高効率の理想的な発電方式の燃料電池設備の導入が、国内でも始まっています！！！！
今回は、燃料電池（Fuel Cell)による商用発電装置の紹介記事です。
固定買取制度（FIT)が昨年開始に伴い、日本中で発電設備が稼動中・建設中・計画中です。
但し、大多数は太陽電池による発電・売電方式なのはご存知のとうりです。
本Blogsでも、上記の内、
・バイオマス（木材チップ、ペレット）ガス化発電
・ディーゼル発電（バイオ生オイル（ジャトーファ油）・BDF燃料）
については紹介済みです。
特徴は、バイオマス燃焼（ボイラー蒸気）発電に比べて高効率であることが特徴でした
。
。では、更に高効率発電方式は無いのでしょうか？？？
上記各方式でも複数の方式を複合発電（Combined Cycle)し、更に効率を上げることは可能ですが、単一方式での話しに限定します。
答えはYESです。
燃料電池方式発電です
。
。下記を参照下さい。
化学反応により、同時に電力を発生させる為に、ディーゼルエンジン発電（30-４０％前後）の様に、エンジンの燃焼・メカニカルエネルギー・発電エネルギー変換に伴うエネルギーロスが無い等から、より高効率です（45-６０％前後）。
更に、エンジン騒音なし、振動なし、排気ガス発生・処理不要等です。
よって、理想の発電方式と言われている所以です
。
。トヨタも２０１５年にも市販予定とかとも言われています。
但し、普及には水素供給ステーション等のインフラ整備と価格低下だと言われています。
試作段階では、1台で1-2億円とも言われていましたが、商用販売時でも１０００万円近く、或いはそれ以下の価格？？と言われています。
従って、営利目的の産業用の燃料電池も最大の普及上の問題は、その設備価格だと言われています。
この為、理想的な発電方式と言われつつも、まだまだ殆ど普及はしていません。
特殊な実験・評価用設備、公共団体や宇宙での利用、企業イメージアップ・宣伝用等での利用が主なものでした。
我が国でも、ごく一部導入されている様ですが、何れも極めて高価、そして小型タイプです。
従って、まだ実用の域には達成出来てないのでは？？
と思います。
それでも、海内では、一流企業を中心に最近商用システムの導入例も,かなり増えてきました。
コスト低下の努力は、国内はもとより、世界中でなされています。
高温での操作の為、高価な触媒が不要、高効率、大型化、廃熱の有効利用可。。。等に加え、H2に加え、天然ガス、メタンはもとより、ベンダーによっては、ガソリン、バイオ燃料等を含め使用燃料の多様性が最大の特徴です。既存燃料インフラで対応できることになります。
但し、高温の為、逆に材料の耐熱性の問題等もありますが、温度低下の製品も開発されつつあります。
この方式の固体酸化物型燃料電池設備が最近、国内でも導入稼動開始しました。
紹介記事は下記です。
ソフトバンクと米国Bloom Energy社とがJV（Joint Venture）を組み、その１号機としてソフトバンクのビル（九州）用電力設備として導入したもので、売電を目的としたものではなく、自社ビル用購入電力の節減（７５％）と宣伝を兼ねた目的だと思われます。
勿論、売電用にも、設備は使えますが、但し、コスト的に経済的な採算上は無理？の様です。
燃料は水素ではなく、このケースでは都市ガスを使っての発電の様です。
CO2の排出量の比較表は下記を参照下さい。
同社の設備は、石炭発電やタービンに比べれもとより、他社の燃料電池に比べても、CO2の排出量は少なくなっています。
従って、天然ガス・都市ガスでもCO２発生減になるのですが、バイオガスならＣＯ２ゼロ（Carbon Newtral)です。
また、導入規模は、２００KWと中小規模です。
国内の設備価格は不明ですが、米国では１KW当たり、８、０００～１２、０００＄と言われています。
少なくとも、１KW当たり100万円程度ということになりますので、上記の２００KW導入設備だと、２億円前後＋？？と思われます。
従って、最近は安価になりつつあると言っても、まだまだ売電設備としては、割高です。
採算的には純ビジネス上は、無理かもしれません。
因みに、減価償却期間を１０年としても、償却費だけでも、1KW当たり12円程度がオンされますので、売電価格が２４円/KWでは赤字となると思います
。
。これだと、設備価格は、Bloom Energyの１０分の１ ！！！！
となりますので、償却費は、期間10年なら１KW当たり、１．２円程度まで減少しますので、十二分に採算にのると思われます。
コストが1桁低下する主因は、基盤（上記発電メカニズム図のElectrolyte)の材料物質の違いと整形法の違いにより発電密度差と発電温度低下に伴う材料価格差だと言われています。
発電密度は、Bloom Energyが１ｃｍ２当たり０．２Wに対して、こちらは１０倍の２Wと言われています。
