【259回】7月『再生可能エネルギー発電の紹介』

 

Ⅰ.日時 2024年7月17日(水)11時30分~13時00分
Ⅱ.場所 バグースプレイス パーティルーム
Ⅲ.出席者数 38名
Ⅳ.講師

岩本 佳孝さん@81期

株式会社翔栄クリエイト 海外部長

芦屋グリーンエナジー株式会社 代表取締役社長

 

1950 (昭和25) 年11月29日に大阪市淀川区東三国にて出生(東三国中学第3期生)

1966年 北野高校入学(野球部所属)

1969年 京都大学経済学部入学

1973年 伊藤忠商事株式会社入社(機械・プラント業務、アメリカとタイに駐在)

2011年 サムスンC&T株式会社(ソウル)で再生可能エネルギー担当常務

2013年 再生可能エネルギー発電所建設会社勤務(エジソンパワー、翔栄クリエイト)

2015年 芦屋グリーンエナジー株式会社を設立(コンサルティング)

(芦屋市朝日ヶ丘町に35年在住。家族は妻、一男一女)

Ⅴ.演題 『再生可能エネルギー発電の紹介』
Ⅵ.事前宣伝 1.地球温暖化対策としての再生可能エネルギー発電の意義地球温暖化対策のため再生可能エネルギー発電の活用は、持続可能な社会の実現に向けて目前に迫った重要な課題である。2.再生可能エネルギー発電の定義と各種方式の紹介①太陽光、②バイオマス発電、③風力(洋上式と陸上式)、④小水力、⑤地熱、⑥太陽熱 (タワー式とトラフ式)

 

3.私自身が建設に携わった具体的な再生可能エネルギー発電プロジェクト事例①2011年 ABENGOA(スペイン)との太陽熱発電事業(100MW, 700億円)②2019年 Royal Solar(ベトナム)向け太陽光発電所EPC(100MW, 150億円)

4.現在、開発・マーケティングしている再生可能エネルギー関連の新技術

  1. A) 水素発電 B) 人工石油製造システム
Ⅶ.講演概要
  1. 地球温暖化対策としての再生可能エネルギー発電の意義

地球温暖化対策のため再生可能エネルギー発電の活用は、持続可能な社会の実現に向けて目前に迫った重要な課題です。

現在、世界の各地での急激な気候変動のニュースが連日報道されています。ここ数日の日本での異常高温(アメリカDeath Valleyでは53.9℃)、暴風雨、洪水、山火事、北極、南極の氷が解けることによる海面上昇、海水温度の上昇による漁業への影響、農作物の被害などは大変深刻な問題です。

世界各国は気候変動問題に取り組むため、脱炭素化に向け、技術のみならず、国際的なルール作りに邁進しています。一番よく耳にするのはCOPという国際会議です。

Conference of the Partiesの略で環境問題に限らず多くの国際条約のなかで、その加盟国が物事を決定するための最高決定機関として設置されています。そのなかで、もっとも耳にするのが国連気候変動枠組条約締結国会議です。

日本でも第六次エネルギー基本計画を策定し2050年までにカーボンニュートラルを実現する長期展望と、2030年の温室効果ガス削減目標達成に向けた政策対応を検討し、今後のエネルギー政策の進むべき道筋を示しています。

ただ、このように目標や計画を立てても実際にどれだけ二酸化炭素濃度の年平均値が下がっているかは大いに疑問であり、その一例が下記に示した気象庁のデータです。

岩本さんが育った東三国は、近くに神崎川があります。1960年代の高度成長期には、各工場が公害問題など意識せず、工場排水などは垂れ流し状態で、当時の神崎川もドブ川でした。しかしながら、その後日本全体が公害防止に懸命に取り組んだ結果、今では、神崎川もきれいになりました。地球温暖化問題は、地球規模の問題で、各企業の意識改革と対策だけではその問題解決は極めて困難といえます。現実の問題ですが、下記のように気象庁が発表している二酸化炭素濃度のデータでは40年以上に亘って、コンスタントに濃度が上昇していることがお分かりいただけると思います。このような状況ですが、一市民としては、まずは、自分はなにができるかを考え日々実行していくほかありません。

