SOFCプロジェクト固体酸化物形燃料電池（SOFC）実証研究

http://sofc.nef.or.jp/index.html▶▶

地球と人の暮らしにやさしいクリーンエネルギー。未来を支える燃料電池。

◯SOFCに関する詳しい情報は、こちらのホームページをご覧ください。

計画本部 燃料電池部

S O F C P R O J E C T〒170-0013 東京都豊島区東池袋3丁目13番2号 住友不動産東池袋ビル2FTEL.03-6810-0362 FAX.03-3982-5101http://www.nef.or.jp 2011.02.6000

燃料電池で人も地球も　　　　する 未来へ。

SOFC実証研究とは？ ※SOFC＝固体酸化物形燃料電池〈Solid Oxide Fuel Cell〉

＊火力発電との比較。中央環境審議会地球環境部会目標達成シナリオ小委員会中間取りまとめ（平成13年7月）

平成19年度から財団法人新エネルギー財団が開始している、SOFCシステムの実証研究。これまで、実験室レベルの研究で高い発電効率が報告されてきたSOFCシステムについて、定格出力0.5～10kWの比較的小規模なものを一般住宅等に設置し、実負荷環境下での実証データを取得して、今後のシステム普及のための技術課題等をまとめ、さらなる開発に役立てていきます。◯本事業は、独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構法第15条第1項第3号に基づく助成金により実施しています。

S o l i d O x i d e F u e l C e l l固 体 酸化物形 燃 料 電 池

　　　 たちの暮らしは、石油や天然ガスなどの化石燃料に支えられてきました。

　　　 ところが、化石燃料には限りがあり、地球温暖化や大気汚染など、

大きな環境問題にも直面しています。

水素と酸素で電気をつくる「燃料電池」は、クリーンな発電システム。

地球温暖化の原因であるCO2の排出量も大幅に減らすことができます。

燃料電池は、地球温暖化防止に貢献し地球の未来を支えます。

私燃料電池〈SOFC〉によるCO2削減量＊

電力電力

給湯給湯

（実証研究における平成20年度設置機の平成21年1月～平成21年12月の実績）

ＣＯ２排出量

105ｋｇ／月削減

平均

※1

※2

灯油のＣＯ２原単位：0.0679kg-CO2/MJ （出典）新エネルギー・産業技術総合開発機構（ＮＥＤＯ） ホームページ「技術情報データベース」灯油の発熱量：36.7MJ/リットル （出典）省エネルギーセンター・ホームページ「原油換算表」

約2.3個／月削減

灯油18ℓタンクで考えてみると…

1 2

燃料電池は、「水の電気分解」の逆なのよ。水の電気分解では、電気を通しやすくした水に電流を通して、酸素と水素を発生させるよ。

水の電気分解

水素

酸素

水

電気

出典 : 経済産業省「平成１9年度(２００7年度)エネルギー需給実績（確報）」

家庭のエネルギー消費量が増加中。家庭のエネルギー消費量が増加中。

大型画面のテレビやパソコンを使うようになって、家庭で消費されるエネルギーは1990年～2007年の間に29.0％も増えています。家庭からの省エネルギーを進めることが強く求められています。

燃料電池の使い道燃料電池の用途には、家庭用、業務用（ビル用、工場用など）、燃料電池自動車用、携帯電源用（携帯電話用、ノートパソコン用など）があります。

エネルギー豆知識❶

発電する際には熱が同時に発生します。発電所と電気を使う場所が離れている従来の発電システムでは、その熱を捨てています。しかし、電気を使う場所で発電する燃料電池は、その熱も利用することができ、化石燃料の節約にもなり、地球温暖化の原因となっているCO2の排出量の削減も可能です。

燃料電池は、省エネルギー＋環境にもやさしい。

燃料電池

電気

熱

燃料電池のように、1つのエネルギーから電気や熱など2つのエネルギーを同時に取り出すことができるシステムをコージェネレーションというよ。

CHECK

従来の発電システム（火力発電）とエネルギー効率を比べてみよう!

