自然エネルギー利用燃料電池システム"Earth Saver"
図1 自然エネルギー利用燃料電池システム
(RFCS: Regenerative Fuel Cell System)
近年、住宅の屋根には太陽光発電装置が、風境の良い地域には風力発電所が、落差のある用水路にはマイクロ水力発電が、多々見られるようになりました。これらの自然エネルギーによる発電は無尽蔵ですが、気象条件によって左右されるため、系統連携して電源の安定化を図っているのが現状です。
しかし、この不安定な自然エネルギーにエネルギー貯蔵という概念を付け加えることにより、独立した電源システムとして使用することが可能であり、新しい付加価値を見出すことができます。
一般にエネルギー貯蔵には蓄電池やニッカド電池などの2次電池が使用されていますが、いずれも能力的に自然エネルギーと組み合わせるには最適とはいえません。例えば鉛蓄電池であれば信頼性・経済性が高いものの自己放電や過充電による障害があり、ニッカド電池であれば自己放電が少ないもののメモリー効果があるなど、自然エネルギーの蓄エネルギーに必要な大容量性と長期保存性を兼ね備えていません。
しかし、「水素貯蔵」は貯蔵方式によって異なりますが、一般に大容量性と長期保存性を有しています。更に、「水素」という形態でエネルギー貯蔵することにより「エネルギー貯蔵の多様性」と「エネルギー利用の多様性」という新たなメリットがあります。
①従来の蓄電 OUTPUTは電気のみ
②水素貯蔵 最終エネルギー利用方法に適した水素貯蔵が選択可能。
用途に応じた発電・熱利用が可能。（表1,2参照）
表1 水素貯蔵方法の多様性
| 方法 | 定置利用 | 遠隔輸送 | 条件 | 長所 | 短所 |
|---|---|---|---|---|---|
| 圧縮水素ガス | △ | △ | 300K 35MPa(ガス) | 液化水素と比較して貯蔵エネルギー小さい | 高圧・重い容器 低エネルギー密度 |
| 液化水素 | × | △ | 20K 0.1MPa(液体) | 体積あたりのエネルギー密度高い | 液化に消費エネルギー大 ボイルオフ、フラッシュ |
| 水素吸蔵合金 | ○ | × | 373K 1MPa(固体) | 高い安全性 常温・常圧で使用可能 | 重い・高価 微粉末化被毒 |
| 有機ハイドライド | △ | ○ | (液体) | 水素転換率大 輸送効率大 | 脱水素化にエネルギーが必要 |
表2 水素利用方法
| 方法 | 長所 | 短所 |
|---|---|---|
| 燃料電池 | 排気ガスなし 生成物は水のみ | 高価・短寿命
使用環境が限られる |
| 水素エンジン | 低環境負荷 高出力が可能 | 安全性の確保 |