REPORT【 調 査 レポート 】

先端産業創造プロジェクト

第5回「新エネルギー」

ぶぎん地域経済研究所 調査事業部 次長兼主任研究員

藤坂浩司

先端産業創造プロジェクト・レポートの最終回は「新エネルギー」を取り上げる。新エネルギーは、石油や石炭などの化石燃料や水力などに代替されるエネルギーで、地球温暖化対策に貢献できるものとして普及が期待されている。本稿では、新エネルギーのうち、本県が推進する次世代住宅に関連した分野について概況を示す。次に本県の新エネルギーに関連する動向をまとめ、最後に今後の課題について述べる。
たり石油への依存度が第1位を占めている。

1．わが国のエネルギー需要の推移

あらためてわが国のエネルギー源が石油に支えられてきたことが理解できる。一方ではわが国のエネルギー需要は、1960年代以1973年の第一次オイルショックを契機に石降、拡大を続けてきた。図表1は1965年度

油への依存を分散させる取り組みも進んできから2015年度まで50年間のエネルギー需要ている。1973年度に75.5％（全エネルギーの推移を表したものだ。高度経済成長期の需要に占める石油の割合）とエネルギー全体

1960年代から70年代半ばにはエネルギー需の4分の3を占めていた石油の割合は、2010

要が急激に拡大し、引き続き90年代後半ま年度には39.8％へと半分程度にまで下った。

で増加を続けてきていることが分かる。需要石油への依存度を下げた分を石炭、天然ガに対して供給の内訳を見ると、50年間にわス、原子力が補ってきたが、2011年に起き■図表1：わが国の一次エネルギー国内供給の推移（単位：1018Ｊ）
25

20

石油

原子力

石炭

水力

天然ガス

新エネルギー・地熱等

22.04

15.92
15.00

15

16.47
9.1％

9.6％

11.6％

29.3％

75.5％

71.6％

64.7％

69.9％

55.4％

18.5％

20.8％

22.5％
25.9％

55.9％

非化石
エネルギー

19.2％

21.3％

6.38

4.9％
3.6％

14.8％
13.8％

16.8％

17.6％

19.81
11.1％

24.3％
16.5％

9.7％17.4％

11.5％

10.7％

12.6％

22.16

19.6％

105

16.9％

12.2％

22.86

53.6％

49.1％

46.8％
39.8％

化石エネルギー

12.42

14.38

19.69

22.74

41.0％

55.9％

01965

1970

1973 1975

1980

1985

1990

1995

2000

2005

2010

2015

（年度）

経済産業省「エネルギー白書2017」をもとに当研究所で作成

8

ぶぎんレポート No.221

2018 年 5 月号

た東日本大震災を契機に原子力の割合がほぼ■図表2：再生可能エネルギーの分類ゼロになり、直近の2015年度実績では、石再生可能エネルギー

油、石炭、天然ガスを合わせた化石燃料で需新エネルギー

要全体の91.2％を占めている。

発電分野

政府はこうしたエネルギー需給動向を見据

熱利用分野

経済産業省資料など各種資料をもとに当研究所で作成

太陽光発電

えて、石油代替エネルギーの開発、普及を目指す観点から、1997年に「新エネルギー利用等の促進に関する特別措置法」(略称：新エネルギー法)を制定した。新エネルギーは

太陽熱利用

風力発電

温度差熱利用バイオマス発電バイオマス熱利用

中小規模水力発電

雪氷熱利用

地熱発電

同法に基づき、指定されたエネルギーを指す

バイオマス燃料製造

もので、風力発電や太陽光発電などの再生可大規模水力発電、海洋エネルギー

能エネルギーのうち、二酸化炭素の排出量が少なく、エネルギー源の多様化に貢献する分野（図表2）を“新エネルギー”としている。

ので、住宅分野では、2020年までに標準的新エネルギー法では、新エネルギーについな新築住宅で、2030年までに新築住宅の平て、「非化石エネルギーのうち、経済性の面均でZEH（ゼッチ）の実現を目指している。

