概要シート
対策名

300311 高効率ガスコージェネレーションシステムの導入

対策タイプ

設備導入

対象業種

産業用

分類

業務用

発電設備
コージェネレーションは、発電の際に系外に捨てられていた熱機関からの排熱を回収し、有効利用するエネルギーのカスケード利用システムである。排熱を回収して利用できれば、小規模システムであってもその総合熱効率を 80％程度にすることができる。排熱を利用して蒸気や温水を供給することにより、ボイラーなど従来機器で消内容・目的費する燃料を削減することができる。
発電した電力は商用電力と連系して使用することにより、電力デマンド（最大需要電力）を削減することができる。
ただし、コージェネレーションが十分に効果を発揮するためには、電気需要に対応した熱エネルギー需要が必要となる。
コージェネレーションシステムとは、熱源より電力と熱を生産し供給するシステムの総称である。都市ガスを燃料とするコージェネレーションは排ガス中の大気汚染物質が少ないため、環境規制が厳しい都市部、エネルギー消費量が大きい建物、工場などで普及が進んでいる。業務部門用のシステムとしてはガスエンジンを用いるシステ
ム、燃料電池を用いるシステム、ガスタービンを用いるシステムなどがある。産業部
門用にはガスタービンを用いるシステムがある。
１．機器構成および利用形態
・ 発生した電力は商用系統と連系し供給される。また、分散型・グリーン売電市場を介して 1000kW 未満の小規模設備であっても売電可能である（2012 年から）。
・ 熱交換器や排熱ボイラーで回収された排熱は、プロセス利用（蒸気）や排熱利用吸収式冷凍機の熱源として利用するほか、暖房・給湯に利用される。

対策の概要

燃料
コージェネ
レーション機器
給水

温水利用機器
給湯買電

商用系統

系統連系
保護設備

売電

図１．コージェネレーションの機器構成例

1

電力利用機器概要シート
２．各種ガスコージェネレーションシステムの特徴［1］［2］
種類
特徴

燃料
発電効率
（%）

総合効率
（%）
対象分野

ガスエンジン
ガスタービン
燃料電池
・電力需要の割合が高 ・比較的大きな熱需要 ・原動機を用いるシスい業務用用途に適を伴い、発電容量がテムより騒音や振用される。一日の需MW クラスの場合動が少ない。
要の変化に合わせに適用される。
・ 固 体 高 分 子 形
た起動停止（DSS） ・排熱は排ガスボイラ(PEFC)は作動温度運転が行われる。
ーにより蒸気としが低い（約 90℃）。
・排熱は温水、蒸気とて回収される。
・ 固 体 酸 化 物 形
して回収される。
（SOFC）は作動温度 が 高 い （ 700 ～1000℃）。
都市ガス、LPG、バイ 都市ガス、LPG、灯油、 都市ガス、LPG
オガス
軽油
近年高効率化が進み
20～35%
・PEFC は 30～37%。
200kW 級で 35%、
・SOFC は 40～50%。
10MW 級で 49%の発電効率（低位発熱量）を達成。
200kW 級で 76%、60～50%
87～94%
10MW 級で 84%
家庭、業務建物、産業 産業用プラント、地域 ・PEFC は家庭用、自用
熱供給
動車
・SOFC は工場・業務用、家庭用

３．省エネルギー性および CO2 削減効果［3］ガスコージェネレーションの省エネルギー性および CO2 削減効果は、実際に利用された年間排熱量および年間発電量と等しい熱量、および電力量を従来の設備（冷熱用途は従来の吸収式冷温水機、温熱用途は従来のボイラー、電力用途は系統電力の購入、等）で個別に供給することを想定し、その場合に発生するエネルギー消費量およびCO2 排出量を、コージェネレーション設備の年間燃料消費量および年間 CO2 排出量と比較することにより算定する。詳細は補足説明を参照のこと。

１．コージェネレーションの省エネルギー性の考え方
以下の式により、従来型設備のエネルギー消費量を求めてコージェネレーション設
補足説明

備の燃料消費量と比較する。なお、電気需要に対応した熱エネルギー需要が十分無いと回収排熱を全量利用することができず未利用分が発生する。
・温熱用途の従来設備エネルギー消費量＝温熱用途に利用された回収排熱量÷従来型ボイラーの効率
2