55～60％利用されない排熱 利用困難な排熱

送電ロス5％

20～30％

発電時に発生した熱は使われていないんだ！

発電ロスがなくエネルギーを有効に使えるね！

70～80％35～40％電気 電気＆お湯

発電所 燃料電池

熱も使えるから、毎月の光熱費も節約！

家計簿

電池といっても使い捨てのこの電池じゃないんだね。

燃料電池は水素と酸素の化学反応により電気をつくります。

家庭以外での使い道もたくさんあるのね！省エネ！

etc.

燃料電池ってなんですか？燃料電池は、水素と酸素から電気と熱（お湯）をつくる発電システムです。

3 4

一酸化炭素が、触媒に使用している白金（pt）を傷めるからだよ！

なんで一酸化炭素を取り除いているの？

電子

SOFC PEFCSOFCは

一酸化炭素も使えるから除去する必要がないのよ！

電解質（セラミック膜）

水 水

水素一酸化炭素除去

電解質（高分子膜）

家庭の味方“SOFCとPEFC”家庭の味方“SOFCとPEFC”

燃料電池には、電解質の違いなどによって種類がいくつかあります。発電原理は同じですが、それぞれ特徴があります。家庭用にはＳＯＦＣ（固体酸化物形燃料電池）とＰＥＦＣ（固体高分子形燃料電池）が適しています。

エネルギー豆知識❷

SOFCとPEFCはココが違う！※1

酸素

酸素 水素

水水素イオン

酸素イオン

酸素イオン

電子

酸素イオン

電子 電子 電子 電子

水素イオン

水素イオン

電子電子

水素イオン

水素イオン

電子電子

水素

燃料

改質器

水素

水

酸素

電極（燃料極）

電極（空気極）

電極（空気極）

電極（燃料極）

酸素

燃料

改質器

一酸化炭素変成

酸素は空気中にあるものを使うんだ！

ボクたちにまかせて！

2酸素イオンはイオンの通り道である電解質中を通過します。

3燃料極で酸素イオンが水素や一酸化炭素と反応して、水および二酸化炭素を生成します。そのとき放出された電子によって発電します。

1空気極に入った酸素が電極で電子を受け取り酸素イオンになります。

水素イオンが電解質の中を移動します。

2 3

空気極では水素イオンと酸素が結びついて水を生成します。

1

燃料極に送り込まれた水素が電極上で水素イオンと電子に分かれます。

電解質 作動温度 発電効率 用　途 特　長 電解質 作動温度 発電効率 用　途 特　長

小規模（家庭用など）から大規模（発電所など）まで幅広く。

●高効率発電●触媒に貴金属　が不要

小規模（家庭用・自動車電源・携帯電源など）に適しています。

セラミック 700～1000℃ 45～55％ 固体高分子膜 70～90℃

●低温作動●起動停止が　容易

※3

※2 ※2

※1独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）ホームページより　※2上図中央にある、電子を通さずにイオンだけを通す物質※3特許庁「平成18年度特許出願技術動向調査報告書」第1-2-1図　技術俯瞰図より読取。