における制約から普及が十分でないものでZEHはnet Zero Energy House（ネット・あって、その促進を図ることが非化石エネルゼロ・エネルギー・ハウス）の略称で、一般ギーの導入を図るため特に必要なもの」と定家庭で消費するエネルギーと新エネルギーで義している。

創出するエネルギーの量をトータルバランスでみて、消費エネルギーの量をゼロに目指す

2．次世代住宅への取り組み住宅の事を指す。
ZEHの実現には、窓や壁の断熱化など住政府は新エネルギーの普及を目指す観点か宅の構造の省エネ化が必要だが、それだけでら、「エネルギー基本計画」（2014年4月閣は目標の達成は難しいと考えられ、太陽光や議決定）を策定した。同計画は、エネルギー地中熱など新エネルギーの利用推進、および政策基本法（2002年6月制定）に基づくも家庭内で使用されるエネルギー使用の効率化■図表3：家庭部門におけるエネルギー源別消費の推移■図表4：世帯当たりの用途別エネルギー消費の推移( 単位：106J ／世帯 )( 単位：106J ／世帯 )18,00014,00016,00012,0001965 1973 2015

1965 1973 2015

14,00010,00012,0008,000

10,000
8,000

6,000

6,000

4,000

4,000
2,000

2,000
0

電気

都市ガス

ＬＰガス

灯油

石炭

太陽熱他

0

冷房

暖房

給湯

厨房

動力・照明他

いずれも「エネルギー白書2017」をもとに当研究所で作成

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9■図表5：本県の部門別二酸化炭素排出量の推移（電力排出係数変動）
2005

2006

2007

2008

2009

2010

2011

2012

2013

2014

2015

産

業

13,17812,455

13,61011,627

10,354

10,814

11,76912,457

12,632

12,09011,416

業

務

5,631

5,245

5,605

5,240

5,387

4,964

5,600

5,800

6,083

5,646

5,307

運

輸

9,819

9,740

9,575

9,300

9,428

9,921

9,878

9,998

9,737

9,410

9,460

物

970

1,021

1,047

962

858

1,336

890

974

847

906

895

工業プロセス

3,143

3,226

2,967

2,664

2,266

2,224

2,270

2,276

2,382

2,334

2,158

廃棄

家

庭

7,900

7,494

8,920

8,671

8,086

8,566

9,449

10,364

10,224

9,625

9,386

合

計

40,642

39,182

41,724

38,46336,38037,82439,856

41,86841,90740,01038,623

単位：千トン－Co 2■図表6：本県の部門別二酸化炭素排出量の二時点比較（カッコ内は対2005年実績との増減率を表す）

2015

か。図表5は本県における部門別二酸化炭素排出量の10年間の変化をエネルギーの消費業

13,178

11,416 （▲13.4）

業

務

5,631

5,307 （▲5.8）

運

輸

9,819

9,460 （▲3.7）

物

970

895 （▲7.8）

工業プロセス

3,143

2,158 （▲31.4）（18.8)(▲5.0）

棄

本県ではどのような傾向が見られるだろう

2005
産

廃費量を押し上げる要因にもなっている。

家庭7,9009,386

合計40,642

38,623

単位：千トン－Co 2
図表５、図表６とも、埼玉県温室効果ガス排出量推計報告書（埼玉県）をもとに当研究所で作成量などの統計をもとに6区分にまとめたものだ。区分ごとにその年によって数値に増減が見られるが、2005年を起点に見ると家庭部門だけが以降10年間にわたり排出量が増えている。また、2005年と2015年の実績で比較（図表6）しても、家庭部門だけが排出量を大きく増やしていることがわかる。
首都圏に位置する本県は、人口流入に伴う定住人口が増えており、住宅着工件数も堅調に推移（図表7）している。こうした動きが家庭部門におけるエネルギーの利用量を押し上げ、二酸化炭素排出量の増加にも影響を及が期待されている。
図表3、図表4は住宅におけるエネルギーギー政策で住宅産業を中心に取り組むのは、源別消費と用途別エネルギー消費の推移を3

