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Focus NEDO 第49号 - 新エネルギー・産業技術総合開発機構
2013. No.49 エネルギー・環境・産業技術の今と明日を伝える【フォーカス・ネド】 特集 省エネルギー技術 最前線 地球環境と産業競争力強化に貢献 独立行政法人 新エネルギー・産業技術総 合 開 発 機 構 省エネルギー技術最前線 C ONTENTS 特集 地球環境と産業競争力強化に貢献 エネルギー・環境・産 業技術の 今と明日を伝える【フ ォーカス・ネド】 2013. No.49 省エネルギー技術最前線 2 地球環境と産業競争力強化に貢献 NEDO省エネルギー部長 佐藤嘉晃が語る ＮＥＤＯは、戦略的な省エネルギー技術開発を通じ、 世界最高水準の省エネルギー国家の実現と経済成長に貢献します。 今号では、NEDOが実施している省エネルギー技術に関する 光熱費ゼロのビルと家を目指す 省エネ技術 10 次世代型データセンターの開発で 消費電力量を 30 ％以上削減 12 日本の産業競争力を高める NEDO の省エネルギー技術戦略 4 トラックの自動隊列走行で 15 ％以上の燃費向上を目指す 13 電力の安定的・効率的な供給を 実現する超電導技術開発 8 高効率ガスタービンの開発で 発電設備の省エネ化に貢献 14 NEDO INFORMATION 16 取り組みについてご紹介します。 産業分野 省エネルギー技術戦略イメージ 日本が有する世界トップクラスのエネル ギー効率、産業競争力の一層の飛躍的な 発展、成長を目指しています。 高効率ガスタービン P14-15 革新的製造プロセス／レーザー加工 民生分野 産業 分野 人々の生活・業務の快適性・効率性の追求と、省エネ 化の両立を目指しています。 ZEB･ZEH ／快適・省エネヒューマンファクター P10-11 横断的 分野 民生分野 運輸分野 運輸分野 未来型交通・物流社会の実現や、最先端技術を搭載し た次世代自動車などの開発を目指しています。 省エネ型情報機器・システム P12 ITS P13 次世代自動車、 インテリジェント物流システム 横断的分野 分野を超えた次世代の革新的技術の創出 を目指しています。 次世代型ヒートポンプ／パワーエレクトロニクス 超電導 P8-9 2 3 日本の産業競争力を高める NEDO の省エネルギー技術戦略 省エネルギーは、NEDO にとって新エネルギーと並んで重要な柱の一つです。これまで NEDO の技術 開発を通して、数々の省エネルギー技術や製品が誕生しました。今回は NEDO の省エネルギー技術開 発の現状と今後の方向性について、省エネルギー部の佐藤嘉晃部長に聞きました。 ■ 最終エネルギー消費と実質 GDP の推移 （兆円、2005 年価格） （1018J ） 18 600.0 GDP の伸び 1973 2011 年度 2.4 倍 ↓ 16 14 500.0 運輸部門 23.3％ 12 400.0 業務部門 10 16.4％ 9.2％ 8 8.9％ 19.6％ 300.0 家庭部門 14.2％ 200.0 6 4 産業部門 65.5％ 伸び （1973→2011 年度） 42.8％ 100.0 運輸 部門 1.9 倍 業務 部門 2.8 倍 家庭 部門 2.1倍 産業 部門 0.9 倍 戦略的プログラムで 13 の重要技術の開発を推進 省エネルギーは、化石燃料の寿命を延ばし、CO₂ NEDO では、広範・多岐にわたる省エネルギー 排出量を削減するという世界全体の問題解決に直結 技術開発の中で、その日本の省エネルギー化へ向け する重要な課題です。また、製造に必要なエネルギー た潜在的なインパクトなどを勘案し、2011年に「省 を減らしたり、効率の良い製品を開発することによ エネルギー技術戦略」をとりまとめ、民生、産業、 り、 日本の産業競争力を高めることにもつながります。 