SOFC

PEFC

35～45％※3

家庭用燃料電池の代表選手SOFCとPEFCを比べながら見てみよう！

SOFCは、酸素イオンが

水素や一酸化炭素と反応し電気と熱（お湯）をつくります。

燃料電池はどうやって電気をつく るの？

5 6

電気

お湯

燃料電池ユニットから

電気！

貯湯ユニットから

お湯！

このままいくと石油の寿命は40年！？このままいくと石油の寿命は40年！？

私たち日本人の暮らしを支えているのは、ほとんどが海外から輸入される石油や天然ガス、石炭などの化石燃料。その埋蔵量には限りがあります。

エネルギー豆知識❸

SOFCシステムの全体構造

スタックの中には電気をつくるセルと呼ばれるパーツがたくさん入っているんだよ。

ここで水素をつくります。 空気を送ります。

ここでお湯をつくります。

補助給湯器です。

ここで電気をつくります。

100ボルトの電気に変えます。石油 天然ガス 石炭

40.5年63.3年

147年2050年には石油が…

■世界のエネルギー資源可採年数

セル

お湯を貯めます。

自分の家で使う電気と熱（お湯）を自分の家でつくります。しかも環境に　　優しいんだよ！　　

出典:資源エネルギー庁 「日本のエネルギー2008」

SOFCの中身はどうなっているの？燃料電池ユニットと貯湯ユニットの2つから構成されています。

7　 　8

貯湯ユニット

家庭用燃料電池ユニット

SOFC

SOFC

電気の供給

お湯の供給

1

3

SOFCってどこがスゴイの？

うれしい低コスト

空気を汚さず環境にやさしい

●SOFCは、燃料電池の中でも最高の発電効率で、幅広い用途があります。

　■家庭用小型電源、ビルや工場などの電源、　火力発電所の代替用などに使われます。

●化学反応を進めるための白金触媒が不要です。

　■高価な貴金属を使わないのでコストを　低く抑えられます。

●燃料改質には発電する際に出る高温の排熱を利用できます。

　■外部から熱を与える必要がないので　　高効率です。

SOFCは水素と酸素の化学反応によって発電するため、従来の化石燃料を燃やして発電する機器と違い、大気汚染の原因物質（NOx、SOx）がほとんど発生しません。だからとてもクリーンで環境にやさしいのです。既存の機器に比べてCO2も35.2％※2削減されています。

メリット

メリット

設置しやすい省スペース高温の排熱が得られるので貯湯温度も高く、貯湯層がコンパクト。マンションなどの集合住宅での設置も可能になります。水素だけではなく一酸化炭素でも発電ができるので、改質器を簡素化でき、燃料電池ユニットもコンパクトに。

SOFCは、地球にも私たちの暮らしにも、やさしいことがたくさんあります。

2メリット

※1 家庭の電力および給湯需要へ燃料電池システムから供給した電気とお湯の割合。（実証研究における平成20年度設置機の平成21年1月～平成21年12月の実績）

電気の供給量

66.2%

お湯の供給量

67.2%

※1

※2 （実証研究における平成20年度設置機の平成21年1月～平成21年12月の実績）

9 10

近い未来には一家に

一台、みんなのおうち

でも使える日がもうす

ぐやってくるよ！

助

成助

成

実証研究実施体制

一般家庭等への設置

●本事業は、独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構法第15条1項第3号に基づく助成金により実施しています。