県内総生産に占める不動産業の割合（2015時点で比較したものだが、直近の2015年度年度の構成比は17.7％）が高く、新技術やのデータでは家庭内のエネルギー消費では電新製品などの開発、普及により住宅産業の高気 が 最 も 多 く、 用 途 は「 動 力・ 照 明 他 」

度化を進めることで中長期的に経済波及効果（37.3％）を筆頭に「給湯」（28.9％）、「暖房」が高いと見ていることが背景にある。

（22.4％）が続く。「動力・照明他」のうち、動力については、洗濯機や冷蔵庫など白物家電が対象となるが、ライフスタイルの変化から製品の大型化が進んでおり、エネルギー消10ぼしていると考えられる。本県が新エネル

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3．本県の取り組み
本県では先端産業創造プロジェクトとし

REPORT【 調査レポート 】■図表7：本県の住宅投資と県内総生産に占める構成比の推移
（億円）

（％）

14,0006.0
住宅投資構成比12,000

5.5

10,0005.0

8,000
4.5
6,000
4.0

4,000

3.5

2,00003.020062007

2008

2009

2010

2011

2012

2013

2014

2015
（年度）

■図表8：本県の不動産業の推移と県内総生産に占める構成比の推移
（億円）

（％）

39,00018.0
不動産業

38,000

構成比
17.5

37,00017.0

36,00016.5

35,00034,00016.0

33,00015.5

32,00015.0

31,000
2006

2007

2008

2009

2010

2011

2012

2013

2014

2015
（年度）

いずれも埼玉県産業労働部先端産業課（埼玉県）をもとに当研究所で作成■図表9

新エネルギーに関連する新技術・製品化開発費補助金
採択企業名

平成27
年度

平成28
年度

平成29
年度

所在地

採択企業・テーマ一覧
開発テーマ

株式会社埼玉富士

秩父

市

電力ピークカットに貢献するスマートメータ用リレーの事業化

ヒガノ株式会社

草加

市

次世代短時間高品質解凍・冷蔵保存システムの開発

株式会社ベルニクス

さいたま市

ワイヤレス充電対応電動アシスト自転車とリチウムイオン電池パックの開発

東京ブレイズ株式会社

志木市

レーザーエネルギーを熱源とする画期的な精密ろう付工程及び装置の技術開発

株式会社ネツシン

三芳町

液化水素（−253 度）に用いる極低温高精度白金温度センサの開発

ＢＢＪハイテック株式会社

さいたま市

次世代型スマート蓄電装置の開発と量産移行

株式会社ユーパーツ

熊谷市

交流インピーダンス法による中古ハイブリッド自動車の蓄電池診断システムの開発

株式会社ワコー上尾

市

MEMS 技術を用いた圧電薄膜によるマイクロ発電機の研究開発

株式会社タムラ製作所

狭山市

酸化ガリウム基板を用いた農薬削減用高出力 UV−B 光源の開発

株式会社ムサシノエンジニアリング

さいたま市

常温接合技術を用いた長尺接合を可能とする、広範囲かつ高精度表面洗浄技術の開発

株式会社ワコー

上MEMS 技術を用いた圧電薄膜による３軸マイクロ発電機の製品化の為の開発

尾市

出典：埼玉県産業労働部先端産業課

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て、新エネルギー分野の研究開発を支援し、現在、「次世代住宅産業」、「先端蓄電池システム研究開発」、「次世代型蓄電池研究開発」、

