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【ＩＮＤＥＸ】 ★気象データによる省エネ－（２月２１日） New！！ ★コジェネ－熱電併給システム－（２月１３日） ★カーボンフットプリントの課題（１２月２１日） ★カーボンフットプリントの現状（１２月８日） ★カーボンフットプリントとは何ですか？（１２月１日） ★日本のピーク電力値の推移から分かること（１０月５日） ★蓄電の必要性と各法の比較（９月１３日） ★照明－各種光源の劣化メカニズム－（１月４日） ★CO2リサイクルと言うアイデア（１２月１４日） ★地中熱利用システムの住宅（１１月１１日） ★太陽熱温水器のすすめ（９月１４日） ★石油埋蔵量は富士山の半分しかないとは（９月９日） ★温室効果ガスと温暖化ガス（８月３０日） ★省エネ革新例 その２：電気自動車（８月１７日） ★省エネ革新例 その１：HDD(ハードディスク)（８月１０日） ★節水（３月１日） ★ヒートポンプ ＮＯ．２（２月２６日） ★電動機（モーター）の省エネ（２月８日） ★電動機（２月４日） ★スチームの省エネ（２月１日） ★新成長戦略について（１月１９日） ★省エネ法の改正（１月１４日） ★エネルギー量の計測（１月４日） ★ボイラーの省エネ運転／過剰空気の調整など（１２月２４日） ★使用電力の「見える化」による省エネ事例（１２月８日） ★太陽電池（１２月２日） ★使用エネルギーの見える化（１１月１２日） ★蓄熱技術（１１月５日） ★リジェネバーナ（１０月２６日） ★空気圧縮機（１０月２４日） ★全熱交換器（１０月１６日） ★グリーンＩＴ（１０月１４日） ★ＬＥＤ照明（１０月１３日） ★インバータ（１０月６日） ★ヒートポンプ（１０月１日） ★炭酸ガス削減対策と対策費用（９月３０日） ★トヨタ生産方式（９月１６日） ★潜熱と顕熱（９月１４日） ２０１１年１月４日／岡村 ★照明－各種光源の劣化メカニズム－  ２０１０年１２月１４日／岡村 ★CO2リサイクルと言うアイデア 一つは、東北大・橋本先生らの提唱する、太陽光発電で得た電力で水を電気分解し水素を得、これを回収したCO2と反応させてメタンを合成するというアイデア。一例として、日本でCO2を回収し、日照量の多いサハラ砂漠まで運んで、ここに設置した太陽光発電装置からの電力で得た水素と反応させて、メタンを得、これをLNG並みに液体として船で日本まで運んでくるというもの。 実証プラントをエジプトにて稼働させデータも得ている段階。 CO2の回収拠点は、火力発電所が先ず考えられる。ドライアイスにして運ぶのかな。 研究課題は、水電解の電極、メタン合成の触媒開発である。 もう一つは、根岸先生（ノーベル化学受賞2010)の発言にある光合成を人為的に行えるようにするというもの。 2010/12/6日経記者とのインタビュー記事から CO2と水からブドウ糖を得る化学反応を可能にすればよいと言う。この場合、触媒がキーとなる。遷移金属(Fe、・・・）を利用するなどが浮かぶと仰る。これが実現すれば、CO2を減らすのではなく、増やせとなる。 熱利用の住宅は、従来の冷暖房機器ように過度な温度環境を作ることがないため、冷暖房による体調不良など現代病を生む環境を避けることにもつながります。  ２０１０年１１月１１日／田中 ★地中熱利用システムの住宅 地中熱利用システムとは、「地中熱」を利用し換気を行いながら、温度の緩和と空気の浄化を行う24時間計画換気システムです。 地中熱利用システムの住宅の例を図及び次に示します。 年間を通して地域の年間平均気温とほぼ同じ温度の地下５ｍの特性を利用し、地下に垂直に埋設したパイプ内に外気を通して熱交換を行い、 夏は涼しく、冬は暖かい空気を住宅の室内に送り込むことで、なるべく冷暖房機器に頼らずに「心地よい」温熱空間を実現するものです。 地中熱利用の住宅は、従来の冷暖房機器ように過度な温度環境を作ることがないため、冷暖房による体調不良など現代病を生む環境を避けることにもつながります。 ■地中熱利用の一般住宅（120㎡）における効果（参考値）   ２０１０年９月１４日／岡村 ★太陽熱温水器のすすめ １．設置状況、家庭エネルギーへの寄与率 太陽温水器は、偶々私も、昭和57（1982）の７月に自宅の屋根に設置して、今日まで一寸した手入れは必要でしたが28年間順調に使用してきており、まだまだ10年やそこら使えそうな優れ物です。 念のため、普及率を調べると、全国平均が、25%です。一戸建て戸数が2,500万戸で、累計設置台数が650万台です。 普及率は、地方によって、相当異なります。九州、四国は、60%もある、いわゆる普及先進地域です。北海道、東北のような、冬の凍結が通常見られる地域は、低くても、さもあらんと思いますが、東京、神奈川に代表される関東では、10~20%と低い。但し、これは、一戸建て住宅数に対する比率。 国際比較をしてみましょう。イスラエルは、段突の普及国で、なんと、太陽温水器の普及率は70%（90万戸/120万戸）です。世界でも有数の太陽日射好条件にあるのも、理由です。その他では、中国の普及がめざましいです。 統計によると、日本では１990年が利用のピークで、現在では、6割近くまで低下しています。エネルギーは、75万kL原油相当となっています。これは、たかだか約90万kwの発電機が、年間に発電したエネルギーにしか相当しません。 これは、大変な機会損失と思います。設置条件を満たしていながら、未だの方には、強く設置導入をお勧めします。 用途の殆どが、風呂に代表される給湯だと思いますが、その家庭における寄与率を見てみましょう。一般家庭に於ける消費エネルギーの内、給湯用は16GJ/世帯2005年と集計＊されています。今、平均的な家庭用温水器の集熱量は、2.0×106kcal/年 = 8.4GJ/年とおけますから、給湯用エネルギーへの寄与率は、52%となります。給湯エネルギーは、家庭全体の約33%*ですから、家庭全体に対しては、0.52×0.33 = 0.17、20%弱の寄与率と言うことになります。 ＊：省エネルギー便欄、省エネルギーセンター（2007） これから、導入しようとする人にとっては、太陽温水器の耐久性が最大の関心事となるでしょう。私の経験から、一寸した心得さえあれば、間違いなく、20年~30年は保つでしょう。腐食、故障する個所が殆ど無いからです。 ２ 導入資金補助制度の現状 最近では、東京都の補助金制度が話題になりましたが、東京都以外に、複数の自治体、国の補助金があります。 神奈川県 自然循環型：4万円 強制循環型：8万円 相模原市 自然循環型：2万円 強制循環型：4万円 海老名市 強制循環型に対してのみ3万円 清川村 導入費用の10% 国（環境省） 家庭用太陽熱利用システム普及加速化事業 太陽熱利用システム（強制循環式の太陽熱温水器）のリースを行う事業者に対して、太陽熱利用システムの設置経費を補助する制度。補助金の上限額は、機器購入費・工事費の1/2 ≪投資効率≫ 投資は、どの様に回収できるか、計算してみましょう。 投資額は、代表的な自然循環型の太陽温水器(3m2)では、30万円（本体価格：15万円、設置工事費：15万円）とします。ガスボイラーの代わりをすると想定して、ガスに換算して、いくら集熱できるかを見ます。東京近辺では、年間を平均して、5,600kcal/日と、言われています。年間では、5,600×365 = 2.04×106kcalを得ます。都市ガスの発熱量は、ボイラー効率(80%)を考慮して、11,000kcal×0.8 = 8,800kcal/m3となります。 2.04×106kcal/8,800 = 230m3/年の都市ガス相当のエネルギーを得たことが分かります。 都市ガスは、現在、約100円/ｍ3ですから、230×100 = 23,000円/年を稼いだことになります。投資額に対する金利を、計算を簡単にするためゼロとすると、回収に要する期間は、30/2.3 = 13年となります。装置の寿命が、30年とすると、17年間分は、正味の利益になりますから、2.3×17 = 39.1、即ち、39万円稼ぐことになります。嘗ては、預金金利は数%ありましたから、20, 30年の満期で、元金の倍になっていたと言うような記憶をお持ちの方が多いでしょうが、大体その感じの投資と言うことが分かります。 補助金が得られれば、概ね10%は楽になる計算です。 地球温暖化にどれだけ寄与したかは、皆さんで計算してみて下さい。 ３ 構造、動作原理、利用形態 太陽温水器には、自然循環型/強制循環型、単体設置型/システム型等数種類あります。ここでは、最も普及している単体設置の自然循環型で説明します。 図（太陽温水器の構造）は、構造を示します。  出展：ソーラーシステム振興協会(http://www.ssda.or.jp)より 集熱体が、太陽エネルギーを吸収し、これに熱伝導性の良い金属パイプを接触させて、その中を、水を自然循環（温度差→比重差を利用）させて、加熱するのがこの装置です。集熱面積は、3ｍ２、水量は、230~260Lが平均的です。 集熱体は、ステンレスに黒色塗装、黒色めっきが施されております。黒色皮膜は、太陽光の、0.2~2μmの波長を良く吸収し、自らの放射光の少ない、いわゆる選択吸収膜が選ばれます。実際には、性能と、価格から、塗装膜が選ばれる場合が多いようです。 これを、保護するのが、透過体で、ガラス板が使われます。タンクの保温には、発砲プラスチックが使われています。外装材は、ステンレス、塗装亜鉛めっき鋼板などで、長期耐食性を得る設計となっています。 選択吸収膜の太陽光吸収率は、90%以上と高いですが、装置としての、太陽エネルギーの集熱効率は、60%が標準的です。太陽光発電の効率の3倍に相当します。 一日のサイクルを見れば、朝、水を揚げ、夜落とすという使い方になります。 風呂に使う場合は、図（お風呂での使い方）のように、追い炊きとのセットが、便利で、合理的です。横浜市にある自宅で使っての印象では、晴れの日であれば、3~11月は、殆ど追い炊きは不要、12～２月は、時々追い炊きが必要と言う感じです。日常生活では、天候への関心が高まり、自然とのつき合いが深まるのも事実です。   ４ 設置、運用 太陽エネルギーを最も効率よく吸収するためには、集熱面を太陽光の入射角度に常時垂直に向けて設置する必要がありますが、実際には、冬場の日中に効率よくなるように、屋根の傾斜とか、体裁も考慮して、角度を決めます。参考までに、太陽の入射角度（日南中高度）の余角を表（太陽の入射角度の余角）に示します。  運用上大事なことは、勿論、偶にですが、気軽に様子を見たり、手入れが出来るような場所に設置することです。殆どは、屋根に設置されますが、半年に一度は、ガラス面を水で洗ったり、気がついたら外装部品の、一寸した錆を気軽にタッチアップしたりすることで、寿命は延びる物と思います。20年、30年ほったらかしでは、やっぱり心配です。 ５ 今後の課題（主にメーカへの要求） ・ 家庭用の標準的な装置で、本体重量が、100kg前後、満水時で、330~360kgの重量になります。建物の耐震性との関係で、その影響度を評価しておく必要があります。 ・ より単価を下げて頂きたい。本体の価格に比して、設置工事費が割高の印象が強い。より設置しやすい工夫、設計が求められる。 ・ 寿命を更に延ばす改善が期待される。建屋の寿命並を目指していただきたい。当然、補用部品は、この期間、確保していただきたい。家電品並に、7年なんて言わないで頂きたい。 ２０１０年９月９日／岡村 ★石油埋蔵量は富士山の半分しかないとは  出典：JAXA 陸域観測技術衛星「だいち」による富士山の写真 石油埋蔵量は富士山の半分も有るというか、半分しかないと言うか 先般、自然エネルギー国際フォーラム2010がパシフィコ横浜であって、基調講演で、「石油埋蔵量が富士山の体積の半分に相当する」という下りがあった。 この様な、身近な対象物を引き合いに出しての説明で、そんなに少ないのかと驚き、本当かと納得できるレベルまでチェックすることにした。 身近にあった省エネ便欄2007(省エネルギーサンター)の統計によれば、石油埋蔵量は1.2兆バレル。バレルは、159リッタ(0.159 m3)だから0.19兆m3である。 