独エーオン、余った電力を水素に変換してガス管へに流すことを計画

s-kei 曰く、

Bloombergの報道によれば、ドイツ最大のエネルギー（電力＆ガス）企業のエーオンは、余った電力を水素に変換し、既存の天然ガス供給網に混ぜて流す計画を発表した（プレスリリース）。

風力発電は比較的安価ではあるが、電力需要と無関係に発電するために電力が余ることがあり、場合によっては一時的に発電を止める（解列する）必要がある。ドイツではこうして無駄になった電力が年間合計127GWh（2010年の場合）に達し、無視できない量になっている。蓄電技術を使えば貯めておけるが、コストが高め。水素に変えても、専用貯蔵施設を造るとコストがかかる。

今回の計画は電気分解で製造した水素を、既存の天然ガス供給網に流して使うという所が新しい。既存の天然ガス供給網を使うので追加投資額が抑えられ、また水素は5％までならば何の問題もなく混ぜられる。中期的には15％に上げられると見込んでいるが、これはドイツの再生可能エネルギーによる電力全てをガス供給網に貯められることを意味するという。ブランデンブルグ州に建設されるパイロットプラントの製造能力は毎時36立方メートル、建設費は500万ユーロ。2013年から稼働させるとのこと。

日本や他の国でも、利用できるのでは無いだろうか？

安全性に課題

[Anonymous Coward]

現在利用されているガス管は、鉄管かポリエチレン管ですが、水素流すと、鉄は水素脆性示すし、ポリエチレン管は水素透過するので難しいかなと。
あとすごい燃えるのが早いのでガス機器の設定変更も必要かなと

Re:安全性に課題

[Anonymous Coward]

家庭に繋がってる地中配管は問題ないでしょ
鉄管にすごい高圧がかかってるわけじゃないし、空気中の水素濃度以上にポリエチレン管からダダ漏れすわけでもないし

問題が出そうなのは上流側の貯蔵タンクなどの方ではないのかな？
高圧タンクなどでは確かに水素脆性や漏れの心配などがあると思うが

ところで電気からどうやって水素に変換するんだろう？　水を電気分解するのなら、残りの酸素はどう処分する？

Re:安全性に課題

[T.SKG (20663)]

＞ 問題が出そうなのは上流側の貯蔵タンク

従来の施設を少し改修するか、最低限のものを新設して薄まるように調節しながら従来のタンクへ送るか
いずれにせよ、追加費用を最小限に抑えつつ、発電機を遊ばせないというのが発想だと思います。
電気分解というのも、シンプルに水を酸素と水素に分解して酸素は捨てるのじゃないでしょうか。
純度の高い水素の応用とか、もっと電気化学工業的な製品製造を、敢えて考えないのが要点でしょう。
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ついでに、プレスリリースだと、水素は毎時360立法メートルですね。

毎時３６→３６０立方メートル

[s-kei (16661)]

タレコミ人です。

＞ついでに、プレスリリースだと、水素は毎時360立法メートルですね。

ありゃ！すみません、打ち間違えたようです。
お手すきの時に訂正頂ければ幸いです(_._;

ついでにこれで分からなかったのが、「立方メートル」が普通はどういう状態を指すのか、という点です。
0℃、1atm なんでしょうか。

# ガス関係は全く素人です。

Re:毎時３６→３６０立方メートル

[SanPierre (37035)]

おっしゃる通り、普通は標準状態(0℃、1atm)で書きます。標準状態での体積であることを明示したい場合は、Nm³とかm³Nという書き方をしますね。

コスト計算

[s-kei (16661)]

ありがとうございます。確かに、論文や公的文書でも標準状態で扱われてるようですね。

そうすると、
  ３６０Nm^3/h × 熱量10780～12790 kJ/m3 [iwatani.co.jp] = 1078～1279kJ/s = 1.1～1.3MW
試験プラントは1MWぐらいの規模、ということになりますね。

500万ユーロ=5.5億円ぐらいなので、5.5億円/MW = 55万円/kW 。
容量だけでみると蓄電池より高いけど、一日に何時間も運転できる（＝その分、何倍もの余剰電力を吸収できる）ところが違う。

じゃあ一日にどれぐらい運転しそうなのか。
風力全体の発電量は37793GWh/年@2010 [erneuerbare-energien.de]（12頁）。
127GWhといっても現時点では0.34%に過ぎないから、あまり運転時間は長く無さそう…一日平均５分？(^^;
というわけで、もしも2010年時点のままなら、そもそも余る電力が少なすぎて元がとれなさそう。 けど、一日あたり数時間単位で運転するなら元が取れるのかな（ガスと電力価格比次第だけど）。仮に３時間とすれば、余剰電力が現在の30倍とか40倍になる頃が目安か。

