「ゼロエミッション東京の実現に向けた技術開発支援事業」
令和3年度採択案件「MW級パワー型蓄電池・燃料電池ハイブリッドシステム」
第5回評価書（概要版）
令和6年3月はじめに（１）本事業の背景と課題⚫ デジタル経済の成長とともに、今後は大規模なデータセンターや「スマートビル（※1）」が増加すると見込まれます。
⚫ これらの建物では、ごく短時間（数十ミリ秒～1秒）の停電や異常であっても大きな混乱が生じるため、従来から「無停電電源装置（UPS）（※2）」と呼ばれる非常用電源が整備されてきました。
⚫ しかしながら、従来のUPSはディーゼルやガスを主な動力としているため、より環境負荷の少ないUPSが求められています。

（２）本事業で開発する技術・サービス

出力⚫ 本事業では、当社が独自開発した蓄電池と燃料電池（※3）
を組み合わせ、化石燃料を動力としないハイブリッドシステムを開発します。
⚫ 燃料電池は起動から定格出力に到達するまでに数十秒秒程度を要するため、瞬時の応答が求められるUPSには不向きとされてきました。
当社の蓄電池は高速応答（1秒以内）を強みとしており、燃料電池が起動するまでに必要な電力を供給することが可能です。

燃料電池蓄電池（独自開発）

停電60秒

時間

蓄電池と燃料電池のハイブリッドシステムによるUPSのイメージ（３）本事業により期待される「ゼロエミッション」効果⚫ 本事業で開発したハイブリッドシステムは、これまで化石燃料を動力としていた発電機を燃料電池で代替することにより、「再生可能エネルギーの基幹エネルギー化」や「水素エネルギーの普及拡大」に寄与します。
⚫ 本事業で開発したハイブリッドシステムがUPSとしてデータセンターや「スマートビル」に導入されることで、「ゼロエミッションビルの拡大」にも繋がると期待されます。
※1 ビル内の設備や機器に設置したセンサー等をネットワークで接続することで、ビル内の電力需給・人流・セキュリティ等を効率的に管理するオフィスや商業施設。
※2 Uninterruptible Power Systemsの略。予期せぬ停電や入力電源異常が発生した際に、電源を供給する機器に対して一定時間電力を供給し続けることで、機器やデータを保護することを目的とした装置。
※3 水素と酸素の電気化学反応によって発電する電池。発電によるCO2が発生しないこと、水素と酸素があれば安定的に発電できること、貯蔵や輸送が容易であること等から、新たなクリーンエネルギーのひとつとして期待されている。

1

本事業の概要
事業者名

エクセルギー・パワー・システムズ株式会社

都内所在地

東京都文京区本郷7丁目3番1号

代表者名

ムセル・マイク・イグナス

本事業の統括責任者

牧野 眞一 研究開発部 部長

本事業の実施期間

令和4年1月～令和7年3月（3年3カ月）

プロジェクトメンバー

関西電力株式会社、株式会社三菱総合研究所、三井不動産株式会
社

2

本事業の実施内容• 「100ミリ秒以内に応動し、3日間継続するゼロエミッションな非常用電源」として、1MWパワー型蓄電池・燃料電池ハイブリッドシステムを開発する。
• 開発したハイブリッドシステムは、本事業終了後に「柏の葉スマートシティ（※）」内の非常用電源として実証導入を目指す。

※ 柏市・三井不動産株式会社・柏の葉アーバンデザインセンターらが運営するスマートシティのモデル地域。
「環境共生」「健康長寿」「新産業創造」の3つをテーマに、様々な先端技術の実証や企業の誘致、産学連携プロジェクト等が行われている。

3本事業終了時点（令和6年度）の達成目標
目標

1

ハイブリッドシステムの定格出力と応動時間• ハイブリッドシステムの定格出力：１MW• ハイブリッドシステムの応動時間：100ミリ秒以下

ハイブリッドシステムの継続時間• ハイブリッドシステムの継続時間：3日間

ハイブリッドシステムの耐久性• 起動停止回数：1,825回以上

目標

2
目標

34

令和5年度下期 取組状況と成果
目標

令和5年度下期目標

令和5年度下期の達成状況

評価

目標①

ハイブリッドシステムの 250kWｘNハイブリット•
定 格 出 力 と 応 動 時 システムの機器発注が完間了していること

250kWｘNハイブリットシステムの機器発注が完了〇

目標②

ハイブリッドシステムのー（目標設定なし）
継続時間•

R6年度(4年度目)に実施予定―

目標③

ハイブリッドシステムのー（目標設定なし）
耐久性•

耐久試験はR6年度(4年度目)より開始―（注）1MWハイブリットシステムの技術検証は「250kW×N（複数台）」にてエビデンスをもって実施する。

5令和6年度に向けた課題と対応策①
生じた課題・リスクの内容•

世界的な半導体不足などによりインバータの製造・納入遅延が発生。
これにより、ハイブリッドインバータの納品が更に遅延し、開発スケジュールも1.5～2.0カ月ほど遅れる見込み