運輸、横断的の 4 分野の中から 13 の重要技術を指定 特に、エネルギー資源が乏しい日本にとって、現 するとともに、その重要技術分野を中心に「戦略的 在のようにエネルギー価格が高止まりしていると、 省エネルギー技術革新プログラム」で支援を行うこ 日本企業がせっかく稼いだ国富が石油やガスの輸入 ととしました。中でも、「 ZEB・ZEH（ネット・ゼ 代金に消えてしまいます。国富の確保という面から ロ・エネルギー・ビル / ハウス）」「次世代型ヒート も、エネルギーの輸入量の削減は大きな命題と言っ ポンプ」「パワーエレクトロニクス」「熱・電力の次 ていいでしょう。そういう意味で、新エネルギーの 世代ネットワーク（コジェネ）」の 4 つの技術を高い 導入と同様、省エネルギー技術開発は資源小国の日 省エネルギー効果が見込めるものとして、「特定技 本にとって大きな課題で、この 2 つは車の両輪だと 術開発課題」を定めました。つまり、要素技術ごと 思います。 日本の産業界の省エネルギー技術は世界に冠たる 民生 部門 2.4倍 ものがあります。製品 1 台あたりのエネルギー消費 量は、他国の製品に比べ非常に低い。例えば、日本 の自動車メーカーはハイブリッド車など燃費の優れ た自動車をつくっています。 にもかかわらず、2011 年度の日本のエネルギー 2 0 資源小国の日本に 省エネ技術開発は大きな課題 消費量は、1973 年度に比べ、運輸部門で 1.9 倍、業 73 75 80 85 90 （年度） 95 00 05 11 務・家庭を合わせた民生部門で 2.4 倍も増えていま 0.0 出典：資源エネルギー庁「平成 24 年度エネルギーに関する年次報告」 （エネルギー白書 2013 ）より編集 連携などいろいろな知恵を集めて行わないとできな 重 要技 術 の選 定等 技術開発 【省エネルギー技術の調査研究】 【省エネルギー技術の開発】 □ シーズの発掘 □ 開発課題の検討 □ 採択審査・ステージゲート審査 □ プロジェクトマネジメント 原則 2 年以内 原則 2 年以内 事業化 実証開発 （ ½以内助成） い国家プロジェクト型の技術開発。もう 1 つが「戦 評価 etc. 1 年以内 実用化 開発 （ ⅔ 以内助成） 提案 次世代型 ヒートポンプシステム 提案 熱・電力の次世代 ネットワーク 審査 審査 ZEB 提案 パワー エレクトロニクス インキュ ベーション 研究開発 （ ⅔ 以内助成） 審査 課題 特定技術開発課題の検討 をさらに加速すべく、2 つのことを柱に取り組んで います。1 つは、企業単独ではなかなか難しく産学 ■ 戦略的省エネルギー技術革新プログラムの概略図 省エネルギー技術戦略（13 の重要技術） す。このため NEDO では、省エネルギー技術開発 略的省エネルギー技術革新プログラム」です。 NEDO の「次世代省エネルギー等建築システム実証事業」によって ZEB 化を目指して改 修された、東京ガス （株） のアースポート（港北 NTビル） N E D O 省エネルギー部 長 佐藤嘉晃 Profile 1980 年 3 月東京大学大学院工学系研究科資源開発工 NEDO Interview 学専攻修士課程を修了。工業技術院公害資源研究所 を経て、 （ 独）新エネルギー・産業技術総合開発機構に 勤務。 4 5 に省エネルギー効率や製品化時期の目標などを設定 マツダ（株）のクリーンディーゼルエン ジン「 SKYACTIV-D 」。広島大学など したわけです。そうすれば、限られた政策資源を特 との産学連携による NEDO プロジェク NEDO が進める トでのクリーン燃焼技術成果も活用 定の開発目標に向けて効率的に投入できると考えた からです。特に目標設定においては、NEDO の各 術分野の市場動向や技術開発の達成度など、これま 荏原冷熱システム（株） の超高効率ター ボ冷凍機。大型ビル空調や工場空調 活かして、 外部の有識者と議論しながら決めました。 吉崎 真由美 省エネ技術の グローバル戦略 プロジェクトの担当者が尽力しました。該当する技 でのプロジェクトマネジメントによる知見の蓄積を 省エネルギー部 主査 日本の優れた省エネルギー 技術が世界へ広がり地球温 暖化問題に貢献することを 期待しています。 