一方、富士山の体積は、裾野から全部含めて、1400km3、標高1000m以上の頭の部分が220km3と報告されている。後者の220km3は0.22兆km3であり、ほぼ、同体積であることが分かる。 概ね、基調講演の半分という表現は正しいことが分かった。 次に、もう少し具体化してみることにして、世界の人口当たりの分け前を計算した。環境対策において常に南北問題化している現状から、世界人口で割ってみて、再度驚いた。 いわゆる先進国人口6億人で割ると、約30m3/人、全人口、68億で割ると、約300m3/人となった。いかにも少ないのである。皆様はどう思われますか。 天然ガスも、状況は変わりない。 直近での省エネを進めると同時に、代替エネルギー（非石油エネルギー）開発を本気で推進することが大事と思われませんか。民間も、そしてより強く国の実行が望まれると思われませんか。 地球温暖化防止に役立つことは言うまでもありません。 ２０１０年８月３０日／岡村 ★温室効果ガスと温暖化ガス 京都議定書等では、温室効果ガスを、地表面から放出される赤外線を吸収して後改めて赤外線を放出するガスの内水蒸気(H2O)を除いたガス、即ち炭酸ガス(CO2)、メタン(CH4)、一酸化二窒素(N2O)、ハイドロフロロカーボン類、パーフロロカーボン類、6フッ化硫黄(SF6)と定義している。尚、大気の主成分である窒素、酸素は赤外吸収も無ければ放射も無い。 しかし、物理的な意味の温室効果が最も大きいのは濃度が高い(1~3%)水蒸気なのである。冬の放射冷却がそれをよく示している。 因みに、炭酸ガス濃度は0.036%(360ppm)である。 炭酸ガス濃度は、産業革命時(280ppm)から現在迄上昇してきており、人類の活動に伴う化石燃料消費量の様子と符合することから、 気温上昇の主要因が炭酸ガスだと見なされ温暖化ガスと言われている。 水蒸気は、水蒸気/水/氷 と温度によってサイクルが起こる故、濃度変化は過去から現在まで普遍と見なされ温暖化ガスとは見なされていないのである。 ２０１０年８月１７日／岡村 ★省エネ革新例 その2：電気自動車 神奈川県も普及促進に力を入れている電気自動車(EV electric vehicle)の省エネ性は本当にすばらしい。 現行エンジン車、トヨタが先導し市場を快走しているハイブリッド車(HV hybrid vehicle)と比較して下表にエネルギー効率を示す。 現行エンジン車に比較して、HVはたかだか数10%の改善に過ぎないのに、EVは、300%を超える改善なのである。要するにCO2排出の燃費は1/3以下なのである。この差を引き出すのは、燃焼エンジンとモーターのエネルギー変換効率の違いである。 目下の電気自動車の最大の課題は、エネルギーを溜める電池の性能（電気容量密度、寿命）、製造価格、資源（Li,・・）である。期待を持って進展を見守りたいですね。  ２０１０年８月１０日／岡村 ★省エネ革新例 そのⅠ：HDD(ハードディスク) 今や、IT社会のインフラの一つとなっているHDDの省エネへの進化は特筆に値する。 初号機（ＲＡＭＡＣ３５０）は、1956年、サンフランシスコから約80km南東に位置するサンノゼ(通称シリコンバレー)のIBM社の広大な敷地の一角にある新しい工場で誕生している。 写真に示す直径24インチ(600mmφ)のディスクを50枚重ねてなる一種の重機械で、記憶容量は5MB(メガバイト)、スピンドルに1.5HP(750W×1.5)、ヘッドアクチュエータに1/3HP(750W×1/3)の駆動用モーターを使用していた。 54年経過した現在、代表的HDDの容量は、3.5"HDDで2TB(2×106MB)、消費電力は2Wである。消費電力は1/1000に省エネ化し、記憶容量は40万倍に増大している。 単位エネルギー当たりの記憶容量は、40万×1000 = 4億、即ち4億倍に向上している。 そして、さらなる進化を遂げようとしている。  出展:日本HDD協会(IDEMA)主催展示会 ２０１０年３月１日／岩崎 ★節水 企業にとって、燃料や電力などのエネルギーとともに、節水による用水コストの削減は重要です。 水の値段は、上水（水道水）の単価に下水処理の単価も上乗せされて請求される事が多いです。 例えば横浜市では、１００ｍ３の使用では 水道料金２１，２０１円、下水料金１７，３４６円、計３８，５４７円 請求されます。 用水使用量の削減方法として次の５項目の視点が大切です。 １、一過式を循環使用にする。例えば、熱交換器などの冷却水は冷却塔で冷やして循環使用します。 一過式に比べて使用量を１／５ 以下に出来ます。 ２、一過式をカスケード使用にする。 例えば排水を一過式で捨てるのでなく、更に水質要求レベルの低い工程で再使用します。 ３、再生処理をして再利用する。 再利用水の使用目的を明確にして、使用先で要求される水質とのバランスに配慮することが肝要です。 再生処理法には、一次処理（沈降分離、ろ過）、二次処理（生物処理）、三次処理（活性炭処理、オゾン処理、 膜ろ過、UV処理）などがありますが、出来るだけ単純な処理法を選択しましょう。 再生処理法の採用比率（水量ベース）の例を示します。  ４、使用水量を削減できる洗浄法やプロセス条件を検討する。 例えば、軸封のフラッシングが不要なポンプに変更したり、前工程の湯染の温度をあげて洗浄効果を上げて水洗を 不要にします。 ５、雨水などを活用する。 例えば、敷地に降った雨を貯水槽に貯め、冷却水やプロセス水として利用します。 ２０１０年２月２６日／岩崎 ★ヒートポンプ（２） ヒートポンプについて、2009．10.1付の一口メモで、エコキュートの例をご説明しました。 ヒートポンプは、冷凍システムを利用して、大気や水中から熱を吸い上げる技術です。 下の図に空気（熱源）から熱を吸い上げて、利用側に熱を供給する場合、例えば暖房の場合、を示します。 電気エネルギーで圧縮機と冷凍システムを稼働し、吸収した熱の温度レベルを高くし、吸収した熱を有効利用できる技術です。  ヒートポンプの効率は、成績係数(COP=目的地に運ばれたエネルギーと投入エネルギーの比)で評価いたします。 高効率ターボ冷凍機では、定格出力でCOP＝5.7～6.5と非常に高く省エネ性の優れたシステムになっています。 