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エコロジーレポート

燃料電池に熱い視線 

会場間バス用に水素ステーション設置

 次世代の発電装置として注目を集めているのが、「燃料電池」です。
 石油や天然ガスなどの「化石燃料」は、燃やすと地球温暖化の原因となる二酸化炭素や有害物質が大量に放出されます。大気中の二酸化炭素を減らさなければ、地球の平均気温は年々上がり続け、自然災害が頻発したり、農作物が育たなくなる恐れがあります。近い将来、資源が枯渇することも予測されています。
 このため、化石燃料に頼らない新エネルギーの普及が進められており、そのひとつが水素と酸素の化学反応で発電する「燃料電池」です。「二酸化炭素や有害な物質を出さない」「水素は枯渇の心配がない」など、環境問題やエネルギー問題の解決に役立つと期待されています。


排出は水だけ。燃料の水素は無尽蔵

 理科の授業で実験したように、水に電気を与えると水素と酸素に分解されます。逆に、水素と酸素を結合させて水をつくる時、電気と熱が生まれます。燃料電池は、この原理を応用して発電します。携帯電話の充電器用、自動車用、ビルの発電用まで、さまざまな用途の燃料電池が開発され、実用化・普及の段階にきています。
 燃料電池の発電に必要な水素は、都市ガス、メタンガス、メタノールなどさまざまな原料から取り出すことができます。発電の過程で発生するのは水だけです。海水を分解して水素をつくる方法も研究されており、普及すれば無尽蔵の資源になり得ます。【図1】

会場間燃料電池バスに乗ってみませんか

 愛・地球博の長久手会場と瀬戸会場の間で、来場者の移動手段として運行されているのが「会場間燃料電池バス」です。エンジンの代わりに燃料電池で動くモーターが使われ、ガソリンや軽油を燃やすのではなく、水素ガスと空気中の酸素の化学反応で発電して走ります。
 外観は普通のバスと変わらず、最高速度は時速80キロ。会場間を片道約10分で結びます。窒素酸化物などの排気ガスが出ないので、周辺の自然環境や住環境に負荷を与えません。騒音や振動が少なく、車内では燃料電池バスの特長を紹介するビデオが上映されています。【写真1】

 燃料電池バスは、トヨタ自動車と日野自動車が共同開発しました。高圧水素タンクを屋根に装備し、会場内に2カ所ある水素ガスステーションで補充します。2003年8月から2004年12月にかけて、東京都の路線バスでも、営業運行試験が行われました。
 自動車メーカーは、燃料電池自動車の開発を進めており、愛・地球博に訪れる要人の先導車にはダイムラー・クライスラー社製とトヨタ自動車製の燃料電池自動車が使用されています。【動画1】

こんなところにも燃料電池

 愛・地球博のパビリオンでは、さまざまな用途に燃料電池が活用されています。

日立グループ館

 館内を回りながら動物の写真やデータを見る「Nature Viewer」には、モバイル機器向け燃料電池が搭載されています。水素の原料となるメタノール水溶液が入ったカートリッジ1本で約2時間持続して使用できます。コンセントがなくても充電できるのがメリットで、ノートパソコンなどへの応用も研究されています。【写真2】

ガスパビリオン

 都市ガスを水素源とする2種類の燃料電池を導入しています。それぞれ1キロワットで、展示演出などの電力に利用しています。

グローバル・ハウス

 LPガスを使った燃料電池3台で、入り口前にあるオブジェ「銀河時計」の動力など、必要電力の一部をまかなっています。発電容量は750ワットで、排熱も利用しています。【写真3】

ワンダーサーカス電力館

 都市ガスを水素源とする燃料電池で、「水のパフォーマンス」を披露するなどの電力をつくっています。稼動中に発生する1,000℃の熱も空調に利用しています。事業所用として開発されたタイプで、毎時30キロワットを発電し、一般家庭5軒分ほどの電力需要をまかなえる能力があります。【動画2】



燃料電池を活用した「ミニ発電所」
――NEDO連携・実証研究プラント

 愛・地球博の長久手会場には、主に燃料電池で発電する「NEDO連携・実証研究プラント」があります。
 ここで生まれる電力は、トータルで2,170キロワット。長久手日本館の必要電力のすべてと、グローバル・コモン5で使用する電力の一部をまかなう「ミニ発電所」です。
 燃料電池に供給する水素は、会場内で出る生ごみを発酵させてつくるメタンガスと、会場建設時の廃木材やペットボトルなど廃プラスチックを使った高温分解ガスなどから取り出します。その際に発生する二酸化炭素は、重油などを燃やして発電する場合と比べて少なく、ごみの減量にも貢献します。
 このプラントは、騒音、振動、悪臭などがほとんどないので、愛・地球博のように多くの人が集まる場所でも、大容量の発電が可能です。 【写真4】

 燃料電池は、燃料の水素が無尽蔵で環境にやさしいうえ、必要な場所で発電できる、電気と排熱のどちらも利用できるなど、いくつもの特長を備えています。家庭や工場ごとに燃料電池を導入して発電すれば、エネルギー効率が現状の2倍になるという試算もあります。【写真5】

【図1】多様な水素源と燃料電池の用途(提供:NEDO技術開発機構)

多様な水素源と燃料電池の用途(提供:NEDO技術開発機構)


【写真1】会場間燃料電池バスが長久手会場と瀬戸会場を結ぶ

会場間燃料電池バスが長久手会場と瀬戸会場を結ぶ


【動画1】水素ガスステーションでガスを補充する燃料電池バス

動画の画像1
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【写真2】Nature Viewerとメタノール水溶液のカートリッジ

Nature Viewerとメタノールのカートリッジ


【写真3】グローバル・ハウス前にあるオブジェ「銀河時計」は、燃料電池で動きます。

グローバル・ハウス前にあるオブジェ「銀河時計」は、燃料電池で動きます。


【動画2】ワンダーサーカス電力館前の、燃料電池で動く「水のパフォーマンス」

動画の画像2
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【写真4】NEDO連携・実証研究プラントの外観(会期中は、プラント内を見学するエコツアーが1日5回開催されています)

NEDO連携・実証研究プラントの外観(会期中は、プラント内を見学するエコツアーが1日5回開催されています)


【写真5】発酵メタンガスや高温分解ガスを燃料とする溶融炭酸塩形燃料電池。250キロワットの発電量があります。

発酵メタンガスや高温分解ガスを燃料とする溶融炭酸塩形燃料電池。250キロワットの発電量があります。

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