概要シート・冷熱用途の従来設備エネルギー消費量＝
冷熱用途に利用された回収排熱量÷従来型吸収式冷温水機の効率・発電量と同量の系統電力の熱量換算量＝
コージェネ発電量×系統電力の熱量換算係数

図２．コージェネレーションの省エネルギー性の考え方（参考）熱回収は温水で行い、稼働中のボイラーからの給湯量を削減する場合には、省エネルギーが得られる条件は以下の式で表される。
𝐻 /3.6 − 1⁄𝜂 𝜂 + 𝜂 /𝜂 > 1
ηe：コージェネレーションの発電効率
ηB：ボイラー効率

He：系統電力の熱量換算係数（MJ/kWh）
ボイラー効率 90％、系統電力の熱量換算係数（昼間）9.97MJ/kWh の場合に、省エネ効果が得られるコージェネレーション総合効100

コージェネ発電効率ηe (%)ηa：コージェネレーションの総合効率

ηe、ηaの組み合わせが黄色の範囲にあれば省エネ効
果あり

806040200020406080 100

コージェネ総合効率ηa(%)

率、発電効率の範囲を図 3 に例示する。
図３．省エネ効果が得られる効率の範囲（例）3概要シート
２．コージェネレーションの CO2 削減効果の考え方
省エネルギー効果の場合と同様に、以下の式により従来型設備の CO2 排出量を求めてコージェネレーション設備の CO2 排出量と比較する。
・温熱用途の従来設備 CO2 排出量＝温熱用途に利用された回収排熱量÷従来型ボイラーの効率
×ボイラー燃料の CO2 排出係数
・冷熱用途の従来設備 CO2 排出量＝
冷熱用途に利用された回収排熱量÷従来型吸収式冷温水機の効率
×吸収式冷温水機燃料の CO2 排出係数
・発電量と同量の系統電力の CO2 排出量＝コージェネ発電量×系統電力の CO2 排出係数（参考）熱回収は温水で行い、稼働中の都市ガスボイラーからの給湯量を削減する場
合には、CO2 削減効果が得られる条件は以下の式で表される。
×.

×

− 1⁄𝜂

𝜂 + 𝜂 /𝜂 > 1

ηa：コージェネレーションの総合効率
ηe：コージェネレーションの発電効率
ηB：ボイラー効率

fce：系統電力の CO2 排出係数（tCO2/千 kWh）
fcf：都市ガスの CO2 排出係数（tC/GJ）

係数 0.518 tCO2/千 kWh、都市ガスの CO2
排出係数 0.0136 tC/GJ の場合に、CO2 削減効果が得られるコージェネレーション総合効率、発電効率の範囲を図 4 に例示する。

100

コージェネ発電効率ηe (%)

ボイラー効率 90％、系統電力の CO2 排出ηe、ηaの組
み合わせが黄色の範囲にあればCO2 削減効果あり

806040200020406080 100

コージェネ総合効率ηa(%)

図４．CO2 削減効果が得られる
効率の範囲（例）［1］コージェネ財団ホームページ（アクセス日 2018/11/22）［2］『平成 29 年度版エネルギー診断プロフェッショナル認定試験公式テキスト』（省参考資料エネルギーセンター）［3］『地球温暖化対策事業効果算定ガイドブック』〈A.コージェネレーション／燃料電池用〉（環境省）

4

計測シート
対策名300311 高効率ガスコージェネレーションシステムの導入

対象タイプ

設備導入

対象業種

産業用

分類

業務用

発電設備

内容・目的

ガスコージェネレーションシステムのエネルギーバランスを計測する。
温水往温度
燃料供給量

給水

フロー図と計測箇所

TF

燃料
給水流量

給水温度

FT

コージェネレーション
機器

買電電力量

W

商用系統

系統連系
保護設備

W

温水流量

温水還温度

FT

F

T

給湯流量

給湯温度

W
電力負荷量

温水利用
機器

給湯

電力利用
機器

売電電力量

T 温度計

F 流量計 W 電力計

１．下記項目のデータを計測または記録から入手する。


電力負荷



給湯流量、給水温度、給湯温度



温水流量、温水往温度、温水還温度

燃料供給量

商用電力からの買電力量



商用電力への売電力量（逆潮を行う機器のみ）

計測装置
２．計測精度[1][2]