またインバータを搭載したターボ冷凍機では、負荷の少ない運転時の消費電力を大幅に節約でき、年間平均のCOPが10を超える例があります。 政府の総合科学技術革新会議でまとめた「環境エネルギー技術革新計画」では、2030年にはCOPを現状の1.5倍にする開発目標が制定されています。 ヒートポンプを応用した家庭用機器では、ルームエアコン、冷蔵庫、ヒートポンプ給湯機、ヒートポンプ洗濯乾燥機などがあります。 産業用では、高温化技術が開発中であり、120℃の熱風を発生するヒートポンプが製品化されています。 ２０１０年２月８日／岩崎 ★電動機（モータ）の省エネ モータは電気機器のいろいろな所、例えばポンプ、圧縮機、冷凍機など、に使われています。 省エネルギー運転のために、次の事に注意し、運転しましょう。 １）モータの運転負荷は、６０～１００％程度を心がけましょう。 稼働中のモータ負荷の状態を測定し、軽負荷のモータは取り換えるなどをおこなって、適性な負荷にしましょう。 下図にモータの特性曲線の一例を示します。  電動機の特性曲線例 （２．２ｋｗ、３Φ、２００ｖ、５０Hz） ２）間欠負荷の時は、空運転をやめましょう。代わりにインバータ制御をとりいれ 始動時・低速運転時もそれに見合った電圧・周波数で効率的な運転をしましょう。 ３）モータの定格電圧・定格周波数での運転をしましょう。 定格電圧２００Vのモータでは、２１０Vで運転すると、効率が約１％低下します。 ４）力率の改善に努めましょう。 力率が悪いと電源設備が増大して損失が増加し、負荷の端子電圧が低下します。 力率改善には、力率改善用コンデンサーを接続しましょう。 ５）モータの伝導効率を良くしましょう。 ２０１０年２月４日／岩崎 ★電動機 熱関連の省エネを検討するとき、保温の破損等のよる放熱ロスを防ぐことが大切です。 電動機は、電気エネルギーを機械エネルギーに変換する電力機器です。 モータをもちいて、ポンプ・圧縮機・かくはん機・旋盤 など回転機器を駆動します。 モータにはいろいろな種類があります。一例を図に示します。  たとえば、永久磁石などの磁場のなかで、コイルに電流を供給してすると、力が発生します。 この力を電磁力といいます。この力を利用して回転運動を行わせポンプなどを駆動います。  実際には、モータをポンプなどに連結して利用しますので、モータの効率とともに連結法の種類・効率も関係しますので、機器全体の効率を最適にする必要があります。 三相誘導電動機では、定格負荷に近い部分で最大効率が得られるように設計されていますので、一般には６０～１００％負荷で運転するようにしましょう。 電動機の連結法と力の伝導効率はつぎのとおりです。複雑な伝導装置は避けるようにしましょう。
２０１０年２月１日／岩崎 ★スチームの省エネ 熱関連の省エネを検討するとき、保温の破損等のよる放熱ロスを防ぐことが大切です。 例えば上記温度約150℃の0.5MPa（5ｋg/ｃｍ２）スチームの場合、80Aのガス管の時、保温をしていない裸配管1ｍから約500kcal/hrの熱量が放熱で損失します。 これを例えば保温厚さ25mmの断熱材で保温すると90kcal/hr程度の放熱となり20%以下の放熱量の削減となります。 スチームの省エネとして、次の事を検討してください。 ≪蒸気送気時のロス対策≫ １．蒸気が漏れているところはないか？ ２．保温不良個所は修理しているか？ ３．不要な蒸気配管は撤去等されているか？ ４．過剰送気圧になっていないか？ ５．工場停止時、蒸気元弁は閉まっているのか？ ６．ドレンを含んだ蒸気を供給していないか？ またスチームドレンはまだ大きなエネルギー（顕熱）をもっています。 ドレンを有効に利用することも省エネの重要な視点です。 ドレンの利用法として次の事を検討してください。 ≪スチームドレンの回収法≫ １．ボイラーの給水に戻す。 ２．プロセスで必要な温水や洗浄水として使用する。 ３．プロセス流体の加熱に利用する。 ４．フラッシュ蒸気の利用。 ２０１０年１月１９日／岩崎 ★新成長戦略（基本方針）～輝きのある日本へ～ 昨年１２月３０日に基本方針が閣議決定され、経済産業省の施策が「早期実行プロジェクト２５」として取りまとめられました。 ６つの戦略分野からなりますが、環境・エネルギー分野の内容は次のとおりです。 中小企業の皆様も、ESCOを活用した省エネルギー設備の検討や太陽光発電など新エネルギーの更なる利用を検討されればと思います。 「グリーン・イノベーションによる環境・エネルギー大国戦略」 １）グリーン・イノベーションの集中的研究開発と事業化促進 （LEDなど高効率照明、新材料パワー半導体、カーボンナノチューブ、太陽光発電システムなど） 低炭素社会の実現に不可欠な部材の開発など、革新的な環境技術開発の前倒しを推進する。 平成２２年度予算 ２６７５．８億円、平成21年度2次補正 １７２．６億円 ２）低炭素投資に対する支援スキームの創設（立地補助、政策金融等） 低炭素型雇用創出産業の国内立地の推進、低炭素関連産業への「中長期・低利」の資金を供給できるスキームの創設および中堅・中小企業等の多くが利用するリース取引による省エネルギー設備等の導入を促進するためリース取引に係わる信用力補完のための保険制度を創設する。 平成２２年度予算 ８１．７億円、平成２１年度2次補正 ２９７．１億円 ３）日本の環境配慮型最先端技術によるインフラ／システム輸出支援 ２０１０年１月１４日／岩崎 ★省エネ法の改正 今年の４月より、エネルギーの使用の合理化に関する法律（省エネ法）が改正されます。 主な改正点は次のとおりです。 （１）規制体系が工場・事業場単位から企業単位へ 事業全体（本社、工場、営業所、店舗等）の年間のエネルギー使用量（原油換算値）を合計して1,500ｋｌ以上となる事業者は、その使用量を国に届け出る必要があり、「特定事業者」の指定を受けなければなりません。 （２）特定連鎖化事業者も新たに規制の対象へ コンビニエンスストア等のフランチャイズチェーン事業について、約款等の取り決め内容が一定の要件を満たし、かつ、契約事業者（加盟店）を含む事業全体の年間のエネルギー使用量が1,500kl 以上であれば、フランチャイズチェーン本部がその使用量を国へ届け出て「特定連鎖化事業者」の指定を受けなければなりません。 （３）報告書等の提出単位の変更 定期報告書、中長期計画書の提出が、従来の工場･事業場単位での提出から企業単位での提出に変更になります。 （４）エネルギー管理統括者等の創設 「特定事業者」及び「特定連鎖化事業者」は、企業全体でのエネルギー管理体制を推進するため、エネルギー管理統括者（企業の事業経営に発言権を持つ役員クラスの者など）とエネルギー管理企画推進者（エネルギー管理統括者を実務面で補佐する者）をそれぞれ１名選任しなければなりません。   事業者への説明会や省エネルギーシンポジューム（実務編）が広く開催されます。 機会を是非利用してください。 ２０１０年１月４日／岩崎 ★エネルギー量の計測 省エネルギーを検討するには、使用エネルギー量の計測が必要です。 使用エネルギーとして、熱エネルギーと電気エネルギーがあります。 事業所で購入するガソリン・軽油・都市ガスなどの燃料と電力使用量は、購入時に計量されています。 しかし、エネルギーの有効利用の検討のためには、熱交換器の検討などでの熱量の計測、空調・照明やモータなどの個別設備の電力の計測が必要です。 熱量の計測には、たとえば熱交換器の検討では温度と流量の計測が必要です。下に温度と流量の主な計測法を示します。   また電力の計測は、下の式に基づき計算しますが、クランプ電力計や省エネナビなどで、比較的容易に計測できます。 P=U×Ｉ×cosφ [ワット；W] U：電圧実効値（Ｖ）、I：電流実効値（Ａ） cosφ ：力率（φは電圧と電流の位相差）  ２００９年１２月２４日／岩崎 ★ボイラーの省エネ運転／過剰空気の調整など ボイラーの燃焼効率を上げ、水を蒸気にするのに必要な熱量を下げるには過剰空気の調整など検討してください。 燃料を燃焼させるために必要な空気量を「理論空気量」と呼びますが、ボイラー炉内での空気と燃料の混合の不均一さなどのため、実際には理論空気量よりも多目の空気が必要です。 実際に使用する空気量と理論空気量の比を空気比といいます。 空気比が大きいほど燃焼ガス温度は下がるので、省エネを考える時「１」に近い方が好ましいです。 省エネ法の「エネルギー使用の合理化に関する判断の基準」では、ボイラーの規模や燃焼炉の形式に応じて標準空気を目安値として示しています。 例えば蒸発量が毎時５トン以上１０トン未満のボイラーでは、液体燃料・気体燃料とも標準空気は「１．２～１．３」とされています。 しかし数値は甘めであり、燃料の噴霧を良くし空気との混合状態をよくする事や安定した燃焼を行うための計装化など検討し、空気比を「１」に近づけることが必要です。 たとえば燃焼炉温度１１００℃で、空気比「１．３」を「１．２」に下げると、約８％の燃料原単位改善となります。 この他、ボイラー給水をスチームドレンで予熱、必要以上の送気圧になっていないか、またボイラー負荷が５０％以下になっていないか、など検討する必要があります。 ２００９年１２月８日／岩崎 ★使用電力の「見える化」による省エネ事例 省エネを進めるには、エネルギー使用量を計測し、検討課題を明確に把握することが大切です。 飲食店での省エネ事例をご紹介します。 先ず使用エネルギー量の見える化による現状分析です。 飲食店には客席と厨房がありますが、各部屋の分電盤に電力センサーを取り付け、照明・空調・換気などに使用した電力をモニターし、時間毎の使用電力をグラフ化し、いつ・どこで・どのくらいの改善可能個所があるのかを具体化しました。 現状分析にもとずき、コントロールできる電力使用と出来ない電力に峻別しました。 コントロール出来ない電力として、冷蔵庫があります。コントロールできる電力として、照明・換気・空調があります。 営業時間内・外 で、コントロールできる電力の削減可能性を検討し、従業員の認識も統一しました。 改善例として、客席の調光タイプの照明スイッチの制御パターンを、従来の〈営業中〉〈全照明１００％〉〈電源ＯＦＦ〉の３パターンに加え、〈閉店作業〉〈デスクワーク〉〈清掃〉など照度を低下させる制御パターンを追加し、きめの細かい操作ができるようにしました。 従業員の意識と行動の改革の成果もあり、約１２％の省エネルギーが達成されました。 ２００９年１２月２日／岩崎 ★太陽電池 地球にとって、太陽エネルギーは生みの親です。太陽エネルギーは、太陽の中で進行している核融合反応で発生したエネルギーです。 太陽エネルギーを起源とするエネルギーには、バイオマス燃焼・発電、太陽光発電、太陽熱発電などがあります。 また風の発生も太陽エネルギーを起源としていますので、風力発電も含ませることができます。 石油・石炭もバイオマスを起源としています。 このように太陽の恩恵は無尽であり、地球温暖化が問題となりつつある今、太陽エネルギーの更なる利用を実行する時期と思います。 太陽エネルギーは地球全体に分布しますが、エネルギー密度が小さいことが欠点です。 太陽エネルギーが大気圏で約３０％吸収され、太陽電池の効率を約１０％と仮定すると、1.0ｋWの発電には約１０ｍ２の面積が必要になります。 代表的な太陽電池として、シリコン系pn接合太陽電池、色素増感型太陽電池があります。 例としてシリコン系pn接合太陽電池の構成を下に示します。