などの大型設備に多く採用されている ターボ冷凍機のさらなる高効率化を、 こうした過程を経て、NEDO は 4 つの特定技術を NEDOとの共同研究開発により実現 含めた 13 の重要技術を早期に実用化できるように 2013 年 2 月 6 日、タイの首都バンコクから南東 へ車で 1 時間ほど行ったチョンブリ県内に設置を 「戦略的省エネルギー技術革新プログラム」を進め 進めていた環境対応型高効率アーク炉が完成、竣 ています。 工式がタイ工業省の幹部が出席するなか盛大に行 このプログラムは、重要技術の実用化に向けた問 われました。この設備は NEDO から委託された 題を解決する提案を企業から募ります。その際、提 日本のスチールプランテック（株）が設置したもの 案する企業は事業化することが前提になっています。 で、タイ工業省や UMC メタル社と共同で実証運 もちろん、採用されたら助成金が出ます。ただ、 転を実施しました。 企業にも何割かの負担をお願いします。それが、こ 実は、このアーク炉には画期的な技術が盛り込 のプログラムの特徴です。そうすれば、企業にもリ まれており、高い評価を受けています。というの スクが生じるため、何とか技術を完成させようとよ も、従来の電気炉に比べ、約 30 %の省エネルギー り一層真剣に取り組むと考えたからです。 効果とCO₂ 削減が見込め、付属するダイオキシン NEDO では、技術の実用化に成功した企業が事 処理設備により日本の大気排出基準をも満たして 業として継続できるようにフォローしていきたいと いるからです。NEDOは、この事業を足がかりに、 考えています。直接的な面だけでなく間接的な面を タイおよび周辺 ASEAN 諸国の鉄鋼産業に高効率 含めて協力していきます。例えば、資金的にあまり アーク炉の普及を図っていこうと考えています。 余裕がない中小企業に対しては、いろいろな展示会 に出展できるよう支援しようと思っています。 1 の燃焼塔） NEDO は、省エネルギー技術のアジア展開を 進めてきましたが、今後はさらにグローバルに進 めていきたいと思っています。このタイの事業以 前にも、昨年までインドで省エネルギー効果の高 いコークス乾式消火設備（ CDQ ）のモデル事業を （株） 神戸製鋼所の小型蒸気発電機。圧力エネルギーを無駄にせず、蒸気を有効に利用する NEDOプロジェクトでの開発を経て、従来では困難とされてきた小型貫流ボイラーを熱源と 戦略的・積極的に 海外展開を進める タイに完成した「環境対応型高効率アーク炉実証事業」の実証設備（排ガス処理設備 実施しました。これは、インド鉄鋼省・財務省や する蒸気での高効率発電を実現 新日鉄エンジニアリング（株） （ 当時）、タタ製鉄 と共同で進めたものです。CDQをタタ製鉄のジャ NEDOは1980年の発足以来、さまざまな省エネル ルギーというのは 1 つの技術ですむものではないの ギー技術の開発に取り組み、日本の産業界に貢献し で、あらゆるところに広げていく必要があると考え てきたと自負しています。なかでも、高性能工業炉 ています。いろいろなことの積み重ねが省エネル の開発はその典型と言っていい。これは現在、海外 ギーでは大事です。今は個別機器の省エネルギーが でも注目を浴びています。 行き着くところまで来ているので、これからは全体 この高性能工業炉の核になっているのが、ハイサ の使い方を含めた活用法などを啓発していくことも イクルリジェネバーナーと呼ばれるもので、これま 重要です。また、世界中に日本の省エネルギー技術 で無駄に放出されていた排熱を利用した装置です。 を広めていくことも必要と考え、積極的に国際展開 これを組み込んだ結果、従来方式の炉に比べて 30 % を進めています。例えば、先ほどお話しした高性能 以上の省エネルギーと 50 % 以上の NOx 発生量の削 工業炉はすでにタイで導入されています。ただ、何 減を達成しました。 