図1_20240717

  1. 再生可能エネルギー発電の定義と各種方式の紹介

 

(1)再生可能エネルギー発電の定義と主な再生可能エネルギー発電方式を紹介します。

再生可能エネルギー(Renewable Energy)というのは、石油や石炭、天然ガスといった有限な資源である化石エネルギーとは違い、太陽光や風力、地熱といった地球資源の一部など自然界に常に存在するエネルギーのことです。その大きな3つの特徴は、「枯渇しない」「どこにでも存在する」「CO2を排出しない(増加させない)」ということです。

 

 

再生可能エネルギー発電のメリットをもう少し詳しく述べると、

A. 太陽、風、水、地熱、森林といった日本にある自然のチカラを効率的に電気に変えることで日本のエネルギー自給率をアップします。

B. 太陽光パネル製造では今は中国がマーケットシェアで世界一ですが、この分野では日本の特徴である新しい独自の技術を生み出す開発力を発揮することができます。新しい原理の太陽光発電パネルや蓄電池分野ですでに新技術は認められていますし、あとでお話しするような新しい発電、製造技術も開発されています。結果として、日本の国際競争力を高めていますし、また、最新の発電施設を建設することで新たな産業や雇用の創出もしています。

C. CO2の排出が少なく、環境への影響を最小限に抑えることができるので、地球全体の環境問題の解決の一助となります。

  1. 持ち運びやすい分散型発電の特徴を活かして、災害時の現地緊急発電需要にも即時対応ができます。
  2. 太陽光発電所などは騒音、振動がほとんどありませんし、重油、軽油などを燃料として使う発電機を使用する場合にくらべて、いやな臭いも出ません。但し、電気機器の保守・メンテはしっかりと行う必要はあります。

 

日本では2011年の福島原発の事故の翌年である2012年に、当時の民主党政権下で再生可能エネルギー特別措置法が制定され、電力会社による再生可能エネルギーの全量買取制度がスタートし、再生可能エネルギー発電が大きく飛躍する役割を果たしました。

 

(2)再生可能エネルギー発電方式

①  太陽光発電

シリコン半導体に光が当たると電気が発生するという現象を利用しています。

太陽の「光エネルギー」を直接「電気エネルギー」に変換して活用します。

N型半導体には電子(-)、P型半導体には正孔(+)が集まるという性質を活用し

それぞれの電極をつなぐことで電気が流れる仕組みを作り出します。太陽光パネルで発電される電力は直流です。このため、交流の高圧電力が流れている送電線に電力を送り込むにはこれをパワーコンディショナーで交流に変換し、受変電設備で66,000ボルトや110,000ボルトの高圧に昇圧してから送電線に電力を送り込みます。

 

図2_20240717

 

②  バイオマス発電

バイオマスとは、英語のBIO(生物資源)とMASS(量)を表しています。太陽エネルギーを使って無機物である水(H2O)と二酸化炭素(CO2)から作り出される有機性資源のことです。バイオマスは、燃料として利用する際は、二酸化炭素(CO2)を排出しますが、この排出する二酸化炭素(CO2)は植物が光合成を行う際に取り込んだ分の二酸化炭素(CO2)しか排出しないため、バイオマス発電は大気中の二酸化炭素を増加させない発電方式となっています。このプラマイゼロのいう考えを「カーボンニュートラル」といいます。具体的には丸太からチッパーを使って作る木質チップ、おが粉を固めた木質ペレット、マレーシアやインドネシアで作るパームの実から取り出すパーム油、建築物を壊した際の木質廃材などが挙げられます。またこの制度では日本の森林の健全化のため樹木の成長の阻害となる未利用材、間伐材を燃料として使ったバイオマス発電は2MW以下の規模なら1キロワットアワーあたり税別40円という高い金額で買い取ってもらえます。

図3_20240717

③  風力 (洋上式と陸上式)

風の力で風車を回転させ、風車の回転運動を発電機に伝えて電気を起こします。風力発電には大きく分けて海の上で行う洋上式と、主に風が強く吹く海岸線沿いの陸上式があります。平均風速が毎秒7から8メートルであれば採算に乗るといわれています。デメリットとしては低周波騒音と、景観の悪化が挙げられます。