２００９年１１月１２日／岩崎 ★使用エネルギーの見える化 省エネルギーをすすめるには、経営者の方の省エネルギーに対する決意が必要です。 その次に、使用エネルギー量の把握（見える化）が必要です。 事業所全体のエネルギーの使用量は、請求書などで把握できますが、省エネルギーの検討のためには、たとえば設備毎のエネルギー使用実態の把握や事務所の照明・空調などのエネルギー使用実態の把握が必要です。 このために電気・熱の使用エネルギー量を計測する必要があります。 電気エネルギーは、電力計（単位：ワット）で比較的簡単に測定できます。 また蓄積したデータをパソコンで簡単に表示できて、使用電力の経時変化を知ることができます。 熱エネルギーの把握には、温度と流量を計測する必要があります。 温度は比較的簡単に計測できますが、流量は流量計を設置していない例が多く、計測に工夫が必要な場合があります。 配管に工事して流量計を設置もしくは流速測定して流量を推定する、実測出来る場合は容器などに液を貯めて実測する、ポンプの性能曲線・吐出圧力と消費電力から流量を推定するなどの方法などがあります。 また配管の表面から超音波流量計で測定できますが、流量計は高価です。 レンタル出来る場合もあります。 また各種のエネルギー管理システムもあります。 事業所の実態に合わせて、最適な方法を選定してください。 また かながわアジェンダ推進センターにご相談ください。  ２００９年１１月５日／岩崎 ★蓄熱技術 熱エネルギ－の供給と利用のミスマッチを解消し、エネルギーを有効利用できる熱エネルギーの輸送・貯蔵技術である。 身近な例として、潜熱蓄熱剤として氷、化学蓄熱剤として使い捨てカイロがある。 代表的な潜熱蓄熱剤として、 塩化カルシウム水和物（ 融点 29.7℃）、硫酸ナトリウム水和物（融点 32.4℃）、チオ硫酸ナトリウム水和物（融点 48℃）、酢酸ナトリウム水和物（融点 58℃）、 パラフィン類（ 28.2～44 ℃）などがあり、床暖房などに利用されている。 また融点118℃のエリスリトールを熱媒油とともに用い、トラック輸送時の熱媒として用いる例など開発されている。 化学蓄熱剤とは、化学反応時の反応熱を利用するものであり、使い捨てカイロでは 鉄粉の酸化作用を利用している。 発熱体である鉄粉、反応触媒作用のある水及び食塩とそれを保持する高分子吸水剤、活性炭、バーミキュライトなどが混ぜられている。 この他にＣａなどの金属塩と水の反応を利用した系などがある。 ２００９年１０月２６日／岩崎 ★リジェネバーナ リジェネバーナは、リジェネレイティブバーナ（蓄熱燃焼バーナ）の略称で、バーナとリジェネレータを一体構成したものです。 バーナ２台を１ペアとして使用し、数十秒～数分間隔で交互に切り換え、排熱の顕熱の５０～９０％が回収できる高効率バーナです。 バーナの構成（概略）を下図に示します。  左のバーナが燃焼している時は、燃焼ガスが右のバーナに吸い込まれ、リジェネレータ内の蓄熱材に燃焼ガスの顕熱を伝え、温度を低下させて大気に排出されます。 蓄熱材としては、セラミックボール、ハニカムなどが用いられます。 一定時間後リジェネレータが充分加熱されると、切換え弁が作動して、右バーナに冷空気が流れ、リジェネレータで予熱され、右バーナが燃焼します。 予熱空気温度は７００℃以上になり、３０％を超える省エネ率が期待できます。 ある例では、使用前は、バーナ（炉）の熱効率が４６％、排ガス温度が1,200℃でしたが、リジェネバーナを採用したとき、予熱空気温度が1,050℃となり、熱効率が８３％になった例があります。 ２００９年１０月２４日／岩崎 ★空気圧縮機 圧縮空気は機械加工、組み立て、検査、運搬、計測制御など工場のいたるところで使用されています。 空気圧縮機は工場の全消費電力の２０～３０％を占めるともいわれています。 圧縮空気・空気圧システムの使用の合理化、省エネルギーは、大きなテーマです。 空気圧システムの省エネルギーの要点を次表に示します。
２００９年１０月１６日／岩崎 ★全熱交換器 空調設備では、外気から新鮮な空気をとりいれ、内部の空気を排気します。 冬の場合、温まった室内空気を外気に排出し、外気の冷たい空気を吸気します。 この場合、排気する室内の空気のエネルギーを捨てることなく、外気から吸入する空気に熱交換することは省エネルギーになります。 その場合に用いられる熱交換器が全熱交換器です。 下図にプレート式全熱交換器の例を示します。 他に回転式の全熱交換器があります。 空気中の顕熱分と湿分の潜熱分のエネルギーを全量熱交換できます。 全熱の約７０％程度を回収できます。 プレート式の仕切り板は特殊加工紙、回転式のロータは吸湿性のある材料でつくられ、湿分に含まれる潜熱も回収します。  注：顕熱と潜熱 物質の温度変化（上昇、下降）にしたがって出入りする熱を顕熱といい、一方物質の状態変化（蒸発、凝縮など）にしたがって出入りする熱を潜熱といいます。 ２００９年１０月１４日／岩崎 ★グリーンＩＴ 米国のEPA（環境保護庁）による定義では、“グリーンITとは、環境配慮の原則をITにも適用したものであり、IT製品製造時の有害物質含有量の最小化、データセンターのエネルギーや環境面での影響への配慮、さらにはリサイクルの配慮等も含めた包括的な考え方である”としています。 温暖化防止への配慮はもちろんのこと、ＩＴ製品に含まれる有害な化学物質の管理や廃棄されるＩＴ機器のリサイクル等も含めた環境全般をカバーする範囲の広い概念です。 温暖化防止に関しては、オフィスで使用しているパソコンなどのＩＴ機器・システムの省電力と、ＩＴを利用した社会全体への環境貢献・省エネがあります。 日本では、２００６年でＩＴ機器による消費電力は４７０億kWH（発電電力量の約４．５%）ですが、２０２５年には約５倍に増大すると推定されています。 オフィスパソコンの消費電力を下げるために、既存のパソコン（PC）を高性能・省電力PCに置き換えると共に、PCの運用方法を見直すとこも大切です。 ＰＣの電源管理を普及促進する活動として、非営利団体であるクライメート・セイバーズ・コンピューティング・イニシアチブ（Climate Savers Computing Initiative; CSCI）があります。 活動の目標は、世界中で稼働するコンピューターのＣＯ２排出量を２０１０年までに５４００万トン削減することです。 ＣＳＣＩの推奨設定として、例えばパワー・マネジメント技術の改善に関して、次の３点を推奨しています。 １）モニター・ディスプレイは15分以内にスリープ ２）ハードディスクは15分以内にオフまたはスリープ ３） システムは30分以内にスタンバイ／スリープ 米国EPAの調査データでは、デスクトップＰＣの９割は、パワー・マネジメント機能が活用されていないといわれています。 みなさんのPCではいかがでしょうか？ 日本でも、昨年から「グリーンＩＴプロジェクト」として、ＩＴ機器やシステムの抜本的な省エネルギー化を進めるための５カ年の研究開発プロジェクトがスタートしています。 ２０２５年には、ＩＴシステムにかかわる電力利用効率をおよそ２倍にまで伸ばすことを目指しています。 ２００９年１０月１３日／岩崎 ★ＬＥＤ照明 LEDとは、“Light Emitting Diode”（ 発光ダイオード）の頭文字をとったものです。 これまでの白熱灯、蛍光灯や水銀灯と異なり、特殊な構造をもつ物質に与えた電気エネルギーが直接光に変わるという新しい構造の光源です。  白色光を得るために必要だった明るい青色LEDが1993年に開発されてから、照明用光源として実用化されるようになりました。光の３原色である、赤色LED、緑色LED、青色LEDを組み合わせて白色をつくる方式や青色LEDと、その光で励起される補色の黄色を発光する蛍光体の組み合わせで白色をつくる方式などいろいろと開発されています。 現在LED（３８W）の発光効率は、９０lm/W程度であり、白熱電灯（６０W形）の１０lm/W程度、蛍光灯（高周波型FHT、４２W２灯）の５０lm/W 程度に比べ、大きな省エネルギー効果があります。 ランプの寿命も40,000時間程度であり、蛍光灯と比較して3～4倍の長寿命です。 ただ初期費用が現状では高く、６０ワット白熱電球と同等の明るさを持つ９ワットＬＥＤ電球の例では、価格は９０００円程度です。 また次世代の光源として、有機EL（エレクトロルミネッセンス）照明が開発されています。 面発光であり、発光効率も１００lm/W以上を期待できます。 注）発光効率：単位電力あたりの全光束（lm；ルーメン）であらわします。 照明機器が一定のエネルギーでどれだけ明るくできるかを表す指標です。 ２００９年１０月９日／岩崎 ★コジェネレーション 燃料を用いてエンジンやタービンで発電したのち、排熱を有効利用してスチーム・温水をつくり、総合エネルギー効率をたかめるエネルギー供給システムである。 略してコジェネ、熱電併給システムともいう。 普通、発電所で電力をつくる時、発電効率は３５～４０％であり、送電損失５％程度、残りは排気ガス等の熱損失である。 コジェネの場合、下表のように総合効率で８０％以上が期待できる。
コジェネでは、熱と電気の併給システムのため、発生する両者の量（比率）と需要が合致しないのが普通である。 コジェネの運用では、電主熱従運用が主であり、不足する熱を他のシステム（ボイラーなど）で補充するケースが多い。 従来中・大型規模が主であったが、発生電力が１～２５ｋW程度のマイクロガスエンジンコージェネレーションシステムも実現している。 代表的なコジェネの概念図を示す。  ２００９年１０月６日／岩崎 インバータ 省エネ関連の文献で、インバータの名前を目にされた方もおられるかと思います。 インバータとは、厳密には直流電力から交流電力を電気的に生成する電源回路、またはその回路を持つ電力変換装置のことです。 しかし一般には、商用電源の50Hzないし60Hzの交流をコンバーター(整流器)で一旦直流に変換して、インバーターを用いて再度別の周波数の交流に変換する電力変換装置全体をインバータと呼んでいます。 応用として、ポンプ、ファン、エレベータや鉄道などのモーター制御用、サーバー・パソコンなどのバックアップ電源装置、自動車用12V電源で家庭用100V機器を使う車載用インバータや太陽光発電におけるパワーコンディショナーなどのDC-ACインバータ、蛍光灯の高周波点灯用のインバータ安定器などがあります。 次の図は、ファンの流量調節を入り口ダンパ制御で行った場合とインバータを用いて回転数制御を行ったときの消費電力の比較です。 ダンパ制御ではモータの回転数は変化しません。 インバータ制御で出力周波数を低下させて流量を下げた場合、流量は回転数に比例し、消費電力は（出力周波数÷電源周波数）の３乗に比例して低下します。 運転周波数を低くし流量を少なくした場合、特に大きな省エネ効果を得ることができます。。  蛍光灯でインバータ安定器を使用する時、２０～５０ｋHｚで発光するため、従来の銅鉄安定器で点灯するより明るくなります。 同じ明るさで比較すると約３５％程度の省エネになります。 ２００９年１０月１日／岩崎 ヒートポンプ 省エネルギー技術のうち、注目を集めている代表的な技術－ヒートポンプ、インバータ、LED照明、計測技術、グリーンIT、コジェネレーションなど－について順次紹介します。 技術的な解説・事例など詳細については、これからの中小企業の省エネルギー講座にて解説いたします。是非ご参加ください。 ヒートポンプ（Heat Pump）は、電気・熱などのエネルギーを用いて低い温度の部分から温度の高い部分へ熱を移動させる装置です。身近な例では、エアコンがあります。 冷却（冷房・冷蔵・冷凍・製氷）にも加熱にも同じ原理が使えるため、熱の移送の方向を逆にして同じ装置を加熱（暖房・給湯）にも冷却にも使用が可能です。 大気・水（地下水・河川・下水道）・排熱から、投入エネルギーの3～6倍の熱を回収・利用することが可能です。 効率の評価基準は成績係数(COP=目的地に運ばれたエネルギーと投入エネルギーの比)で表わします。 圧縮式ヒートポンプと吸収式ヒートポンプの2方式があり、圧縮式ヒートポンプの例を示します。  黄色線で囲った部分がヒートポンプです。冷媒として二酸化炭素（CO2）を用いた場合、圧縮機で10MPaまで圧縮すると100℃程度のCO2となり、90℃程度の温水を作ることができます。 その後膨張弁で3MPaまで断熱膨張させ－10~0℃のCO2となります。大気熱熱交換器で大気から熱を吸熱し圧縮機に戻ります。この時成績係数（COP）は、４～５．５ 程度を期待できます。 5から30℃の温度の大気から熱を取り込み90℃程度の温水をつくること（低温域から高温域に熱をくみ上げること）から、ヒートポンプと呼びます。 エコキュートの場合、大気熱熱交換器の出口から低温の空気が排出されます。この低温空気を低温源としてさらに有効利用すればさらに省エネルギーになります。 ヒートポンプの作動を逆にすると、冷房に利用することができます。高性能のエアコンでは、成績係数（COP）６程度です。 