では今後の予定では？
同じ資料 [erneuerbare-energien.de]の９頁に再生可能エネルギー全体の今後の予定があって、2010年はシェア17%のところ、2020年には倍の35%（以上）、2030年には50%（以上）。
たぶん余剰分は加速度的に増えるから、このペースなら（例えば）今後10年ぐらいで元が取れるようになるのかな。（というか、そう踏んだから着工するんだろうと想像。）

# あちらのガスの価格やプラント運転保守費・寿命等が分からないので、何か参考情報あればよろしくです。

Re:毎時３６→３６０立方メートル

[SanPierre (37035)]

水素は、というかガスだと0℃を基準にする場合が多いように思います。
http://www.erca.go.jp/fukakin/seido/joubun/rei.html [erca.go.jp]

公害健康被害の補償等に関する法律施行令
第三十四条
一　法第五十四条第二項第一号の単位排出量当たりの賦課金額　温度が零度で圧力が一気圧の状態（以下この条において「標準状態」という。）に換算した対象物質の法第五十三条第一項第二号イに規定する累積量一立方メートルにつき、八十三円二銭

みたいにですね。

IUPACが決めていた"standard temperature and pressure"が0℃、1atmだったんですよね。今は、正確には1atmではなく100 kPaになっているんですが、101.325kPaとの差なので細けぇこたぁいいんだよ的に昔の表記を変えてないことも多いような。
むしろ、60°Fを身の回りで聞いたことがありませんでしたが、英米ではそちらが多く使われているようですね。
参考:http://en.wikipedia.org/wiki/Standard_conditions_for_temperature_and_p... [wikipedia.org]

標準状態の定義？

[s-kei (16661)]

これを受けてさらに調べてみると、どうも定義に混乱があるようですね。
・東京ガスのように、０℃で定義している [tokyo-gas.co.jp]例が多いようではあるのですが…

・英語版のWikipedia [wikipedia.org]に色々資料（や他の例、ただし出典なし）へのリンクがあって、そこからIUPACの資料 [iupac.org]を辿っていくと、俺らは0℃で定義するけど、世の中の流量計等は２５℃の奴も多いから気をつけてナ [iupac.org]
…おーい。(^^;

あと何かそのへんを解説してるみたいな（だけどいまひとつ理解できなかった）資料も、ついでに。
・標準状態圧力の成立過程、長野八久、2004年 [nii.ac.jp]

Re:毎時３６→３６０立方メートル

[s-kei (16661)]

＞今は、正確には1atmではなく100 kPaになっているんですが、101.325kPaとの差なので細けぇこたぁいいんだよ的に昔の表記を変えてないことも多いような。

別投稿でかぶっちゃいました（笑）が、それが聞きたいと思ってたところでした。ありがとうございます。

1%とか2%の誤差が気になるような話でなければエエ、という感じみたいですね (^^;

Re:毎時３６→３６０立方メートル

[SanPierre (37035)]

ガスの計量ってやっぱり立法メートル基準なんでしょうか。

そう思っていいと思います。計量法に関連する、特定計量器検定検査規則 [e-gov.go.jp]で満たすべき性能などが定められています。(第十章　ガスメーター [e-gov.go.jp])

通常、ガスメータはボンベから減圧弁を通った後に付けられると思いますので、圧力についてはまぁ1atmに近いと思います。問題は温度ですが、

第四百四十三条 　ガスメーターの表示機構は、計量値又は、計量され温度補正された体積の値を表示するものでなければならない。

結論としては温度補正はしてもしなくてもいい、ということになっているようです…
補正なしのメータでは、おっしゃる通り寒い時は消費者有利(暑い時はガス会社有利)になっているということですね。
なので、ガスメータのメーカーはカタログ [toyogasmeter.co.jp]において「北日本では温度換算装置付マイコンメータがお得」とガス会社向けにアピールしています。なんだかなぁ。:)

新規の貯蔵設備がいらないのがミソかと

[s-kei (16661)]

タレコミ人です。
元のプレスリリース [eon.com]には、既存のガス供給網に「貯められる」からいいんだ、と書いてあります。
既存のガス供給網には大規模なガスタンクがあり、常にガスを供給しています。この計画で造った水素を足した分だけ、ガスタンクからの供給を絞ればＯＫ（結果的に既存のガスタンクに注入するのと同じ）、ということかと思われます。