株式会社藤島建設（埼玉県川口市）「次世代有機太陽電池研究開発」の4つのプ

株式会社藤島建設は県内を中心に展開するロジェクトが取り組まれてきた。このうち次木造戸建の住宅メーカーとして知られてい世代住宅産業プロジェクトは、県内中小企業る。同社は約20年前から環境性能に優れたや住宅メーカー、大学との連携による省エネ省エネ住宅の普及に取り組んでいる。その一ルギー住宅および住宅用機器の研究・開発に環として2017年に地中熱を利用した暖冷房取り組んでいる。第1段階は2014年度からと給湯を行うシステム「Geott（ジオット）」

3年間の事業として住宅の省エネを図るためを上梓した。

技術開発を研究テーマ（「地中熱ヒートポン

地中熱システムは、太陽光によって温めらプ技術の開発」、「高断熱ガラスフィルム技術れた地中の熱を活用する再生可能エネルギーの開発」、「木質系断熱材技術の開発」、「エネで、場所や季節を選ばずに活用できる。地中

ル ギ ー・ マ ネ ジ メ ン ト・ ソ リ ュ ー シ ョ ンの温度はその地域の平均気温＋1度程度（さ（EMS）技術の開発」）として実施した。続

いたま市付近で約16度程度）となっている。

く2017年度からは、第2弾で2年間の事業

ジオットは、直膨方式を採用しているのが特として一次エネルギー消費量の削減、第三者徴で、地表から30メートル程度までの深さ認証・ZEH補助金の対象となるシステムのに専用の配管を差し込み、地中に蓄えられた開発を目指し、4つのプロジェクトに取り組熱エネルギーを利用するシステム。直膨方式

んでいる。

では、冷媒を循環させて住宅室内と地中との同プロジェクトでは県産業振興公社が中核間で直接熱交換を行う。住宅を建設する際に機能を務め、すでに遮熱性、断熱性に優れた打込む基礎杭と一緒に採熱管を設置することガラスフィルムの開発や太陽光パネルの熱効で建設コストを抑えられる。長さ12メート率を高める親水性コーティング剤の開発に目ルの採熱管を15本、計180メートルの長さ途を付けて販売に着手しようとしている。同で設置する。また、地中熱システムでは地中公社で次世代住宅プロジェクトマネジャーを務める小笠原均郎氏は「家庭用エネルギーの割合がエネルギー全体の消費の3割を占めており、この分野にメスを入れなければ省エネはできない」と取り組みの意義を話す。また、県では2015年度から住宅を含めて、新エネルギーに関する新技術・製品化開発に関連した補助金事業（図表9）を実施しており、製品化の動きも出始めている。
次に新エネルギーに関連した本県の具体的取り組み事例を紹介する。

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■図表10：地中熱システムのイメージ図

REPORT【 調査レポート 】に直接排熱をするため、これまでのエアコンどの公共施設の暖冷房システムとしても採用室外機に必須のファンが不要となることで、が検討されている。

運転中でもほとんど音がしない。

同社は今後の本格的な普及を目指していく

また、同社によれば、一般の空気熱システ中で生産コストの引き下げを課題に挙げる。

ムと比べて、冷暖房や給湯の消費電力を約ジオットは、室外機と室内機は既存の空気熱40％削減できるという。北欧などでは地中を利用したエアコン機材を改良して活用して熱を利用した暖冷房システムが一般住宅でもいるが、「量産化できるメーカーが現れれば広く普及しており、藤島建設は同システムがコストはもっと下がる」と同社は指摘する。

省エネに寄与できるものと判断、当初、海外のシステムを輸入販売しようと考えた。しかし、日本の住宅事情に合わない事が判明し、ヒガノ株式会社（草加市）10年ほど前から自社開発に切り替えた。そヒガノ株式会社は、建築家向け商品を扱うの後開発は同社が中心の『埼玉県次世代住宅メーカーとして知られるが、現在、同社は既産業プロジェクト』として県の支援を受け、存事業とは異なる新ビジネスとして、冷凍状2014年から3ヶ年、山梨大学、ものつくり態の肉や魚を、短時間で解凍させることが可