COPは外気温度で変化するため、通年平均でのエネルギ－消費効率（APF）で評価しています。 ２００９年９月３０日／岩崎 炭酸ガス削減対策と対策費用 8月26日、経済産業省は昨年5月に策定した長期エネルギー需給見通しをベースに、経済成長、エネルギー価格、交通需要見通し等の諸前提の変更を行い、2020年、2030年におけるエネルギー需給の姿及びエネルギー起源CO2排出量について再計算を行い、主要な施策の最大導入ケースなど報告しました。 報告された数値は、2020年に炭酸ガス削減量を現状（2005年）より222百万トン、15%削減する施策で、1990年比では18%削減に相当します。 鳩山首相は、温室効果ガス排出量を2020年には1990年比25％削減する方針を発表しました。 この場合温室効果ガス排出量を946百万トンに下げる計画です。 この時現状（2005年）比412百万トン、30%排出削減の必要があります。 8月26日発表の経済産業省の見通し（最大導入ケース）の約2倍の温室効果ガスの排出削減の必要があります。 今後新政権での具体的計画が作成・発表されると思いますが、ここでは8月26日に報告された概要をお知らせいたします。 詳細は、経済産業省のホームページをご参考ください。 たとえば建築物の省エネについては、住宅やビルの断熱性能等を向上させ、新築の８～９割は最も厳しい省エネ判断基準を満たしているという施策です。 炭酸ガス削減量は、約３８百万トン、必要とする対策費用は約８兆円と想定されています。 新政権の計画実現には、各炭酸ガス削減対策にさらなる技術開発と工夫、また更なる各種の助成と規制など必要と思われます。 ２００９年９月１６日／川口 トヨタ生産方式 わたくしが専門としている業務改善策のひとつ、「トヨタ生産方式」について、これからシリーズで書いてみたいと思います。 「トヨタ生産方式」、略して「ＴＰＳ」は、ご存じの通り、自動車メーカー・トヨタの工場で生まれ、世界的に認識された生産方式の一つですが、実は失敗例も多く見受けられます。 でも、十分な理解の無いまま、部分的応用によるものを多く見かけます。 また成功したと言えど、よく観察すると、成果が十分でなく下請け泣かせといった、弱いところにしわ寄せが来たりということがあります。 是非、ＴＰＳの正道に帰り、飛躍的成果を達成していただくことを期待します。 さて、ＴＰＳの基礎は、【平準化】、【ジャストインタイム】、【自働化】、【かんばん】という４つの定石で成り立っています。 囲碁には定石があり、最も良いとされる打手の基本形とされています。 ＴＰＳは、強固な「平準化」の基礎の上に立つ「ジャストインタイム（ＪＩＴ）」と「自働化」の2本の柱に支えられた、「かんばん」による自律神経組織を表しています。 さらに、それぞれが定石として有機的に関連し合っていることを認識することが大切です。 中でも「平準化」はすべての基礎（基本）であることを理解しておくことが重要です。 「必要な時、必用なものを必要なだけ」 この言葉は、すでに聞きなれた言葉ですが、もう一度深く考えてみます。 必用なものを必要なだけ、どうするのか？ 例えば、入庫する、引き取る、運ぶなどの動詞で置き換えが可能です。 一方、「必要なもの」とは何でしょうか？ それは製品であり、包装資材であり、中間品などが当たります。 他に大切なものとしては「情報」。 そして、「必要な時」です。 まず、「誰が…」を考えてみてください。 必要とするのは後工程で、最終的には「お客様」です。 ＴＰＳでは「後工程はお客様」と呼び、一元化しています。 つまり、お客様が必要な時、ジャストインタイムで供給するのです。 そのためには「情報」も「ジャストインタイム」にする必要があります。 後工程から引き取りの信号を出します。 このことを「後工程引き取り」と呼びます。 後工程が引き取ると、引き取られた前工程は引かれた分だけ生産する必要があります。 このとき工程が１種類のみの生産であれば問題ありませんが、それでは多品種少量の要求に対応することができません。 ここで登場するのが「多工程持ち一個流し」です。 作業者は工程を一個ずつ加工しながら工程を一周し、一個の製品を仕上げ、製品にします。 これによって、次に違った品種に着工でき、多品種生産への対応が容易となります。 以上、「ジャストインタイム」はどのようにして達成されるかというお話でした。 ２００９年９月１４日／岩崎 潜熱と顕熱 １）スチーム ビルの暖房や給湯など、加熱源としてスチームを造り利用されることが多いと思います。 スチームのもつエネルギーには、顕熱と潜熱があります。 液体もしくは気体で相変化なしに温度変化する時に取り出せる熱を顕熱と呼びます。 液体―気体の相変化により取り出せる熱量を潜熱と呼びます。 潜熱は気化熱・凝縮熱とも呼ばれます。 このときの温度は飽和温度であり変化しません。 たとえば圧力0.5 ＭＰａ（約5気圧；飽和スチーム温度151℃）のスチームを利用して加熱する場合、スチームは凝縮しながら、低温流体に熱を与えていきます。 凝縮したスチームは151℃の水（ドレン）となり、凝縮した水を排出する機器（スチームトラップ）から排出します。 ＭＰａのスチームでは、151℃のレベルでエネルギーを与える事ができますが、潜熱分が全体のエネルギーの76％あります。 しかし、排出されるドレン（0.5 ＭＰａ、151℃）には、まだ顕熱として当初のスチームのエネルギーの24％が残っています。 省エネルギーのポイントとして、排出されるドレンを熱源として利用できないか、またスチームトラップが不良でスチームを吹き抜けさせ、無駄にしていないかなどの検討が必要です。 また燃料を燃焼させるとき、利用できる発熱量は発生するスチームの潜熱分を含まない低位発熱量を用いる 場合が大部分ですが、出口燃焼排ガスの温度を60℃程度に下げ、水の凝縮熱（潜熱）分も利用できる高位発熱量をいる事ができる温水加熱器など販売されています。 たとえば都市ガスの場合、高位発熱量は低位発熱量の110％であり、従来の加熱器より燃料利用効率が数%増加します。
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