エネルギー効率の向上：コージェネレーションシステム

エネルギー効率の向上：コージェネレーションシステム

熱と電気を同時に作るしくみ

燃料を燃やして仕事をする装置で発電機を回し、電気を作る仕組みを考えてみましょう。この仕組みは、同時に発生する熱も無駄にせず、暖房やお風呂のお湯を沸かすことなどに役立てることができます。このような仕組みは熱と電気を同時に供給できるため、「熱電供給」と呼ばれ、エネルギーを効率よく使うことができるので、従来の電気の作り方に比べて全体のエネルギー効率が格段に上がります。

この仕組みを詳しく見ていくと、まず燃料を燃やすことで熱エネルギーが発生します。この熱エネルギーを使ってエンジンやタービンなどの動力源を回し、発電機を駆動することで電気が作られます。火力発電のように大きな発電所で作られた電気は家庭などに届くまでに送電線などで電気が失われてしまいますが、この仕組みは使う場所で電気を作るため、そのような送電による電気の損失を減らすことができます。

同時に、エンジンやタービンを動かす過程で発生する排熱や冷却水なども無駄にしません。これらの熱は回収され、蒸気や温水の形で暖房や給湯に利用されます。例えば、工場では製造工程で必要な蒸気や温水を供給したり、オフィスビルやホテルでは冷暖房や給湯に活用したり、地域全体に温水や蒸気を供給する地域熱供給にも利用することができます。このように、熱と電気を同時に作ることでエネルギーを総合的に有効活用し、省エネルギー化や二酸化炭素の排出量削減にも大きく貢献する技術として注目されています。さらに、災害時など電気が使えなくなった場合でも、この仕組みがあれば自立的に電気と熱を供給できるため、非常用電源としても大変有効です。

効率の向上でコスト削減

火力発電所では、燃料を燃やして電気を作る際、どうしても熱として逃げてしまうエネルギー があります。大きな発電所では、燃料の持つエネルギーのうち、実際に電気として使えるのは四割程度 と言われています。さらに、発電所から各家庭や工場などに送るまでに、送電線などでのロスも発生し、実際に使える電力は三割五分ほどまで減ってしまいます。

熱と電気を同時に作るコージェネレーションシステムを導入すると、このロスを大幅に減らすことが出来ます。発電の際にどうしても出てしまう熱を、暖房や給湯に利用することで、燃料の持つエネルギーを余すことなく活用できるからです。結果として、投入した燃料のエネルギーのうち、五割から八割もの割合を有効に利用できるようになります。

エネルギーを無駄なく使うことは、燃料の使用量を減らすことに繋がります。燃料の使用量が減れば、電気代やガス代といった光熱費を抑えることが可能になります。家庭では家計の負担を軽くし、企業では利益を増やすことに繋がります。また、燃料の使用量を減らすことは、二酸化炭素の排出量削減にも繋がり、地球環境の保全にも役立ちます。つまり、エネルギーを効率的に利用することは、私たちの暮らしと地球の未来を守ることに繋がるのです。

様々な場所で活用される技術

熱と電気を同時に作り出す熱電併給システムは、その無駄の少なさと環境への配慮から、様々な場所で利用が広がっています。病院や工場、事務所など、規模の大きな建物で導入されることが多く見られます。これらの建物は、電気を使うと同時に、暖房や冷房、お湯の使用など、熱の需要も高いことから、熱電併給システムの利点を最大限に引き出すことができます。

熱電併給システムは、燃料を燃やして作った熱をまず発電機で電気に変え、その後、残った熱を暖房や冷房、お湯などに再利用します。この仕組みにより、従来の発電方法と比べてエネルギーの無駄を大幅に減らすことができます。従来の発電所では、電気を作る過程で発生する熱の大部分が捨てられていましたが、熱電併給システムではその熱を有効活用するため、エネルギー全体の利用効率を高めることが可能です。

近年では、地域全体にエネルギーを供給するシステムとして、地域冷暖房システムと組み合わせた導入例も増えてきました。地域冷暖房とは、地域内の複数の建物に冷水や温水を供給するシステムです。このシステムに熱電併給システムを組み合わせることで、地域全体でエネルギーを効率よく使うことができ、省エネルギー効果を高め、環境への負担をさらに減らすことが期待されます。たとえば、ある地域で熱電併給システムを導入し、地域冷暖房と組み合わせることで、それぞれの建物で個別に冷暖房設備を設置するよりも、全体的なエネルギー消費量を抑えることが可能になります。また、二酸化炭素の排出量削減にも貢献し、地球温暖化対策にもつながります。さらに、災害時などには、電力供給が途絶えても、熱電併給システムによって特定の地域にエネルギーを供給できるため、防災拠点としての役割も期待されています。