大学、埼玉大学や地場企業による産学官のコ能なハイブリッド解凍システムと呼ぶ製品をン ソ ー シ ア ム 形 式 で 研 究 を 進 め て き た。

開発、市場の開拓に取り組んでいる。

2017年4月に量産化モデルの製品を完成した。

この製品は、ヒガノが長年、培ってきた産業機械の設計製作やステンレスの加工技術をエアコン（室内機3台）と給湯機（460ℓ応用したもので、冷凍物の表面と内部を同時タンク）のシステムの価格は杭代など機材一にかつ均一に解凍できる。製品は金属製の式と機器設置工事費合せて350万円程度になラック式で、冷凍物を載せるためのステンレる。一般的なエアコンは室外機１台に室内機スプレートを内部にセットさせる。製品の内１台なのに対して、ジオットは室外機１台で側上部にヒーターが備えられ、上部から庫内最大5台までの室内機を設置することが可能だ。
同社は現在までに試験販売を行ってきてい■写真1：ハイブリッド解凍システム

るが、日本では地中熱についてまだあまり知られていないことから、2017年は地中熱の啓蒙・啓発を目的に県内5か所で公開セミナーを開催した。その結果、県内の工務店から多数、問い合わせが寄せられており、一部地域では採用が決まっている。ジオットは、新築だけでなく既存住宅にも条件が揃えば対応できる。敷地内に普通乗用車2台程度が駐車できる広さがあれば、後付け工事も可能だという。また、本システムは住宅のみならず農業用ビニールハウスや学校、自治体建物なぶぎんレポート No.221

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13全体を加温し、ステンレスプレート上の冷凍物の表面の解凍を行う。さらにこの製品の特徴が、低周波高電圧を使い冷凍物の内部を解凍させる仕組みだ。ステンレスプレートを通場の処理量に合わせてオーダー品を製作する完全受注生産方式を採用している。メンテナンスは不要で、ステンレスプレートの部分だけを定期的に洗浄するだけで良い。同社はじて冷凍の魚や肉の内部に、周波数50ヘル

2018年度、ハイブリッド解凍システムを国ツで3,000ボルトから1万ボルトのプラスの内で30機販売する計画を立てている。同製

電流を流す。すると、魚や肉の内部に含まれる水分がマイナス電極として反応し、冷凍物の内部に電気の流れる空間“電場”を発生させる。
この技術を使うことで冷凍物の解凍時間を従来より10分の1以下にまで短縮することに成功した。例えば、冷凍さばでは、これまで最大4日間かかっていた解凍時間をわずか6時間に短縮できる。水産工場では流水や加品の責任者である電場システム事業部の高橋秀樹部長は、「まず国内市場でシェアを伸ばしながら、その後、輸出へと幅を広げたい。
これまでに培ってきたステンレスの技術を生かし、既存事業に続く第二の柱として解凍技術を大きくしたい」と話す。

埼玉県産業技術総合センター（川口市）

温する方法での解凍が主流で行われている。

埼 玉 県 産 業 技 術 総 合 セ ン タ ー（ 略 称、

しかし流水では、大量の水が必要な事によるSAITEC）は県が推進する先端産業創造プロ

ランニングコストや処理後の下水処理が加工ジェクト（新エネルギー分野）の一環として、事業者にとっては大きな負担となっていた。

マグネシウム蓄電池の実用化に取り組んでいまた、解凍時間を短縮させることは経済合理る。マグネシウム蓄電池は、再充電により繰性に優れているだけではない。従来の解凍方り返し使うことができる“二次電池”の一種