でもすべて海外に広めてしまうと、日本企業の競争 今では、日本全国の工業炉約 4 万基のうち、1300 力を削ぐ可能性も出てくるので、その辺は日本の産 基以上の工業炉で活用されています。 業界のことを考えて戦略を立てていくことが大事だ そのほか、ヒートポンプ、超電導ケーブル、有 と考えています。 ムシェドプール製鉄所に設置しましたが、すでに 省エネルギー効果のほか、煤塵抑制効果、コーク スの均一化による高炉の安定操業への寄与などの 有効性が確認されています。 日本の最先端の省エネルギー技術は、世界的に も大きな注目を集めています。NEDO は、相手 国政府などと協力しつつ、海外実証を通じてその 2 3 成果を世界に向けて発信し、省エネルギー技術の 幅広い普及と地球温暖化問題への貢献につなげて いきたいと考えています。 そして、日本が国家戦略としてインフラシステム 輸出に力を入れている現在、今後は日本の省エネ 1 インドに完成した「コークス乾式消火設備（ＣＤＱ）モデル事業」の設備一式 2 3 2011 年 11 月 28 日に開催された竣工式の模様 ルギー技術もそのソリューションの一環としての重 要な役割を果たせるのではないかと思います。 機 EL 照明なども大きな成果でありますが、省エネ 6 7 まで冷やす必要がありました。そのため、MRI などの 医療用機器に利用されていたものの、産業用としてはコ スト的に大きな壁がありました。 それが、1986 年にセラミックス系の高温超電導物質が 発見され、翌年に液体窒素 （－196 ℃ ） で冷却して超電導 状態になる物質も発見され、世界中で高温超電導の開発 ブームが巻き起こり、研究開発が一気に加速しました。 液体ヘリウムよりも低コストの液体窒素で超電導状態 を維持可能になったことで、産業界での利用可能性が飛 省エネルギー部 主任研究員 横断的分野 楠 瀬 暢彦 電力の安定的・効率的な 供給を実現する超電導技術開発 電力供給の課題や電力 需要増加に対応していく ためにも、超電導技術を 活用することはとても有 効だと思います。 現在の送電システムでは、発電所から家庭まで電気を届ける間に約 5 ％ のロスが発生し、その量は実に大型 発電所約 5 基に匹敵します。こうした送電ロスを大きく減らすことができるのが超電導技術です。NEDO は 現在、ビスマス系とイットリウム系の 2 種類の超電導ケーブルの開発を進めており、これが実用化されれば、 送電ロスを大幅に削減することができます。 20年間に超電導技術で日本が世界最高レベルに 躍的に高まり、NEDO も超電導開発への取り組みを開 始しました。そして、電力機器への応用を目指し、省エ ネルギーの視点も含めて研究開発を継続してきました。 こうした取り組みによって、日本の超電導技術は大きく 進展し、当初、米国が世界を大きくリードしていたのです が、現在は日本の技術が世界最高水準になっています。 東京電力（株）旭変電所で行われている超電導ケーブルの実証試験 早期実用化を目指し横浜市の変電所で実証試験 NEDO プロジェクトでは、ビスマス系超電導線材を 性、安全性を検証しています。 用いて従来の銅のケーブルより 3 倍も電気が送れる超電 しかも、長期にわたり無人運転を実施しています。こ 導ケーブルの開発に成功しました。 れは画期的で、着実に実用化に近づいています。 現在、その実証試験を東京電力（株）の旭変電所（神奈 実証試験は 250 日以上経過しましたが、問題なく連続 川県横浜市）で行っています。世界からも注目されるこ 運転を続けています。 超電導とは、金属などの物質を極低温に冷やすと、電 技術” といわれ、これまで大きな期待が寄せられてきま のプロジェクトは、三心一括型超電導ケーブル（容量 20 一方、イットリウム系の高温超電導線材では、住友電 気抵抗がゼロになる現象のことです。この現象を利用す した。 万 kVA 級）を全長約 240m にわたり設置し、液体窒素を 気工業 （株） 、古河電気工業 （株） と （株） フジクラがさらに送 れば、遠距離でも送電ロスを限りなくゼロに近づけるこ そもそも超電導現象は今からおよそ 100 年前の 1911 年 用いた冷却により超電導状態を維持しながら、実際の電 電ロスを減らせる超電導ケーブルの開発に成功しました。 