Re:安全性に課題

[Anonymous Coward]

基本思想としては

電気が余ったら水素を生産して溜めずにすぐに天然ガスに混ぜて流す
（天然ガスを使用する機器や配管等に影響のない範囲（それが5％？）で）
↓
その分天然ガスが節約できる

って感じだと思うんで、大掛かりな貯蔵設備はいらないでしょうね
むしろ、常に天然ガスが流れている、量が十分のラインがあれば、水素を昇圧して混ぜて流すだけなんで貯蔵はまったくいらないかも。

Re:

[Anonymous Coward]

ドイツとロシアをバルト海底を経由して結ぶ天然ガスのパイプライン「ノルドストリーム」を（1兆円以上かけて）作ったくらいですし
ドイツにおける天然ガスの供給網（と需要）は十分あるみたいです

Re:

[Anonymous Coward]

酸素は売ればいいんじゃないの？

病院でも老人ホームでもスポーツジムでも
買い手はいくらでもいるでしょ。

炭水化物系のごみ処分にもいいんじゃない？

Re:

[Anonymous Coward]

これをクリア出来るのが5％という意味では？

Re:

[Anonymous Coward]

天然ガスはもともと水素が混ざってるみたいですよ

Re:安全性に課題

[SanPierre (37035)]

ja:Wikipediaの天然ガス・組成 [wikipedia.org]の項を見ても、普通は水素が入ってないように思えます。
現在、日本で使われている都市ガスは天然ガスを希釈・調整して作る「13A」という規格が多いのですが、これにも普通は水素は入っていないです。
参考：http://home.tokyo-gas.co.jp/userguide/netsuryou.html [tokyo-gas.co.jp]

ただし、かつての都市ガスは石炭・石油系から作っていたものがあり、その場合かなり高い水素濃度のものを実際に供給していたようですね。
ちょっと検索しても、「5C」規格で水素45.5%としている記述があります。
# COも高いので今の感覚だと非常に怖い

Re:安全性に課題

[SteppingWind (2654)]

# COも高いので今の感覚だと非常に怖い

ですので, 昔はガス自殺というのが多かったんです. チャップリンの「ライムライト」(1952年)でも, 冒頭でガス自殺未遂のシーンがあるんですが, 若い人には分かりにくいのかもしれませんね.

漁夫の利？

[hentaro (823)]

「Wikipedia：ヒンデンブルク号爆発事故」記事にある「住友金属社員」のように、東京ガスとか東京電力の社員をドイツ派遣したら、超々ジェラルミンの代わりを持ち帰ってくれるかも？（戦時下ではないから無理？）

Re:

[Anonymous Coward]

どこが「漁夫の利」なの？＞住友金属社員
ハマグリとシギに相当するものは？

Re:漁夫の利？

[hentaro (823)]

敢えてコジツケで、語源由来辞典の解説風に言う（汗）なら、

　　独エーオン（ハマグリ）が余剰電力の水素転換で事故を起こし、
　　公共性を鑑みて事故情報を公開したら（日向ぼっこして殻の口を開けたら）、
　　「大手メディアや政府（シギ）」が口を挟んできて（飛んできて）、
　　大上段から安全性に対する批判を展開して社会的信用を失墜させ（ハマグリの肉を食べ）、
　　色々とやり取りしても埒が明かず法廷闘争へともつれ込み（ハマグリは殻の口を閉じてシギの足を挟んだ）、
　　識者やエコ推進派などを巻き込んでドイツ社会を二分する大論争となった（両者が譲らない争いをしていた所）。

　　たまたまドイツへ派遣されていた東京電力・東京ガス社員が（たまたま通りかかった漁師が）、
　　エスカレーションを防ぐ事故対応方法とと事故防止策を入手した（両者を難なく生け捕りにした？）。

とまあ、最後は本当にコジツケ臭いです・・・（大汗）

　「両者が争っているすきに、第三者が骨を折らずにその利益を横取りするたとえ。」（Goo四字熟語辞典）
　「両者が争っているのにつけ込んで、第三者が利益を横取りすることのたとえ。」（Yahoo国語辞典）

という事なので使用しましたが、「もっけの幸い？」とした方が、意味が伝わりやすのかな？

送ガス事業分離議論に？

[user003 (37747)]

東電の原発事故に際して送電事業分離が議論されているが、このニュースでガス供給の競争活発化のため、ガス会社に対して送ガス事業を分離せよ、という議論に発展しないだろうか？