大規模開発での導入事例

東京都心の中でも、大規模な再開発事業として知られる汐留地区。高層ビル群が立ち並ぶこのエリアでは、地域全体のエネルギー供給を一手に担うコージェネレーションシステムが導入されています。この革新的な仕組みは、複数の建物に効率よくエネルギーを供給することで、環境負荷の低減に大きく貢献しています。

汐留地区のコージェネレーションシステムは、まず天然ガスを燃料として発電を行います。ここで作られた電気は、オフィスビルや商業施設、さらには住宅など、汐留地区の様々な建物に供給されます。同時に、発電の過程で発生する排熱も無駄にはしません。この排熱を回収し、蒸気や温水に変換することで、給湯や冷暖房に利用しています。夏には冷房、冬には暖房と、季節を問わず活用できるため、エネルギーの有効利用を実現しています。

従来の発電方法では、どうしても排熱が未利用のまま大気に放出されてしまい、エネルギーの損失につながっていました。しかし、コージェネレーションシステムでは排熱を有効活用するため、エネルギー効率が大幅に向上します。試算によると、大規模な開発でこのシステムを導入すれば、エネルギーにかかる費用を１割ほど削減できる見込みです。

近年の都市開発では、環境への配慮が不可欠です。限られた資源を有効に活用し、地球温暖化対策にも貢献するためには、エネルギー効率の高いシステムの導入が求められています。汐留地区の事例は、大規模開発におけるエネルギー効率化の成功例として、多くの注目を集めており、今後の都市開発の模範となるでしょう。

これからのエネルギー利用

これからのエネルギー利用は、限られた資源を大切に使い、環境への負担を減らすことが求められています。その中で、燃料から生まれる力を余すことなく活用するコージェネレーションシステムは、未来のエネルギー利用の大切な技術として注目されています。この仕組みは、燃料を燃やして電気を作る際に同時に発生する熱を捨てずに、冷暖房や給湯などに有効活用するものです。通常、電気を作る過程では、多くの熱が利用されずに大気中に放出されてしまいますが、コージェネレーションシステムはこの熱を回収することで、エネルギーの無駄を大幅に減らすことができます。

例えば、工場やオフィスビルなどでこのシステムを導入すれば、電気と熱を同時に供給することで、エネルギー全体の利用効率を大幅に向上させることができます。これは、燃料の使用量を減らし、二酸化炭素の排出量削減にも大きく貢献します。また、災害時など、電力供給が不安定な状況においても、コージェネレーションシステムは自立運転を行うことができ、施設の機能を維持する上で重要な役割を果たします。病院やデータセンターなど、電力の安定供給が不可欠な施設では、非常用電源としての活用も期待されています。

今後、この技術は、家庭用燃料電池など、より小さな規模での利用も広がっていくと考えられます。さらに、技術開発によって、より効率的で環境に優しいシステムが実現していくでしょう。省エネルギー化や地球温暖化対策への関心の高まりとともに、コージェネレーションシステムは、私たちの暮らしを支えるなくてはならない技術の一つとして、ますます重要な役割を担っていくと考えられます。より多くの施設や地域で導入が進み、持続可能な社会の実現に貢献していくことが期待されています。

家庭用システムの普及

近年、家庭でエネルギーを賢く使うための仕組みが注目を集めています。中でも、家庭用コージェネレーションシステムの開発が進み、エネルギーの有効活用による光熱費の節約や、二酸化炭素の排出量削減に貢献すると期待されています。

家庭用コージェネレーションシステムとは、家庭内で電気と熱を同時に作り出すシステムです。例えば、ガスを使って発電する際に発生する熱を、お湯を沸かすのに利用することで、エネルギーを無駄なく活用できます。従来の発電方法では、熱が捨てられてしまう場合が多いため、エネルギーの損失を減らせるという大きな利点があります。

省エネルギー住宅の増加に伴い、このシステムの導入も増えると予想されます。家の断熱性能を高めることで、より少ないエネルギーで快適な暮らしを実現できるため、コージェネレーションシステムとの相乗効果で、更なる光熱費の削減が見込めます。

さらに、家庭でエネルギーを自給自足できるという点も大きな魅力です。特に、災害時など電力供給が不安定な状況下では、家庭で電気を作り出せることは大変心強いでしょう。電気だけでなくお湯も供給できるので、被災時の生活の質を維持する上で大きな役割を果たします。

このように家庭用コージェネレーションシステムは、家計への負担軽減、環境保護、そして防災という様々な側面から、私たちの暮らしを支える重要な技術として、今後ますます普及していくと考えられます。