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パナソニックが純水素型燃料電池を活用した実証施設「H2 KIBOU FIELD」稼働

燃料電池工場の電力を水素を使って賄う自家発電設備。燃料電池、太陽電池、蓄電池の3電池を連携・制御

 パナソニック株式会社(以下、パナソニック)は、純水素型燃料電池と太陽電池を組み合わせた自家発電により、事業活動で消費するエネルギーを100%再生可能エネルギーで賄う「RE100ソリューション」実証施設「H2 KIBOU FIELD」を2022年4月15日より稼働した。本格的に水素※1を活用する工場のRE100化は、世界初※2の試み。

H2 KIBOU FIELD 空撮写真(2022年4月撮影)

 今回、滋賀県草津拠点に5 kW純水素型燃料電池99台(495 kW)と太陽電池(約570 kW)を組み合わせた自家発電設備、そして余剰電力を蓄えるリチウムイオン蓄電池(約1.1 MWh)を備えた大規模な実証施設を設置した。ここで発電した電力で草津拠点内にある燃料電池工場の製造部門の全使用電力を賄うとともに、3電池連携による最適な電力需給運用に関する技術開発および検証を行う。

 この3電池を組み合わせることで、広大な設置面積が必要となり、かつ天候の影響を受けやすい太陽光発電の特性を補完し、例えば工場の屋上など限られたスペースでの自家発電設備の設置も可能になる。また、蓄電池との連携により、電力使用量がピークになった時でも燃料電池と蓄電池からの電力供給をコントロールすることで、必要な電力を自家発電設備で安定的に賄うことができる。

 さらに、5 kWの純水素型燃料電池を複数台連携させることで、建屋・敷地に合わせたレイアウトで大電力化しながら、必要な電力量に応じて機器を発電させたり停止させたりする運用が可能になり、機器劣化を抑制し、生涯発電量を最大化させる。また、工場内の稼働を止めることなく、無停止でのメンテナンスも可能になる。

 本実証を通じて純水素型燃料電池の運用を含めたエネルギーマネジメントに関するノウハウ・データの蓄積と実績構築を図り、自家発電により事業活動に必要な再エネ電力を賄う「RE100ソリューション」の事業化を目指す。

 パナソニックは、カーボンニュートラル社会に向けてグループが掲げる長期環境ビジョン「Panasonic GREEN IMPACT」に基づき、再生可能エネルギーの導入拡大に向けて、水素※1の本格活用という新たな選択肢の提案を行い、脱炭素社会の実現に貢献する。

特長

  1. 世界初※2水素を活用した工場の再生可能エネルギー100%化に向けた実証
  2. 3電池連携のエネルギーマネジメントシステムで最適かつ安定した電力供給
  3. 純水素型燃料電池の複数台設置と運転制御による長期運用、無停止メンテンナンス化

※1. 環境価値証書の活用を含む再生可能エネルギーにて生成されたグリーン水素を活用することでRE100に対応可能、実証開始時は再エネ由来の水素を用いるものではないが、将来的には再エネ由来の水素を使用したRE100化を目指す

※2. 工場の稼働電力を賄う自家発電燃料として本格的に水素を活用した実証において(2022年3月31日現在、パナソニック調べ)

【参考】2021年5月24日 プレスリリース「純水素型燃料電池を活用したRE100化ソリューションを実証」

https://news.panasonic.com/jp/press/data/2021/05/jn210524-1/jn210524-1.html

特長

  1. 世界初※2水素を活用した工場の再生可能エネルギー100%化に向けた実証
    • 純水素型燃料電池と太陽電池を組み合わせた自家発電により、事業活動で消費するエネルギーを100%再生可能エネルギーで賄う「RE100ソリューション」実証施設「H2 KIBOU FIELD」を稼働。
    • 発電した電力で草津拠点内にある燃料電池工場の製造部門の全使用電力を賄うとともに、3電池連携による最適な電力需給運用に関する技術開発および検証を行う。
  2. 3電池連携のエネルギーマネジメントシステムで最適かつ安定した電力供給
    • 3電池を連携させた独自開発のエネルギーマネジメントシステムにより、工場での電力需要データや気象予報データ(将来対応予定)、運転中の機器モニタリング情報を元に、電力需要に追随し、太陽電池の発電量の計測から発電パターンを計画する。また、純水素型燃料電池の発電量を計画的に運転調整をしたり、電力の余剰や不足に対し蓄電池を活用する等、最適かつ安定した電力供給を行う。
  3. 純水素型燃料電池の複数台設置と運転制御による長期運用、無停止メンテンナンス化
    • 純水素型燃料電池を複数台連携する際、1台ごとの発電時間の変化を予測シミュレーションし、機器ごとに稼働する時間をできる限り平準化し機器間の運用のバラツキを軽減させ、機器劣化を抑制する。
    • また、小型の5 kw純水素型燃料電池を複数台設置することにより、機器を1台ずつ発電させたり停止させたりする運用が可能になり、工場内の稼働を止めることなく、無停止でのメンテナンスも可能になる。

【実証概要】

 工場使用電力の100%再エネ電力化を実現する手段として、純水素型燃料電池、太陽光発電、リチウムイオン蓄電池の3電池連携によるエネルギーマネジメントの実証を2022年4月15日より開始。

 実証に用いる当社製の純水素型燃料電池は、家庭用燃料電池コージェネレーションシステム「エネファーム」で培った技術を活用して開発したもの。

 コンパクトな筐体で発電効率が高いことに加え、複数台の連携制御により需要に応じた発電出力のスケールアップが可能であるほか、屋上や地下室、狭小地など柔軟な設置に対応する。

 この特長を生かして、工場の屋上に発電設備を設置して運用することを想定し、モデル工場の当社燃料電池工場(滋賀県草津市)の建築面積を想定した敷地面積に設備を設置して、工場の使用電力を賄う。

【実証施設】

モデル工場(燃料電池工場)

・太陽光発電はモデル工場屋上に敷き詰めることを想定して約4,000 m2(65 m×60 m)に設置

純水素型燃料電池(単体仕様)・2021年10月発売

発電出力5 kW
定格発電効率56%(LHV)
本体サイズ834 mm(W)×417 mm(D)×1766 mm(H)
(デザインパネルを含む)
重量約205 kg(デザインパネルを含む)
出力方式モノジェネ式/コジェネ式

水素供給

方式液化水素を貯蔵
タンク容積約78,000 L
供給事業者岩谷産業株式会社
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