原発推進工作員必死

[Anonymous Coward]

ネガティブなコメントしてるのは利権維持に汲々としてる
原発推進派の工作員でしょうなあ:-P

>部門名
「電力会社が協力しないのなら
ガス会社が自前で風力発電してしまえばいいじゃない」
by マリー＝インフラネット

やめたほうがいいんじゃないか

[Anonymous Coward]

・水素は漏れる
・ガスの性質がどう変わるか分からない

ということで、爆発事故が発生しやすくなったりするかも。

Re:やめたほうがいいんじゃないか

[khwarizmi (23623)]

ドイツのガスの規格が日本と違って結構多彩かつ安定してなくて，ドイツ向けにガスを使用する機器を売ろうとするとそれに対応するのが大変って話を聞いたことがあるんだけど，逆に，結構広い組成に対応した機器しか売れないから，水素をちょっとくらい混ぜてもOKっていうことなのかもしれない。

日本だと，みんな真面目だから，水素をちょっと混ぜてもOKって話にはならんだろうなあ。きっと。

Re:やめたほうがいいんじゃないか

[Anonymous Coward]

前から思ってるんだけど、/.でこういうコメントをする人って、事業者がこういう基本的なところを全く考慮してないと思ってるんだろうか？

Re:

[Anonymous Coward]

東電の例を見ちゃってるから、基本的なところを考慮してて当たり前ってのが、
信用できなくなってるんですよ。

Re:

[Anonymous Coward]

営利が絡むとＮＡＳＡですら基本的な問題を無視する世の中ですから

Re:

[Anonymous Coward]

既出ですが、基本中の基本を根底から無視した東京電力という世界最大の電力事業者の例もありますから。津波のせいだと嘘をついていますが、実際は震度5の地震で津波到来前に壊れている。専門家のいる大企業だからちゃんとやっていると仮定するのはアブナイです。むしろ、専門家の口封じに金と政治力を投入したりすることもあるので。

まあそれはさておき、天然ガスのパイプラインに少量とはいえ水素を混入するのは、決して単純でも容易でもないアイデアで、相当な検討と計画は必要ですね。水素は金属に浸透してもろくするので、水素専用のボンベでさえ耐用年数は天然ガスや液化石油ガスのものより短いですし、5％までという制限は、そこらへんを勘案してのことでしょう。

Re:やめたほうがいいんじゃないか

[alp (1425)]

いや、かっての石炭ガス (5C など) は高い割合で水素が含まれていましたから、ガス会社はそのへんのノウハウは当然持っています。家庭のガス器具のほうが問題かと。

Re:やめたほうがいいんじゃないか

[CowardDuck (25674)]

> 地震による直接の被害で、「何が」壊れたんですか？

冷却系のパイプがどっか壊れたんじゃないかと
地震の数日後から疑っている。

そうだという証拠は俺は福島原発の現場をみる
ことができないので提示しようがない。

疑っている理由は水蒸気爆発が起こらなかったから。

その理由はパイプがいかれて水蒸気がそこから
漏れてたじゃないかと思ってる。

Re:

[Anonymous Coward]

＞また水素は5％までならば何の問題もなく混ぜられる。中期的には15％に上げられると見込んでいるが、

まぁ５％までは大丈夫らしいじゃないか、もう少し頑張りたい。

Re:

[Anonymous Coward]

そこは、「危なくて５％しか混ぜられない」と読むべき。

Re:

[Anonymous Coward]

水素は5％までならば何の問題もなく混ぜられる。中期的には15％に上げられると見込んでいる

これを

そこは、「危なくて５％しか混ぜられない」と読む

のは間違いなく誤読でしょう。
先入観を捨てるべき。あるいは結論を先に用意して読まない。

Re:やめたほうがいいんじゃないか

[alp (1425)]

元記事は完全な誤読でしょうけど、実態はそのとおりじゃないかな。水素はカロリーも違うし、燃焼速度も違うから既存ガス器具で燃焼させることを考慮して、かつ十分なマージンを採ったら 5% 位、という判断じゃないかと。中期的、というのはガス器具の切り替えを含めての事と思います。水素自体はガス管流す実績はありますけど、水素はカロリーが低いので既設ガス分配系に余裕が取れるかという問題もあるかもしれません。

災い転じて「福」と成す

[Anonymous Coward]

fuku1を水素発生装置に転用すればいいじゃないか

Re:災い転じて「福」と成す

[Anonymous Coward]