新エネルギー・産業技術総合開発機構〈NEDO〉

新エネルギー財団

経済産業省

評価・分析、技術課題抽出 運転データ

運転データ 設置運転事業者

SOFCの実用化に向けて、どんなこ とをしていますか？SOFCシステムの実用化をめざし、実証研究が進行しています。

県別の設置先件数を示したものです。（但し、同じ設置先でシステムを入れ替えした場合は、入れ替えした台数分を計上しています。）

平 成 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23～

固体酸化物形燃料電池実証研究

■燃料電池の導入・普及に向けた国の施策

定置用燃料電池実証研究 民生用燃料電池導入支援補助金定置用燃料電池大規模実証事業

大阪ガス

東京ガス

北海道ガス

西部ガス

東邦ガス

東京電力東北電力ＪＸ日鉱日石エネルギー

TOTO

9社

設置・運転事業者 燃料種

都市ガス

都市ガス

都市ガス

都市ガス

都市ガス

都市ガス都市ガスLPG灯油

都市ガス

3種

H19年度 H20年度 H21年度 H22年度20ーー3ーーー1ー1ーーーーー11ー2ー29

定格出力

0.7kW

0.7kW

0.7kW

0.7kW

0.7kW0.7kW0.7kW0.7kW

0.7kW

0.7kW2kW8kW

25ーー2ーーー1ー1ーーー1ー212ー136

1223ーー42ーー1ー11ー111416ーー67

ー412ー11ー1ー2ー222ーー27110ーー101

5764251521232332214441821233

メーカー

京セラトヨタ・アイシンTOTO京セラ

トヨタ・アイシンガスター・リンナイ

TOTO京セラ

トヨタ・アイシン京セラ

トヨタ・アイシントヨタ・アイシン日本特殊陶業京セラ京セラ

ＪＸ日鉱日石エネルギー

TOTO

6社9機種

台数 合計

実証試験サイト一覧

京都21件大阪43件

福岡8件

奈良34件 愛知5件

新潟2件

群馬2件

和歌山1件香川1件

広島1件

兵庫30件佐賀1件

鹿児島1件

埼玉4件東京18件

山梨1件 千葉1件

神奈川46件

北海道5件

長野2件

宮城2件

福島3件

茨城1件

平成19年度

平成20年度

平成21年度

平成22年度

67台

101台

36台29台

設置台数アップ！

11 12

私たちが作っています！

ガスター・リンナイは、地球に優しい技術開発、よりクリーンで使い易い製品の提供の為に、燃料電池の開発を進めており、09年度からSOFC発電システムを一般住宅に設置して実証試験を行っています。実証運転を通じて、省エネ性の検証を行うことは言うまでもなく、実用化の為の課題を抽出し、総合熱機器メーカーとして、お客様の立場に立った｢より快適で、よりくつろぎ易く、より安心な｣システム開発に取り組んで参りたいと思います。

株式会社ガスター／リンナイ株式会社

京セラは、平成19年度に25台、平成20年度に30台、平成21年度に14台のシステムを提供し、実証研究に参加しております。本実証研究において多数台の評価を行うことで、実際のご家庭で使用される環境下での課題抽出を迅速に行えるようになり、商品化を進める上で極めて重要なデータが得られます。皆様に安心して安全にお使いいただける装置を少しでも早く開発できるよう、一層の努力を続けてまいります。

京セラ株式会社トヨタ自動車株式会社／アイシン精機株式会社は、平成２１年度は３０台、平成２２年度は５８台のシステムを日本各地に設置し、様々な使用条件、環境条件の下での導入効果、商品性、および信頼・耐久性の検証を行います。本実証研究で得られるデータを基に、低炭素社会の実現に貢献し、お客様に喜んで頂ける製品の早期実用化に向け開発を加速したいと考えています。

トヨタ自動車株式会社／アイシン精機株式会社

ＴＯＴＯは独自の湿式法による低コストセル製法を基盤技術として、ＳＯＦＣシステム用スタック・モジュールの商品化を進めており、０７年度は業務用２台、０８年度は業務用１台・家庭用２台、０９年度は家庭用６台、１０年度は家庭用１０台で実証研究に参画しています。この実証研究で得られた実環境での運転データや知見を開発にフィードバックし、ＳＯＦＣシステムの早期実用化を図り、家庭や小規模業務分野でのＣＯ２削減や省エネに貢献したいと考えています。

TOTO株式会社

東邦ガス株式会社

ＪＸ日鉱日石エネルギー（株）は、燃料としてLPガス（プロパンガス）と灯油を用いる2種類のSOFCシステムを実証研究開始初年度から提供しています。提供台数は平成19年度から平成21年度で累計20台、4年目となる平成22年度は28台の石油系燃料仕様のSOFCシステムを提供いたします。燃料の特色を生かして日本全国にSOFCシステムが導入できるよう、そしてお客様に喜んでいただけるよう取り組んで参りたいと思います。

JX日鉱日石エネルギー株式会社

ユーザーの声

大阪ガス株式会社

燃料電池のモニターを開始してから半年を超え、リモコンの発電の表示を見るたびに省エネ・CO2削減による地球環境への貢献を感じています。不要な照明を積極的に消すなど、家族の意識も省エネに向いてきて、家内も実際に光熱費が下がっていて大変助かると言っています。このようなSOFCは、今後の日本に広く普及して欲しいと期待しています。

◎設置日：平成２２年２月３日◎メーカー名：トヨタ自動車株式会社　　　　　　アイシン精機株式会社◎燃料種：都市ガス

ユーザーの声

北海道ガス株式会社

SOFCの効率は発電所に負けないくらい高いということですが、小さなボディにそのような機能が詰まっているなんて驚きです。しかも、発電時の熱はお湯として使えるので光熱費はグンと下がるし、何より快適にエコに貢献できるのが良いですね。子供たちの未来のためにも、早く普及して欲しいです。 ◎設置日：平成22年9月13日

◎メーカー名：トヨタ自動車株式会社　　　　　　アイシン精機株式会社◎燃料種：都市ガス

ユーザーの声

東京電力株式会社

普段は何気なく使っていた”電気”や”お湯”ですが、燃料電池を導入してみると、「今日はどのくらい発電したのか」とか、「お湯を大切に使ったのか」を気にしてしまいます。燃料電池発電システムの設置は、コンセントの向こう側とこちら側をつないで、我が家のエネルギーと暮らしを考える良い機会になります。