とができます。しかも、大きな電流を流して強い磁場を にオランダの物理学者によって発見されました。現在利 力系統に連系して、ケーブルの実系統での運用性や信頼 こうした超電導ケーブルが実用化されれば、大きな省エ つくることができるため、電力以外にもさまざまな分野 用されている金属系の超電導体を超電導状態にするには への応用が可能になります。そのため、超電導は“夢の 高価な液体ヘリウムを使用して絶対 0 度（－ 273 ℃ ）近く ネルギー効果が期待できます。 超電 導線 材の 国際競 争 特に日本をはじめ先進国はどこでも都市部の再開発と設 備の老朽化が問題になっています。再開発や設備更新な 400 断熱管外管 超電 導ケーブルの 構 造 防食層 どで電気の供給量を増やす場合、銅のケーブルを用いる 350 真空断熱層 300 約150mmφ 性能（ KA・m@77K ） 断熱管内管 電気絶縁層 場合は新たなケーブルを敷設するための土木工事が必要 高温超電導発見 J.R.Bednorz &K.A.Mullor になりますが、超電導ケーブルの場合は流せる電力容量 が増えるので、増設のための土木工事が不要になるなど、 コストメリットが出るケースも具体化してきています。 イットリウム系線材発見 H.Maeda 250 200 超電導は省エネルギー社会に貢献する重要な技術であ り、世界的にもニーズが高まっています。日本でいち早 ビスマス系線材発見 H.Maeda く実用化することで、世界市場の確保が期待できます。 150 すでに、海外からは実証試験が成功したら、導入を検 討したいという話も来ています。 100 フォーマ 超電導層 （導体） 約40mmφ 8 ただ、超電導技術の開発競争は年々激しくなってお 50 超電導層 （シールド層） ビスマス系 1980 1985 1990 1995 り、韓国や欧州が猛烈な勢いで日本を追い上げているの イットリウム系 0 Year 2000 2005 2010 2015 が現状です。NEDO としても、世界市場の獲得に向け て1日でも早い実用化を目指しています。 9 ネルギーを目的に建物の ZEB 化や住宅 下水熱を利用した空調の省 エネルギー化の仕 組み のZEH化がスタートしました。 夏季 冬季 この ZEB・ZEH については、欧米諸 国も大きな関心を寄せています。EU は 2020 年以降に新築される全ての住宅・ 暖房 建築物をおおむねゼロ・エネルギーとす ることで合意。また、米国も 2030 年ま 冷房 でに全ての新築業務用ビルを、そして 2050 年までに全ての業務用ビルを ZEB 冷凍機 ヒートポンプ 外気温と比べて 温かい 採熱 外気温と比べて 冷たい 放熱 化することを決定しました。 省 エネルギ ー 部 主任 民生分野 臼田 浩幸 光熱費ゼロのビルと家を目指す 省エネ技術 将 来 は 多 くの 建 物 に ZEB に向けた技術が導 入され、快適な省エネ技 術を自然に利用できる社 会になると思います。 日本で消費されているエネルギーの約 30 ％を家庭・業務部門が占めており、年を追うごとに消費量の増大 が顕著になってきています。そこで NEDO は、この分野で大きな省エネルギーへの貢献を実現すべく、ビル や住宅の光熱費ゼロを目指し、技術開発を進めています。 2030 年には新築ビルと住宅をゼロ・エネルギーに そして、日本でも 2020 年から ZEB 化 したビルや ZEH 化した住宅を徐々に普 給湯・暖房用の 熱源水として利用 冷房用の冷却水として利用 及させ、2030 年には新築される全ての 住宅・建物を ZEB・ZEH 化させる方針 を立てています。 ZEB・ZEHの実現に重要な技術開発に注力 NEDO は、ZEB・ZEH の実現に向け、民生部門のエ り、最適な居住・執務環境を省エネルギーで実現するた ネルギー消費量の約半分を占める冷暖房と給湯に着目し めの人間の感性、快適性などのヒューマンファクターを た 2 つの重要な技術開発に力を入れています。