アレは燃料被覆管のジルコニウムが核崩壊の高温で
水と反応して起きた現象だから無理　

Zr＋２H₂O→ZrO₂＋２H₂

その先には、、、

[Anonymous Coward]

燃料電池との関連で、水素を現存するガス管網で供給するって構想はあったと思うけど。

3.11 の教訓として、事故を含めたリスク／コスト評価の必要性ってのがあると思うんだ。
その意味で、水素を取り回すってのはハイリスクに過ぎると思うんだが。（まぁ、素人だからかもしれないけど

余った電力を水素に変換して

[Anonymous Coward]

って言い方はちょっとヘンじゃないの　「電力」とか「変換」って言葉はもっと科学的（？）な叙述を予期させるというか

○　余った電気を水素に変えて

とかなら全然OKだろうけど

Re:余った電力を水素に変換して

[Anonymous Coward]

え…。素人目には

△余った電力を水素に変換して
△余った電気を水素に変えて

どっちも大差ないんですけど。
こうなんじゃないか？

○余った電気で水素を生産し

Re:

[Anonymous Coward]

正確には、「あまった電気エネルギーを水素の化学エネルギーに変換する。」ということですね。もっとも、「あまった電気で水素を作る」で十分ではないかと。

Re:

[Anonymous Coward]

どっちも一瞬、物凄い高度な技術を想像した。

＃水の電気分解等で、って書いてあればOK

Re:余った電力を水素に変換して

[PEEK (27419)]

水爆の乾留とか？

--
らじゃったのだ

天然ガス消費はどの程度削減できるの?

[Anonymous Coward]

水素を5％混ぜたら、天然ガスの消費が5％減らせるんでしょうか?

Re:

[Anonymous Coward]

体積比では減るんじゃないかな。

Re:天然ガス消費はどの程度削減できるの?

[TarZ (28055)]

効果はゼロではないでしょうけど、熱量あたりで見るとそこまで寄与しないでしょう。

同一体積のガスを燃やしたときに得られる熱は、水素は天然ガス（≒メタン）の1/3くらいです。5%水素を混ぜたガスは同じ体積で97%弱の熱量しかありません。なので、今回のガスで同じ熱量を得ようとしたら数%多めにガスを燃やさないといけません。

天然ガス3%前後の節約になり、排出される二酸化炭素もこの分だけ減る感じでしょうか。

# このガスをエコキュートのような高効率給湯装置で使う場合は、もう少しだけ改善するかも。
# 水蒸気が少し多いので、水蒸気→水の潜熱を多めに回収できる可能性がある、かも。

Re:天然ガス消費はどの程度削減できるの?

[TarZ (28055)]

うひょー、その通りでございます。

# どうにもジョーズは苦手でやんして。

Re:天然ガス消費はどの程度削減できるの?

[TarZ (28055)]

熱量がやや低下するといっても数%ですからね。多分、供給されるガスについて保証されている熱量分は、水素を混ぜたとしても確保できているのでしょう。

で、風力発電会社とガス会社がどういう関係にあるのか不明ですが、今回の実験については経済性は皆無でしょう。だから、ガス会社が儲かるなんてことは多分ありません。（補助金や研究投資などで特定の誰かが儲かるということはあるかもしれませんが）

個人的には、直近（今後数十年）での余剰電力のガス化の経済性については疑問です。言うまでもないことですが、電気は電気として売ったほうが儲かります。電気分解によるガス製造が経済的にペイするなら、そもそもガス発電など行われないわけで。

それでも今回のような実験が行われるのは大規模な蓄電が難しいからですが、仮に今後数十年内にガス価格が高騰したとしても、ガス化が既存の蓄電設備（揚水発電）と比べて競争力を持つようになるとは個人的には考えていません。

まあそんなことは先方も十分承知で、今回のガス化実証実験はあくまで「太陽光・風力といった不安定なパワーソースによる発電が拡大した未来を見据えて、いろいろ研究投資しているうちの一つ」という位置づけで、揚水発電のほうにも力を注いでいる、というようなことがプレスリリースの最後に書かれています。

まあ、人類が使用するエネルギーの大部分を風力・太陽光に移行した遠未来で、1日ではなく年間の電力需給の平準化をしたい、とでもなればまた話は別かもしれません。その場合は揚水発電で対応できるとはちょっと思えないので。

となりに火力発電所でも建てたら?

[Anonymous Coward]

水素ってもれそうなイメージがある。

それ意味ないじゃん

[Anonymous Coward]

電気を貯蓄するために水素にしたのにそれで発電しちゃったら発電効率で損するだけじゃない．