式では、冷凍物の内部と外部でどうしても温で、リチウムやコバルトなどの希少金属（レ度差が発生してしまい、その結果、時間の経過とともにドリップ（肉の内部から出る肉汁）が流出し旨み成分が抜け出す状態を招いていた。しかし、解凍時間が短縮され均一に解凍する本技術を使うことでドリップの流出を大幅に抑えることも可能になった。
この技術はエレック株式会社が持っていた基礎技術にヒガノが着目し8年前から開発に着手した。約5年間の研究を経て3年前に一度に5トンの冷凍物を解凍できるシステムの試作品の開発に成功した。開発に際しては、先端産業に関連する県の補助金「新技術・製品 化 開 発 費 補 助 金 」（2,000万 円 ） を 利 用（2015年度に採択）している。同社は2年前に電場システム事業部を立ち上げ、2018年4月より本格販売に乗り出した。製品は工14

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■図表11：マグネシウム蓄電池のイメージ図

REPORT【 調査レポート 】

アメタル）を使うリチウムイオン電池と異な話やスマートウォッチなど小型の民生用機器

り、原価がリチウムの25分の1以下と安く、に使われているリチウムイオン電池の代替品

地域遍在性がないため、国内でも容易に原料にすることを実用化の最終目標に設定していの入手が可能なマグネシウムを原料にしたる。

バッテリーだ。

現在、電池の開発は基礎研究から製品化にSAITECは2008年に新エネルギー・産業向けた開発に移行しつつある。基盤技術の開技術総合開発機構（NEDO）の委託事業と発に成功した2016年から県内外の電池メーしてマグネシウム蓄電池の正極材料の開発にカーと共同で実用化製品の開発を進めてい着手した。その後、11年には埼玉県内の企る。一方、県内の中小企業とは実用化を念頭業とマグネシウム蓄電池の実用化に向けた開に電池の部材開発やマグネシウム蓄電池を活発を開始し、14年には先端産業創造プロジェ用した製品開発を進めている。製品開発を監クトに位置付けてさらに開発を推進してき督する関根正裕技術支援室室長は、「蓄電池た。そして、16年1月に、室温で安全に使の製品化までの道のりは長いものだが、何と用できるマグネシウム蓄電池の技術開発に成か実用化の可能性は見えてきた」と話す。

功したと発表した。
SAITECが開発したマグネシウム蓄電池はマグネシウム金属を負極に使うのが特徴で、5．今後の課題

一方の正極には、酸化バナジウムに水などの新エネルギーは世界的規模で取り組まなけ添加物を使用してイオンの移動をスムーズにればならない温暖化対策と、エネルギーの安させる新材料を採用した。マグネシウム蓄電

定供給という2つの側面から対応が求められ池の開発は大学など各所で行われているが、る分野である。ただし、その分野は幅広く、劣化が激しく充電しても数回しか使えなかっ本県の立地特性などを踏まえ、住宅産業や電たり、高温状態でしか作動しないなど実用化池に絞り込んで開発を支援する県の姿勢や方には課題があった。SAITECはこうした課題向性は間違っていないと考えられる。特に住を民間企業と新たな電解液を開発したことで宅分野は設備機材が多岐にわたると同時に、解決した。その結果、室温でも作動し、繰り住宅メーカーは地域に根差した事業者が多返し充電でき電池性能が劣化しづらいマグネい。中堅・中小企業の技術でも優れていれば、シウム蓄電池の開発に成功した。ポイントと企業連携などを通じて比較的参入しやすい分なった電解液の開発では「従来、危険性が少野である。優れた製品や技術を開発できれなく室温で安定して動作する良い電解液がなば、本県のみならず全国規模で市場開拓も可かったが、これで実用化の道が開けた」（福能であり、産学官による一層の開発体制の推島泰年元技術支援室副室長）と話す。

進が期待される。

マグネシウム蓄電池は、正極の特性からリチウムイオン電池の2倍のイオンを蓄電でき、空気や水に触れても全く発火の危険性がない。発火の危険性が指摘されるリチウムイ
オ ン 電 池 よ り 安 全 性 も 高 い こ と か ら、SAITECでは、マグネシウム蓄電池を携帯電

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