１つが次 考慮し、我慢の省エネルギーではなく、快適性を保つ省 世代型ヒートポンプシステム研究開発、もう 1 つが太陽 エネルギーを志向する必要もあります。 熱エネルギー活用型住宅の技術開発です。 建物の形状や用途、周辺環境など、ケースごとに条件 「 ZEB・ZEH 」とは、それぞれネット・ゼロ・エネル めの技術面の実証を目的として、2009 年に「次世代省 次世代型ヒートポンプシステム研究開発では、空気熱 が異なってくるZEB・ZEHの普及実現に向けて、NEDO ギー・ビル、ネット・ゼロ・エネルギー・ハウスの略称 エネルギー等建築システム実証事業」を実施するなど、 源に加え下水熱、地下水の熱など、さまざまな熱源を利 は、今後もさまざまな技術開発に取り組んでいきます。 です。具体的には、太陽光やバイオマス等の再生可能エ ZEB・ZEHに向けた取り組みを行ってきています。 用したヒートポンプのシステム開発を進めています。信 ネルギーと空調、照明、断熱などの省エネルギー技術を 2011 年のエネルギー消費量を第 1 次石油危機時の1973 州大学での実証試験では、地下水を利用することでヒー 組み合わせることにより、エネルギーを自給自足して光 年と比較すると、産業部門が約 0.9 倍、運輸部門が約 1.9 トポンプの電力消費量を50％以上も削減できました。 熱費をゼロにする建物のことを言います。NEDO は、 倍に対し、民生部門は約 2.4 倍にも増加しています。そ また、大阪市千島下水処理場では下水熱を利用した 2030 年までに ZEB の実用的概念の確立と普及を図るた のため、何らかの対策が必要となり、建物や住宅の省エ ヒートポンプの実証試験を行っています。下水は冬期に は外気よりも温かく、夏期の昼間は外気よりも冷たいと ZEB（ネット・ゼロ・エネルギー・ビル ） いう特徴があるため、これを利用するヒートポンプも電 太陽光発電 太陽熱利用 出典：資源エネルギー庁「 ZEB の実現と展開に関する研究会 報告書」より作成 外皮負荷削減 ルーバー 庇 ガラスルーフ エアフロー ウィンドウ 壁面・窓用 太陽光パネル 個別照明 LED照明 昼光利用 有機EL照明 力消費量を大幅に削減できると期待しています。 遮熱塗料 一方、太陽熱エネルギーの活用では、空調・給湯エネ ルギーを一次エネルギー換算で半減させることを目指し 放射冷房 高効率空調 昼光利用 個別空調 VAV,VWV 全熱交換器 自然換気 外気冷房 夜間外気冷却 建材、戸建て住宅用太陽熱活用システムの研究開発を進 クールチューブ （地中熱利用） ZEB・ZEHの将来像としては、建物の特徴や周りの環 地中熱利用ヒートポンプ 工場排熱利用 エネルギーの面的利用 10 めているところです。 境に合わせて広がりを実現していく必要があります。そ のためには、次世代型ヒートポンプシステム研究開発で 高効率ヒートポンプ他 未利用エネルギーの活用 （下水熱、河川水） ています。現在、そのための高性能断熱材や高性能蓄熱 高効率熱源 行っているような熱の面的利用や、 未利用熱の利用など、 さまざまな技術との組み合わせが重要になると考えます。 また、制御技術、センサー技術等を駆使することによ 建物・設備条件を変えて省エネルギー性能を比較計測している集熱実験棟（上） と 空調エネル ギー削減のために開発中の調湿（デシカント）実験設備（下） （ OM ソーラー（株）） 11 民生分野 省 エネルギ ー 部 主査 次世代型データセンターの開発で 消費電力量を30% 以上削減 IT 機器で膨大なデータのやりとりを行う時代では、 エネルギー消費量も増加の一途をたどっており、IT 機 器におけるエネルギー消費量を抜本的に削減する技術の 確立は喫緊の課題です。IT 機器の大幅な省エネルギー は、日本の国際競争力強化にもつながります。 こうした背景を踏まえ、NEDO は 2008 年度からグリー 丸山 亜紀 ビッグデータ時代にはこ のようなデータセンター の省エネ技術がとても重 要になると思います。 