計測留意事項流量センサーの公差は±2%以内とすること

温度の公差は±2℃以内とすること

電力量の公差は±2.5%以内とすること



燃料供給量の公差は±4%以内とすること



給湯・給水・温水の流量・温度は原則 10 秒以内の計測間隔で計測すること

熱需要、電力需要の季節変化を考慮するため、各季節（夏季、冬季、中間期）で計測を行うことが望ましい。

補足説明1

計測シート[１] JIS B 8122 2009 『コージェネレーションユニットの性能試験方法』
参考資料[２] 『住宅事業建築主の判断の基準におけるエネルギー消費量計算方法の解説（８章
コージェネレーション設備採用時におけるエネルギー消費量の評価方法）』（(財)建築環境・省エネルギー機構）

用語説明

2

算定シート
対策名300311 高効率ガスコージェネレーションシステムの導入

対策タイプ

設備導入

対象業種

産業用

分類

業務用

発電設備
コージェネ設備の導入による省エネ、節電（購入電力のピークカット）および CO2

目的排出量の削減効果を分析する。熱回収は温水で行ない稼働中のボイラーからの給湯量を削減する。なお事業所には、常に熱回収量を上回る熱需要と発電電力を上回る電力需要があるものとする。
項目記号
総合効率（コージェネ設備）
η1発電効率（コージェネ設備）
η2定格発電出力（コージェネ設 P1備）
消費電力（コージェネ設備）
F1
燃料消費量（コージェネ設備） F2
既設ボイラーの熱効率η
負荷時間率（コージェネ設備）

計算条件

計算方法

効果

Lデータ
87.0
33.5
35%%
kW/台

0.79
104.5
92.9kW/台
kW/台%

100%

備考
低位発熱量基準
低位発熱量基準

放熱ファン運転時
低位発熱量基準
年平均熱効率（低位発熱量基準)
コージェネ運転時にはフル稼働と想定

導入台数（コージェネ設備）
N
2台
年間運転時間（コージェネ設 t3900h/年13h/日×300 日/年
備）
燃料単価（都市ガス）
yf
125円/m3
燃料発熱量（都市ガス、低位） Hl
40.5
GJ/千 m3
燃料発熱量（都市ガス、高位） Hh
44.8
GJ/千 m3
排出係数（都市ガス）
fcf 0.0136
t-C/GJ
電気料金
ye
17円/kWh
電気の熱量換算係数
He9.97 GJ/千 kWh 昼間電力
電気の排出係数
fce0.518 t-CO2/千 kWh
原油換算係数
fo 0.0258
kL/GJ
項目記号
計算方法
計算値
総発電量
ΔE （P1－F1）×N×L×t
266,838 kWh/年
排熱回収効率η3 η1-η253.5％（コージェネ設備）
総回収熱量
E2
F2×η3×N×L×t×3.6 1,569,883 MJ/年
燃料使用量
Q1
F2×N÷Hl×L×t×3.6
72,453 m3/年
（コージェネ設備）
燃料削減量（ボイラー）Q2
E2÷η÷Hl
41,725 m3/年単位

効果① 購入電力削減量

千 kWh/年

266.8

ΔE÷1000② 購入燃料削減量

3千 m /年－30.7（Q2－Q1）÷1000③ 原油換算削減量

kL/年33.1（①×He＋②×Hh）×fo1

備考算定シート
④ CO2 削減量

t-CO2/年

69.6①×fce＋②×Hh×fcf×（44/12）⑤ 削減金額千円/年695①×ye＋②×yf

測定/取得データ
１．コージェネ設備の熱回収は温水で行ない、標準的な温水出口温度は 80℃まで（最留意事項

高で 88℃）である。熱回収量が事業所の熱需要を上回る時がある場合は、実際に利用された回収排熱量に基づいてコージェネ設備の総合効率（排熱回収効率）を設定する。

参考資料
参考図表等

2