<> コラム
コージェネレーション｜特定技能 ビルクリーニング
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植村 貴昭 この内容を書いた専門家 元審査官・弁理士 行政書士（取次資格有） 登録支援機関代表 |
コージェネレーションシステムの仕組み
コージェネレーションシステムは、
ガス等を駆動源とした発電機で電力を生み出しつつ、
排熱を利用して給湯や冷暖房に利用するものです。
電力会社などは、軽油や重油を燃料とした
化石燃料によるコージェネレーションが普及していますが、
建築設備用としては、天然ガスを熱源として利用する
「ガス・コージェネレーション」が幅広く普及しています。
コージェネレーションは「熱」と「電力」を同時生産する設備の総称であり
「熱」を主体に生み出す燃焼機関は、電力を生み出せる可能性があり
「電気」を生み出す燃焼機関は、同時に熱を放出しています。
これを互いに再利用することで、限られているエネルギー資源を最大限に活用する試みです。
一般的な発電システムや熱供給システムでは、
利用されない熱は排熱として外気に放出するのみです。
単体の設備であれば、電気エネルギーと熱エネルギーは
それぞれ４０％程度のエネルギー効率に留まっています。
発電と共に排熱を利用することで、総合エネルギー効率を７０～８５％まで向上出来ます。
清掃工場の付近に温水プールを設ければ、排熱をプールの昇温に用いられるため、
従来ただ捨てるしかなかった「熱」を利用でき、エネルギー効率が高まります。
発電機による発電とともに、排熱を給湯や冷暖房に利用することで、
限られ資源エネルギーを有効利用し、エネルギー効率を改善させようというのが、
コージェネレーシステムの大きな目的です。
コージェネレーションシステムのメリット
発電と排熱利用を同時に行うことにより、大きな省エネルギーを図られます。
発電設備を「最も大きな電力を必要とする時間帯」に利用すれば、
電力ピークカットを図れ、電力の平準化を推進出来ますが、
熱を同時利用出来るか検討が必要です。
単純に放出するだけとなるはずの熱エネルギーは、
暖房器具や浴槽に供給すれば、熱エネルギーとして再利用が可能です。
エネルギー回収が出来れば、本来放出されるはずだった
「ＣＯ2」「ＮＯX」「ＳＯX」を低減することにも寄与し、環境性の向上を図れます。
契約電力の削減
電力ピーク時に発電設備を運転することにより
単純な契約電力の低減を図れると思われがちですが、
コージェネレーションシステムが故障した場合、
削減していた契約電力分の電力供給が不可能です。
コージェネレーションや常用発電機など
自家発電設備を需要家内に設置して契約電力を低減する計画とした場合、
もし発電設備が故障したり
定期・緊急メンテナンス時に発電が出来ないタイミングの電力供給を
どう扱うか検討しなければなりません。
コージェネレーションシステムや常用発電機が突発的な故障を起こした場合、
電力の供給量を低減して、契約電力を超過しないよう制御出来れば、何ら支障は起こりません。しかし、発電機の故障を理由に、
建物が使用している電力を引き下げるのは困難であり、
通常は普段通りの電力供給を求められます。
発電機を運転せず、
電力会社からの電力供給でコージェネレーションや自家用発電機分の供給を受けると、
発電機容量分の契約電力が突如跳ね上がってしまいます。
もし契約電力を小さく抑えていた場合、
電力会社が供給する配電線への負担が大きくなり、
自家用発電機が大型の場合、故障時の契約電力超過の度合いによっては、
電力会社から供給出来ない恐れも考えられます。
この状況を避けるため、電力会社は需要家に対して
「自家発補給契約」という電力需要の契約を結びます。
自家発補給契約は「発電設備のメンテナンス・故障時に限り電力を供給する」
という契約であり、発電機が故障したり、
定期点検時に発電機が運用出来ない場合のみ、電力供給を受ける電力契約です。
「発電機停止時は電気機器を運転しないため、突発的な最大電力は発生しない」
という制御が可能であれば、自家発補給契約を結ぶ必要はありません。
しかし、発電機が故障したら操業を停止するといったことが出来る需要家は一般的に稀であり、多くの需要家が、自家発補給契約を結んでの運用を行っています。
非常時の電源供給が可能
コージェネレーションシステムは「発電機」と「熱源」を一体化した設備であり、
停電時には非常用電源としての電源利用が可能です。
非常時に自立電源として利用する場合、電力会社への逆送電を避けるため、
通常時はピークカット用として使用している発電機であっても、
停電時には一旦発電機を停止し、電力会社との連系を解除した状態から、
施設内に電力を供給します。
近年では、事業継続計画（ＢＣＰ）の１つとして、
非常時に利用出来る電源確保が求められています。
日常的には、電力と熱を供給しつつ、
非常時の備えとしてコージェネレーションシステムを導入するクライアントも増加しています。
ガス料金の節約が可能
コージェネレーションシステムなど、定常的に天然ガスを使用出来る設備を導入する場合、
ガス会社から、安価な契約メニューの提供を受けられる可能性があります。
ガスの消費の大口需要家となるため、コージェネレーションと共に、
厨房機器や、ガスヒートポンプ空調機などを同時に導入すると、
総合的にランニングコストを抑えられます。
電化によるランニングコストの低減も、比較検討する必要がありますが、
熱源の選択の幅が広がれば、計画に幅を持たせられます。
次回はコージェネレーションシステムのデメリット等を紹介します。