日本では主に北海道と青森の日本海側で風況がよいため、多くの風力発電所が操業されています。

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④  小水力発電システム

小水力発電システムは一般河川や農業用水などに流れる水のエネルギーを利用し水車を回すことで発電する小水力発電です。30,000kW未満の水力発電は再エネ措置法での買取が義務付けられており固定価格買取制度での買取対象となっています。

 

⑤  地熱

地上で降った雨は、地下1,000m~3,000m付近にある地熱貯留槽に溜まります。そこに溜まった高温・高圧の熱水・蒸気などの地熱流体を生産井を通して取り出して発電します。取り出された地熱流体は蒸気と熱水に分離します。200~300℃の高温の蒸気でタービンを回して発電し、熱水は還元井を通して再び地中深くに戻されます。

日本は世界で第3位の地熱発電資源国です。政府も固定価格買取制度に加え、

エネルギー・金属鉱物資源機構(JOGMEC)による試掘調査に対する補助金(1本で約1億円)の供与等により地熱発電の普及に努めています。

図6_20240717

 

  •  太陽熱

タワー式

タワー式の場合は写真のように、地上に1000枚以上の鏡を放射状に並べます。反射した太陽光線は写真の中央部に見えるタワーの最上部にある集熱機に集められます。集熱機内部は温度が1000℃近くまで上がります。この熱で水から高温高圧の水蒸気を作り、この水蒸気を蒸気タービン発電機に供給して交流の電力を作ります。

図7_20240717

トラフ式

トラフ式の場合は、内側に湾曲した鏡を貼り付けた直径5メートルほどの

トラフ(雨どい)に到達した日射は、鏡に反射したあと、焦点を直線状に形成します。そこにはガラスのパイプがありその中には油が流れています。400℃程度に熱せられた油はパワーステーションという発電所に流れていき、そこで水と熱交換され、作られた高温高圧の水蒸気で蒸気タービン発電機にて電力が作られます。

図8_20240717

 

 

 

 

 

3.建設に携わった再生可能エネルギー発電プロジェクトの事例

①  2011年 ABENGOA(スペイン)との太陽熱発電事業(100MW, 700億円)

2009年にバンコクの駐在から東京に戻った際、発足当時のソーラー事業推進部にて、欧州では活発な動きを見せていた太陽熱発電を新規分野としてやってみようということになりました。当時は、欧州の投資会社や保険会社がサハラ砂漠に167km四方の太陽熱発電所を建設できれば、世界全部の電力が供給できると発表し、大きな話題となっていました。太陽熱発電の事業・エンジニアリングを手掛ける主要な会社が存在するスペインを訪問し、大手の一社であるABENGOA社と共同事業の交渉を開始しました。当時、ABENGOAはそれまでの事業をすべて自己資本で行っていましたが、そろそろ資金もタイトになってきているのではとの判断のもと、伊藤忠にて低利な銀行融資をアレンジできるので一緒に組まないかと提案しました。当時の伊藤忠の担当役員もスペインのABENGOA発電所を見学に行き、結果として、伊藤忠として本件には積極的に対応するとの会社方針が決定されました。具体的には日本貿易保険の海外事業資金貸付保険を活用して、三井住友、三菱UFJ、みずほ、HSBCの4行から3億5000万ユーロの協調融資を受け、伊藤忠自身も25%の出資をして、2013年にスペインのExtremadula州で50MWを2基完成させました。

 

②  2019年 Royal Solar(ベトナム)向け太陽光発電所EPC(100MW, 150億円)

この案件は入札方式で行われました。ここで海外の太陽光発電所の建設が入札から工事請負契約・着工・完工・引渡・保証期間終了までどのようなプロセスで行われるか簡単にご説明します。

なお、一般的な国際的な入札はベルギーに本部を置くFIDIC(国際コンサルティング・エンジニア連盟で会員数60,000社)が設定したルールに従って、公正な入札活動が行われるようになっています。

