鉄道初の試み開始、「太陽光＋水素」で安心を得る

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エネルギー源としての水素の用途が広がり続けています。2017年春には、鉄道初の事業が始まります。太陽光発電システムから電力を得て、余剰分を水素ガスとして蓄積。必要に応じて燃料電池を動かして電力と熱を得ます。節電・蓄電・発電の最新ニュースを発信しているスマートジャパンの許可を得て記事を転載し、「太陽光＋水素」による自立型エネルギー供給の取り組みについてご紹介します。

JR東日本横浜支社と川崎市は、2016年３月24日、南武線武蔵溝ノ口駅（川崎市高津区）において再生可能エネルギー由来の水素を活用するための整備を始めると発表した。2017年春の稼働開始を目指す。「2016年10月に自立型水素エネルギー供給システムを納入する予定だ」（東芝）。

JR東日本はさまざまな環境保全技術を駅に導入する取り組み「エコステ」を2012年から進めている。

中央線四ッ谷駅ではLED照明や屋上緑化、東北本線平泉駅では太陽光発電と蓄電池、京葉線海浜幕張駅では太陽光発電と小形風力発電を導入している。常磐線湯本駅では太陽光発電と温泉熱、東北本線福島駅では地中熱や有機薄膜太陽電池などを導入した。

川崎市は川崎水素戦略を2015年に策定し、JR東日本と包括連携協定を締結して、これまで水素エネルギーの導入に向けて検討を重ねてきた。「JR東日本とは新駅開設や駅前の整備、駅に併設する保育所の整備などさまざまな協力を進めている。今回は低炭素、スマートシティをテーマとした事業だ。当市の予算は使わないものの、許認可をスムースに進めており、今後は一部市の用地の活用なども想定している」（川崎市総合企画局スマートシティ戦略室、以下川崎市）

武蔵溝ノ口駅では、さまざまな設備を導入する。エコメニューとして創エネ、省エネ、エコ実感、環境調和をうたい、エコメニュー全体によって二酸化炭素排出量の20％以上の削減を目指すとした。

目玉は太陽光発電システムと自立型水素エネルギー供給システムの組み合わせだ。「今回は災害時などの事業継続計画（BCP）対策を重視して水素のシステムを導入する。例えばトイレだ。トイレはポンプや照明、人感センサーなど量は多くないとはいえ電気を使う。電力が途絶えると利用が難しくなる。ここに水素由来の電力を供給する。夏場の電力のピークカット、ピークシフトなどへの応用を今後の課題として捉えている」（川崎市）。

東芝の太陽光発電システムの出力は30kW。駅の屋上などに設置する。得られた電力をまず、東芝の自立型水素エネルギー供給システム「H2One」に導く。

ある瞬間を捉えると、太陽光発電システムから得られる電力と駅に供給が必要な電力は量が異なる。災害時のために電力を蓄えておく必要もある。そこでH2Oneでは大きく６つの内蔵装置を組み合わせた。電力をそのまま蓄える「蓄電池ユニット」と電力を用いて水から水素を得る「水電解水素製造ユニット」、水素を蓄える「水素貯蔵タンク」、水素から電力を得る「燃料電池ユニット」、全体を制御するH2EMSだ。

蓄電池ユニットには東芝のリチウムイオン蓄電池「SCiB」を用いる。出力は25キロワット（kW）、容量は44キロワット時（kWh）。水電解水素製造ユニットの能力は１時間当たり１ノルマルリューベ（Nm3）。水素は温度や圧力により体積が変化するため、１気圧０度の水素１立方メートルを１Nm3と表す。水素貯蔵タンクの容量は270Nm3。燃料電池ユニットの出力は3.5kWだ。

「H2Oneが内蔵する燃料電池ユニットは純水素から電力と温水を得る。装置としては異なるものの、東芝燃料電池システムが2016年３月に発表した出力700W、発電効率55％、総合効率95％の水素燃料電池システムと共通の技術を利用している」（東芝）。

「現在、エコステ全体を設計しているところであり、温水の用途を検討中だ。鉄道や関連設備の利用者向けと、業務用途の２つを考慮している。具体的には清掃や暖房、飲食店での利用などが候補に挙がっている」（川崎市）。

出典：スマートジャパン