次 世 代モジュー ル 型グリーンデ ータセンター の 構成図 外気導入装置 （グリーンユニット） 液冷および電源直流化を 考慮したファンレスサーバー 運輸分野 トラックの自動隊列走行で 15% 以上の燃費向上を目指す 本田 昌弘 このプロジェクトの成果 が未来の交通社会に早 く実現されることを期待 しています。 隊列走行に 要求される機能 車車間の通信技術 直流電源供給と 電源アダプティブ制御 クーリング タワー 省 エネルギ ー 部 主査 ②車間距離維持制御 ④隊列形成 ン IT プロジェクトの一環として、データセンターとネッ 「エネルギーＩ ＴＳ推進事業」の成果として行われたトラックの 自動運転・隊列走行技術デモンストレーションの記者会見で 挨拶する古川一夫理事長 トワークの消費電力量を 30 ％ 以上低減するための技術 ③車線保持制御 開発に取り組んでいます。この成果のひとつが、次世代 白線認識技術 サーバーの省電力運用 モジュール型データセンターの構築です。 自動操舵技術 実はIT機器の消費電力はデータセンター内の省電力の ることを考慮して設計条件を過剰に高く設定し、他の機 約 2 分の１に過ぎず、残りの消費電力は IT 機器の冷却装 器との協調がとれていない状況でした。プロジェクト 置と空調設備が消費しています。したがって、その省力 リーダー・サブプロジェクトリーダーにもご尽力いただ 化のためには、サーバー自身はもちろん、空調、給電、 き、組み合わせたときに過剰性能となるものをできるだ ストレージシステムの消費エネルギーの低減が重要です。 け適正化しました。その他、さまざまなハードルがあり 2013 年 2 月下旬、茨城県つくば市の産業技術総合研究 に車群を組むか。2つ目が車間距離維持制御。車車（車両） そこで、開発したのが液冷を使ったファンレスサーバー ましたが、それに対して公的機関である NEDO だから 所のテストコースで、大型トラック３台と小型トラック１ 間通信技術などを使って、いかに車間距離を短くし、かつ です。これによって、サーバー内で発生する熱がかなり少 こそ果たせた役割があったと考えています。 台が隊列を組んで時速 80km で自動運転する走行実験を 安全に制御するか。車間距離を詰めると、人間が運転でき なくなり、その結果、空調を以前のように低温にする必要 このプロジェクト成果の一部の技術はすでに製品化さ 公開しました。車間距離は4m。人間ではとても運転不可 る限界を超えてしまうため、自動でアクセルとブレーキを がなく、空調機を使わずにサーバーを冷却できるように外 れていますし、今回構築した実証環境を新しい IT 機器 能な間隔ですが、車間距離を詰めて走行すると、車群の 制御します。3 つ目が車線保持制御で、ハンドル操作を自 気を導入する装置を開発しました。そのほか、電源の制御 の開発に活用する構想もあります。このようなプロジェ 空気抵抗が大幅に減って15％以上の燃費向上が図れる上 動制御します。そして、4つ目が衝突回避制御の技術です。 技術の開発など、いろいろな改良を行って、2012 年度に クトを通して、NEDO は日本の産業競争力強化を推進 に、道路容量の増大による渋滞緩和などが期待できます。 隊列走行するトラックには多くのセンサーやカメラ、 目標である30％以上の省エネルギーを達成しました。 していきたいと思っています。 日本のCO₂ 排出量の20％は自動車によるもので、その レーダーが搭載されています。それらを利用して、車線 削減と省エネルギーが課題です。NEDO は 2008 年度か や前方の車や障害物を認識し、その情報を基に各車両の ら、エネルギー ITS 推進事業の中で運転制御・隊列走行 ハンドル操作や加減速を連携制御します。 に関する研究開発を研究機関、民間企業や大学と共同で このような技術が実用化されれば、燃費向上だけでな スタートしました。そしてこのたび、世界トップレベルの く、安全性の向上や運転手の負担軽減にも役立ちます。 