙活は中国が150台で最も多く、2019年頃は5,000台規模の動を進める「やまなし水素・燃料電池ネットワーク

見通し。水素ステーションの設置数は日本が世界一協議会」や、水素電池産業の集積地を目指す「やま多い」と説明しました。

なし燃料電池バレー」構想の実現のための取り組み

そのほか、NEDOの助成事業で同研究センターがを紹介しました。

開発を進める、高出力・高耐久・高効率な自動車用燃料電池の開発装置を視察
一行が視察した、燃料電池ナノ材料研究センター
は２階建てで、２つのエリアで構成されています。
山梨県と山梨大学の資金による「オフィスエリア」。
そして、防震装置、磁気シールド、クリーンルーム（クラス1000レベル）などの実験設備・実験機器が設置されている「実験エリア」です。
実験エリアでは、１階に、最先端の透過型電子顕写真－６

飯山センター長による概要説明

微鏡を用いて、触媒・膜をナノスケールで観察するなど国産の３台を備えています。ナノメートル（10装置のエリア「103TEM室」や、各種環境下での電億分の１メートル）単位のものまで観察できる性能

子顕微鏡観察を行う装置のエリア「105SEM室」。高を有し、生体観察用のものを同研究センターと製造

分子膜の構造を評価する装置のエリア「107NMR室」。

メーカが共同で改良して使用しています。

触媒の構造・表面状態をＸ線で評価する装置のエリア「108Ｘ線分析室」などを設置しています。

これらの透過型電子顕微鏡により、触媒として使用するPt（白金）が担体（構造体）の表層にあるのか、２階に、高分子膜・電極の合成を行うエリア「201内部にあるのか、またPtがどのような状態になって膜電極合成室」。電極触媒、水素製造触媒の合成を行いるのかなどを観察できるといいます。小さな粒でうエリア「203触媒合成室」。電極触媒上での反応をinあったPtが結合し大きなPtになり、表面積が減少すsitu（その場）で観察するエリア「206クリーンルーム」

ることにより、触媒の劣化が起こっていることが観などを設置しています。

察できました。

開発状況について、電池内反応分布の可視化実験

なお、透過型電子顕微鏡の観察資料を入れる部分

では、実際に燃料電池自動車に使用されているセルは真空になっていて、観察資料にガスを吹き付けるを約10㎝四方の材料で再現し、燃料電池内の反応のとともにヒータで局所的に加熱し、材料がどのよう可視化に成功しています。に変化するのか、その過程を時系列で観察できるとまた、各種環境下で触媒・膜をナノスケールで観察する透過型電子顕微鏡は「日立ハイテクH－ 9500」
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いいます。これら高価な実験設備を学生らも、操作の教育を受けて、直接使用しています。

7山梨県

防災新館

山梨県庁は、甲府駅の南側に位置し、本館、別館、防災新館などがあります。それぞれの建物には非常用自家発電設備が設置され、その建物ごとに電力を供給する体制となっています。一行は、平成25年に竣工した防災新館の自家発電設備を視察しました。
防災新館には、非常用自家発電設備（ディーゼルエンジン駆動1,500kVA×２台）が屋上に設置されていま

写真－７

防災新館に設置された自家発電設備

す。燃料タンクは60,000リットルの地下タンクを埋設発電設備へと仕様変更したといいます。同様の理由し、72時間運転ができる量を確保しています。発電設から、排気管の設置位置も、ヘリポートから離して備自体は168時間連続運転の仕様となっています。

施工をしました。また、近隣に観光名所「舞鶴城公園」

計画当初は、ガスタービン駆動の自家発電設備のがあることなどから、排気管等は黒く塗り、外部か導入を検討していました。しかし、ヘリポートが近く、らは見えにくくする工夫を凝らすなど、景観にも格高温の排気ガスはヘリコプターの離着陸に好ましく別な配慮をしました。

ないとの理由から、ディーゼルエンジン駆動の自家チをONにすると、門扉が自動で作動し、降ろされて四分川（しぶかわ）逆水防止ゲート水門を全閉できます。反対に、逆水防止ゲートを開ける場合は、門扉の開けるスイッチをONにすると、門扉が自動で作動し、あげられて水門を全開できます。

「四分川（しぶかわ）逆水防止ゲート」は、荒川

可搬形発電設備の始動操作手順については、遮断から支流の四分川への逆流を防止するため、建設さ器のOFF（三相出力）、始動スイッチの予熱ON（約れた水門（逆水防止ゲート）です。平成元年から運20秒）、始動スイッチの始動ON、電圧確立、遮断器用を開始しています。これまでに水害などの発生にのON（三相出力）、商用・自家発電の電源切替の選択、より、逆水防止ゲートが降ろされ、水門が閉じられ発電ONという操作手順です。反対に、停止操作は、たことは幸いにしてないといいます。

遮 断 器 のOFF（三 相 出 力）、 始 動 ス イ ッ チ の 停 止

逆水防止ゲートの開閉操作は、隣接する操作小屋から行い、通常時は、商用電源を使い、２台のモータ（出ON、商用・自家発電の電源切替の選択、商用ONという操作手順です。

力2.2kW/１台）を駆動させ、逆水防止ゲートを自動で逆水防止ゲートを両脇で支える左右の支柱にはそ降ろしたりあげたりして、水門を開けたり閉じたりできれぞれ照明機器が設置され、さらに、左右の支柱のます。

上部にはそれぞれ機械室が配置されています。通常

停電発生時は、逆水防止ゲートの下流側に配置さ時は操作小屋から中央盤を操作してモータを駆動されている、操作小屋に設置された１台の可搬形発電せ、逆水防止ゲートの昇降を行います。モータが使設備（定格容量25kVA）の電源に切り替えて使用し、用できない場合は機械室から手動で操作を行うこと電力供給を行います。通常時と同様に、２台のモーができます。

タを駆動させ、逆水防止ゲートを自動で昇降させて、水門を開閉できる仕組みとしています。
逆水防止ゲートの操作手順については、操作する前に、操作小屋に設置された「中央盤」の電源スイッチ、制御スイッチ等、各スイッチをONにします。次に、商用・自家発電の電源切替を選択し、電圧、表示灯等、ランプテストを確認し、併せて、門扉付近の安全を確認します。
そして、逆水防止ゲートを閉じる場合は、中央盤スイッチを操作して行います。門扉を閉じるスイッ

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写真－８

四分川逆水防止ゲート（全景下流側より）
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