同様に、温度は８５０～１０００度Cに対し、３５０～６５０度Cまで低下できるとのメーカー公表です。
従って、コンパクト化可能であり、安価な金属材料が使えることになります。
因みに、バイオマスガス化発電でも、１KW当たり１０００～５０００＄程度しますので、ガス化発電の最低価格帯か、それ以下となります。
この価格で、この性能が実現し、発売すれば、革命的です。
発売は２０１４年中と思われます。
下記は、同社の固体酸化物基盤（１０ｃｍｘ１０ｃｍ、１セル当たり２００Ｗの発電）とその発電設備ユニットの容積（１ｍｘ１ｍｘ１ｍ）、重量（４５０Kg)です。どこか、昔流行ったキュ-ビックゲーム器の様なデザインです。事実、The Cubeと彼らは呼んでいる。
産業用発電機のイメージではなく、民生品の家電製品みたいな感じです！？！？
このコンパクトな本体（Cube）内に、Fuel Ceｌｌの他、水素ガスガス改質機（Reformer),コンプレッサー等、総てのものが内蔵されています。
上記ユニットの発電能力は、１セット当たり２５KWですが、最終的には８０KWまで能力アップも可能と言うことです。これ以上の規模では、分散型ユニットを並列設置・接続すれば、希望の能力の発電設備が構築できます。
前述の様に、１KW=1000$=10万円なら、１セット２５０万円と言う驚異的低価格です。
。下記は、Cubeの概要説明です。
例えば、40台並べれば、１MWの設備となります。
因みに、この様な燃料の多様化は、セル温度が高温のＳＯＦＣ型燃料電池方式（及び溶融炭酸塩型（MCFC)）のみ可能です。
。これが実現すれば、正に燃料電池方式が売電設備の本命になると思われます。
他に、夜間でも、ディーゼルの様に騒音、振動が発生しませんので、住宅密集地等、いろいろな場所、使い方ができると思います。
ガソリン（或いはBDF)が使えれば、コンパクトな燃料電池を車に載せれば、既存のインフラ（GS)が使えるばかりか、遥かに効率化された電気発電自動車が誕生します。
少なくとも、ハイブリッド、電気自動車の２倍程度の燃費が予想され、ガソリンはどこでも給油できますので、走行距離制限の問題はなくなります。
尚、燃料電池専業メーカーで既に実績のあるメーカーもいくつか存在します。
例えば、
1)Ballard Power社(Canada)もその一つです。
下記写真は、同社の１ＭＷコンテナータイプです。
自動車用電池向けも。。ということか、VW社（独）とも提携しています。
2)Ceramic Fuel Cells 社（豪）
社名の様に、こちらはセラミック膜を用いたSOFC方式の製品（BlueGen)を発売しています。
。。。という事で、いよいよ燃料電池方式の発電装置を使った売電ビジネスも夢ではなく、現実化しようとしています。
。 何れBDF燃料、植物油ベースの燃料電池事業も可能となると思われます。
近い将来、コスト的にも、採算性からも、（超）高効率の燃料電池なら充分可能だと思います。
では、また。。。。
Joe.H
追伸）
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以上
添付（ウイキペディアより）
固体酸化物形燃料電池 (SOFC)
固体酸化物形燃料電池（SOFC, Solid Oxide Fuel Cell）は、固体電解質形燃料電池とも呼ばれ、動作温度は700-1,000℃を必要とするので高耐熱性の材料が必要となる。また、起動・停止時間も長い。電解質として酸化物イオンの透過性が高い安定化ジルコニアやランタン、ガリウムのペロブスカイト酸化物などのイオン伝導性セラミックスを用いており、空気極で生成した酸化物イオン（O2-）が電解質を透過し、燃料極で水素あるいは一酸化炭素と反応することにより電気エネルギーを発生させている。そのため、水素だけではなく天然ガスや石炭ガスなども、脱硫処理は必要であるが、簡単な水蒸気改質処理（一酸化炭素の除去が不要で、燃料中に若干の未改質ガスを含む改質）により燃料として用いることが可能である。活性化電圧降下が少ないので発電効率は高く、すでに56.1%LHVを達成している例もある。家庭用・業務用の1kW-10kW級としても開発されている[3]。 原理的には発電部分における改質（ニッケルを含む燃料極における直接内部改質）が可能であるが、吸熱反応による発電部分の極端な温度変化を防ぐために、プレリフォーマー（発電反応による熱や反応後の燃料を燃焼した熱を利用した間接内部改質）を採用するのが一般的である。燃料極としては、ニッケルと電解質セラミックスによるサーメット、空気極としては導電性セラミックスを用いる。大型SOFCは、燃焼排ガスをガスタービン発電や蒸気発電に利用すれば、極めて高い総合発電効率を得ることが出来ると予測されるため、火力発電所の代替などの用途が期待されている。[4][5]
以上