1)太陽光発電事業をやりたいという事業者が、用地を選定し、まずコンサルタントを雇って事前情報を集めた後、入札条件書(TOR)を入札希望者に渡します。

2)入札者は条件書に決められた期限内にまず技術資料を提出し、パスできた会社のみが商業条件を事業者に提出します。

3)事業者は入札書の会社情報、価格、工期、支払条件、コンプライアンス性等の内容を精査し、入札条件書に記載された期限内に入札者を選定し、決定通知します。

4)事業者と工事請負会社はターンキー契約書、またはエンジニアリング、調達、建設工事で構成されるEPC契約書を締結します。選定された会社は、通常は銀行が発行する契約金額の5-10%相当の「契約履行保証書」を発行します。

5)事業者はこれらの書類をもとに資金調達をします。

事業者は契約書に従い請負会社に工事開始指示書、契約時前払金と残額の支払保証書(銀行発行の信用状等)を交付します。また、この間に電力会社との間で電力売買契約を締結します。

6)工事が完了したら、事業者の検査を受けて検収証明書を受取り、プラントを事業者に引渡し、最後の工事の代金を受取り、契約当初に発行した契約履行保証書の返却を受けます。

6)太陽光発電所の場合は、プラント全体の保証期間は上記引渡し後、通常は2年間です。最後の代金を受取る際には、今度はそれからの期間となる保証期間内で発生する故障や不具合については請負会社として責任を持って対応することを保証する保証書(契約金額の5%)を新たに事業者に交付します。

7)2年間のプラント保証期間が満了したら、提出済みのこの保証書を返却してもらって、すべての責任から解放されます。この後も各機器のメーカー保証は継続されます。ちなみに太陽光パネルのメーカーが発行する出力保証書は30年の長きにわたります。

 

この工事案件は、岩本さんが伊藤忠タイに駐在した時にできた人脈経由で入ってきた情報をもとに、翔栄クリエイトが主契約者となって2018年10月に入札し2019年1月31日に中国企業との激しい競争の結果、EPC契約を締結しました。この工事は翔栄クリエイトにとっては海外での大型太陽光発電所建設工事の第一号でした。契約時は、ベトナムも固定価格買取制度を導入していましたが、その時に利用可能であった買取レートの9.35 US Centを獲得するには2019年6月30日までに太陽光発電所を完成されることが条件であったため、会社として難しい判断でしたが、遅延損害金を支払う条項を受け入れることを表明して受注に漕ぎつけました。

 

受注できた理由は、大きく言って以下の3点がありました。

一つ目は中国企業と比べて日本企業は契約・約束を守り、工事の最後まで責任を持って仕事をやり遂げるという誠意・責任感が強いと認められたこと。当時のベトナムは、数々のプロジェクトで中国企業とのトラブルを抱えていて、現地の事業者の間で中国企業の見直しが行なわれていたことが挙げられます。

二つ目は日本の安い金利を取引条件に反映する形で、日本の商社の金融力を活用し、パネルなどの輸入機器の支払条件を、通常ですと船積後現金支払いであるところを、サプライヤー側の協力により船積後360日とした点。工期が5ヵ月でしたから事業者は売電が開始されて6カ月間の収入を機器代の支払に充当できます。

最後に工事完成遅延の場合の4%の賠償金支払い条項を受け入れたことでした。

これには機器メーカーとの事前の信頼関係が構築でき、納期遅延を極力回避するという協力を得られたこと、現地の工程管理を効率よくやれたことなどによります。

 

現場はホーチミン市から西に70kmほど車で走ったロンアン県というところで湿地帯でした。ベトナム戦争当時は、超激戦区の一つであったとのことです。そこに、地球環境を守る太陽光発電所を建設できたことをとても幸せに思います。ただ、工事現場の環境が劣悪であったこと、食堂の不衛生さと飯の不味さは筆舌につくしがたいものでした。

結果として、事業者、契約者が一体となって努力し、契約期限内の2019年6月29日に工事が完工できたことをうれしく思っています。

図9_20240717図10_20240717

 

 

 

 

4.開発・マーケティングをしている再生可能エネルギー関連の新技術について

 