対応策••

ハイブリッドインバータ以外の機器類、サブシステムの準備を整え、受領後、すぐに設置、配線、試運転を開始できる体制を整える。
また、1台目の250kW級システムの検証期間が短くなるが、下期に計画している2台目システムと並行運用する体制を整え、実証試験の対応を実施する。

6令和6年度に向けた課題と対応策②生じた課題・リスクの内容••

上期までは、2台目の250kW級システム用のハイブリッドインバータのサプライヤは、1台目と同じサプライヤを継続する予定であった。しかしながら、2度の納品遅延を受け、また、新たに代替サプライヤが見つかったことから、同社の選定を取りやめ、別会社にサプライヤ変更することを決定した。
その結果、1台目と2台目の構成部品や仕様が異なることになるため、制御プログラムなどが変更になり、1台目の経験・実績を100%流用できないため、実証スケジュールに影響を及ぼすリスクがある。

対応策•

他プロジェクトを担当している制御エンジニアのリソースなどを活用し、追加発生する開発に対処する。

7令和6年度の実施計画
達成目標

実施計画

1Q

2Q

ハイブリッドシステム1台目製造・組立・試運転

ハイブリッドシステ
ムの定格出力と応動時間

ハイブリッドシステム1台目の最適化
目標値達成確認試験• 定格出力：1MW、応動時間：100ミリ秒以下
ハイブリッドシステム2台目の最適化
目標値達成確認試験

ハイブリッドシステム1台目の最適化
目標値達成確認試験• 継続時間：3日間

ハイブリッドシステム2台目製造・組立・試運転

ハイブリッドシステム2台目の最適化
目標値達成確認試験
ハイブリッドシステム1台目製造・組立・試運転

ハイブリッドシステ
ムの耐久性

4Q

ハイブリッドシステム2台目製造・組立・試運転

ハイブリッドシステム1台目製造・組立・試運転

ハイブリッドシステ
ムの継続時間3Q

令和6年度目標

ハイブリッドシステム1台目の最適化
目標値達成確認試験• 起動停止回数：1,825回
以上

ハイブリッドシステム2台目製造・組立・試運転
ハイブリッドシステム2台目の最適化
目標値達成確認試験

8令和5年度下期 事業評価
（１）令和5年度下期目標の達成状況⚫ 令和5年度下期における達成目標は、いずれも達成済みであることが確認された。

（２）特に評価できる点や本事業の強み・アピールポイント⚫ 「ゼロエミッション東京」実現への貢献• 現在の非常用電源ではディーゼル発電機やガス発電機と蓄電池を併用することが多いため、燃料電池を活用することで非常用電源の低炭素化に資することが期待される。
• FCV向け水素ステーションとの連携や、配電網増強への活用を通して、水素インフラやEV充電器インフラの普及を促進する効果が期待される。
⚫ 競合するシステムに対する優位性• 燃料の低炭素化を図るとともに、出力あたりコストの低いエクセルギー電池を活用することで、競合技術に対する環境面およびコスト面での優位性が期待される。
⚫ 社会実装に向けた連携体制• 山梨県等と水素供給での連携を図るとともに、「柏の葉スマートシティ」などでの実証運転に向けての検討を実施し、社会実装を実現するための連携体制を構築している。

（３）今後の事業にあたって留意すべき事項⚫ 世界的な環境変化への対応• インバーターの開発や蓄電池のコストダウンが進む中、本実証にて製作するハイブリッドシステムと世界的なニーズが一致しているか、競合に対してどのように差別化を図るかなど、改めて検討を行う必要がある。
⚫ 異なるメーカーのインバーターを使用することのリスク• 納期の遅れに伴い、異なるメーカーのインバーターを併用することになったことについて、技術的な課題が発生しないかを十分に検討する必要がある。
⚫ 都市部に設置する際の法規制対応• 実証時に問題が発生する可能性は低いが、社会実装を行う際に、都市部での設置について法制度上の問題がないかを確認する必要がある。
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