◎設置日：平成21年11月30日◎メーカー名：京セラ株式会社◎燃料種：都市ガス

◎設置日：平成21年11月30日◎メーカー名：京セラ株式会社◎燃料種：都市ガス

ユーザーの声

東北電力株式会社

ＳＯＦＣを設置して１年。その間大きなトラブルもなく、順調に発電しています。どのように給湯を使用すれば効率が良く省エネになるか多少分かってきて、毎月の電気・ガスの検針票を覗きながら家族で話し合っています。地球環境問題の解決に貢献できるＳＯＦＣの普及に期待しています。

日本特殊陶業は自動車用ジルコニア酸素センサの量産化で培った機能性セラミックス技術と電子回路技術を駆使し、高効率でクリーンな次世代の発電システムであるSOFCの開発を進めております。実証研究には平成22年度に2台を提供し、実使用環境下における技術課題の抽出を通して、地球環境保護に貢献し、お客様に喜んで戴ける製品に仕上げるべく開発を一層推進して参ります。

日本特殊陶業株式会社

家計簿

ユーザーの声

東京ガス株式会社

SOFCを設置してから、リモコン画面に表示される電力消費量や貯湯の量を頻繁に見たり、排熱や給湯の量をチェックしたりするのが日課になりました。「あ、お湯が貯まっているな。風呂のお湯張りをするか。」「エアコン消しているのに電力消費がけっこうあるな。何が原因だ？」「今日はずいぶん省エネだったな。よし。」などと、自分がこんなに一日に何度も省エネのことを考えるようになるとは、驚いています。

◎設置日：平成22年9月8日◎メーカー名：トヨタ自動車株式会社　　　　　　アイシン精機株式会社◎燃料種：都市ガス

ユーザーの声

TOTO株式会社

燃料電池システムが設置されて、家庭で発電ができ、ＣＯ２削減にも貢献できている事に満足しております。音も静かで気になりません。リモコンがキッチンのそばに設置されているので、発電電力と貯湯タンクのお湯の状況を見ながら、改めて「お湯と電気を大切に使わせていただかなければ」と考えるこの頃です。

◎設置日：平成21年9月9日◎メーカー名：ＴＯＴＯ株式会社◎燃料種：都市ガス

ユーザーの声ＳＯＦＣを導入し3ヵ月が経過しました。導入前と導入後ではなんら生活は変わっていません。なんのストレスも感じず普段どおりの生活で、いつの間にか地球環境に貢献していることは誠に気持の良いことです。また、燃料電池の話題から環境の話題等、家族の会話が増え、併せて家族の間に省エネルギーの意識も生まれてきました。

◎設置日：平成２２年８月３１日◎メーカー名：ＪＸ日鉱日石エネルギー　　　　　　株式会社◎燃料種：ＬＰガス

ＪＸ日鉱日石エネルギー株式会社

ユーザーの声

東邦ガス株式会社

ＳＯＦＣは電気とお湯を合わせた総合効率が高いのが魅力ですね。温暖な時期なら、ほとんど補助給湯器が作動することなく入浴できました。快適な暮らしを我慢することなく、自然に省エネ生活ができる所がすばらしいと思いました｡今回の実証研究が、ＳＯＦＣの早期普及に役立つことを期待しています。 ◎設置日：平成２２年６月１４日

◎メーカー名：日本特殊陶業株式会社◎燃料種：都市ガス

省エネ

ユーザーの声

西部ガス株式会社

SOFCを導入し、初めての冬を迎え暖房器具が一日中活躍する時期となりました。どの位の省エネ効果と家庭での電気代の節約が出来るのかが非常に楽しみです。実証実験も終盤という事で、実用化され商品として一日もはやく日本中で使用される事を期待しています。

◎設置日：22年9月16日◎メーカー名：トヨタ自動車株式会社　　　　　　アイシン精機株式会社◎燃料種：都市ガス

SOFCのある生活実証実験ではSOFCシステムが実際にご家庭に設置されて利用されています。運転データや使用実感は商品化のための開発に役立てられています。

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