①グローバル・リンク製G-H2O水素発電システム

まず、電解装置にて水を電気分解して水素を取り出し、次にこの水素を燃料電池に供給して電気と水を作ることを基本としています。ただし、この場合は電解装置と燃料電池でそれぞれ稼働するためのエネルギーを消費するので、トータルでみるとエネルギーのロスになります。現在、海外に紹介しているグローバル・リンクのG-H2O水素発電システムは、内蔵された新開発の「増幅器」によりシステム内の電力が増幅される技術を活用し、ここからの電力を電解装置と燃料電池に供給したうえで所定の電力を装置からの公称アウトプットとして出力します。この増幅器(商標G-Motor)は グローバル・リンクで特許化されていますが、原理としては、コイルを巻いた回転子を、周囲に配置された超強力なネオジム固定磁石の間で回転させて新たな電力を発生させる技術となっています。タイ向けで100MWのG-H2O、G-Motorを本年4月に海外第一号案件約700億円として受注する交渉を行なっています。

図11_20240717図12_20240717図13_20240717

 

 

G-Motor内部

 

図14_20240717

 

 

 

 

 

②空気と水から石油を作るアイティー技研製ドリーム燃料製造装置

 

図15_20240717

 

 

 

一酸化炭素と水素から鉄・コバルトなどの触媒を用いて液体炭化水素を合成するという方法は1920年にドイツにてフィッシャー・トロプシュ法として開発され、1944年には日産124,000バレルまで製造されたと紹介されていますが、製造には1-50気圧の高圧力と200-300℃の高温条件が必要であったといわれています。日本でも京都大学を中心として鉄系の触媒を使って石炭から人工石油を製造する研究がなされましたが実用化されませんでした。

 

「ドリーム燃料製造装置」は、京都大学工学部の今中忠行名誉教授が開発したシステムです。特許化されている特殊な光触媒で水を活性化させ、水中の水素と空気中の炭素を結合させて炭化水素(石油)を常温、常圧で製造する技術です。原料が空気と水ですので、1リットルの油を製造するコストは14円です。一般の軽油などは1リットル150-160円で販売されているので大幅なコストダウンになります。資源を持たない日本にとっては、極めてインパクトの大きい技術といえます。一号機は、既に福岡県で稼働しており、6月3日に岩本さんの台湾の投資家をご案内してきたところです。実際に目の前で油が増加しているところを見学しました。装置の販売価格ですが、1時間あたり120リットルの製造能力のシステムで、2億円の限定販売となっています。1リットル当りの製造コストが14円、軽油の販売価格が140円としますと1リットルあたり126円の節約となり、年間で960,000リットル製造されますので、年間で約1億2000万円節約でき、2年以内に投資回収が可能という目論見です。海外で一号機の受注を図るべく、台湾の投資家と契約の交渉を行っています。

 

 

Ⅷ.質疑応答

質問者1 清徳 則夫さん 79期

Q:ドリーム燃料製造装置の件ですが、エネルギーの損得についてはどうなっていますか。つまり、投入エネルギーより発生エネルギーが多くないと意味が無いわけですが、そのエネルギー・バランスは如何でしょう。

A:この件については提唱者の今中先生に聞いているものの、光触媒が大きな役割を果たしているということだけで、特許の関係で詳細については詳しく公開されていません。生産コストも14円/Lということでだけで詳細なデータはありません。今後、今中先生と会う機会があり、質問の趣旨についてお聞きすることとします。

 

質問者2 家 正則さん 80期

Q:G-H20についてですが、エネルギー保存の法則から言うと無限にエネルギーを生産するシステムと言うのは物理学に携わる者として納得できないのですが、これについてはどうお考えですか。

A:テスラ―の電気自動車においても増幅器は使われており、強力なネオジウムの磁石の働きで電力が生まれるのですが、これについては更に調査してみます。

 

質問者3 掛谷 嘉則さん 81期

Q:私は長野県白馬村でホテルを経営しており、白馬連山に雪が積もり、それが川の水となって流れ出るのを眺めており、再生エネルギーの一つとして紹介された小水力発電に期待しております。G-Motorの10kWについてもホテル経営上、活用できそうだと思います。

A:継続して情報交換を行なっていきたいと思います。

 

 

記録:多賀正義 (76期)

Ⅷ.資料 東京六稜倶楽部20240717