技術である車間距離4mでのトラックの自動隊列走行技術 実用化の姿は、速度・車間距離制御から始めて，将来 の開発に成功しました。 的には操舵制御の自動化も目指します。最近、自動車の この自動隊列走行技術は、大きく分けて 4 つの技術か 技術革新にはめざましいものがありますが、今回のよう ら構成されています。1つ目は隊列形成。つまりどのよう な研究開発が一役買っているのです。 しかし、その道のりには苦労も多くありました。とい うのも、IT 機器単体の省エネルギーは各企業ですでに かなり進められており、それを単純に組み合わせただけ では大幅な省エネルギーが達成できなかったわけです。 データセンター従来型と次世代モジュール型 消費電力の比較 サーバー 従来 消費電力 〜21.0kW そこで、 各企業の開発担当者の方々とともに、エネルギー 効率の最適化に向けて、とても多くの要素技術に課題を 設け、細かい調整を行いました。 また、不測事態に自分の担当箇所が不具合の原因とな 12 次世代 消費電力 〜16.9kW 〜1.6kW 省電力運用 液冷化 外気導入 ファン削減 AC/DC変換削減 空調装置 電源装置 〜5.0kW 〜2.0kW 30 % 以上削減 合計 〜28kW 合計 19.6kW 以下 〜1.1kW 電源アダプティブ制御 電源直流化 本ページ資料提供： （独）産業技術総合研究所 ①衝突回避制御 障害物認識技術 GPSを使用した位置認識 大型トラック4 台による速度・車間距離制御自動化の実験風景 13 NEDOのガスタービン技術開発 産業分野 高効率ガスタービンの開発で 発電設備の省エネ化に貢献 省 エネルギ ー 部 丸内 亮 火力発電の高効率化に より電 力 の 安 定 供 給に 引き続き貢献していきた いと思います。 東日本大震災を機に火力発電への依存度が高まり、日本の電力需要に占めるその割合が約 90 ％まで増加して います。そうした中、天然ガスを主な燃料とするガスタービン発電の高効率化は非常に重要になっています。 NEDO では、これまでガスタービンの高効率化に関 の中容量ガスタービン （五井コーストエナジー （株） 五井 する技術開発を複数実施してきました。 発電所）に適用し、本技術の実用化にめどをつけました。 実施例の１つとして、三菱重工業 （株） （独） 、 物質・材料 ガスタービンの効率化には、燃焼ガス温度を高くする 研究機構が取り組んでいる「高効率ガスタービン用ター ほかに、高温部材の冷却空気の削減も効果的です。この ビン翼部材の研究開発」があります。このプロジェクト 技術を適用することで、従来のものに比べて、燃焼ガス では、1700℃ （燃焼機出口ガス温度）級ガスタービン （世界 温度の高温化、部品の冷却空気削減が可能となりガス 最高水準） の実現に不可欠な要素技術であるタービン翼部 タービンを高効率化することができます。 材の開発を行い、超耐熱合金の材料組織を適正に制御で NEDO は、これら以外にもガスタービンの高効率化に きる鋳造技術、および、タービン翼部材の量産時におい 関する技術開発を現在も複数実施しており、今後も助成 ても安定した品質の確保を可能とする製造技術の確立に 事業などを通してガスタービンの要素技術開発を中心に、 めどをつけました。 さらなる高効率化を目指して支援をしていく予定です。 一般的にガスタービンの熱効率向上には、燃焼ガス温 度を高くすることが効果的であり、これまでもナショナ ルプロジェクトにおいて 1500 ℃ 級、1600 ℃ 級ガスター ビンの技術開発を行い、実用化してきました。現在は、 経済産業省においても 1700 ℃ 級ガスタービンの実用化 に向けた実証技術開発プロジェクトを NEDO 事業と並 行して実施しています。 もう１つの例としては、 （株） 日立製作所が取り組んで いる「高効率ガスタービン用アドバンスド遮熱コーティ ガスタービンとは ングの実用化研究開発」があります。このプロジェクト ガスタービンは内燃機関の一種で、高温の気体の流れ あります。 では、ガスタービン単結晶翼用の耐熱温度 950 ℃ 級遮熱 によりタービン （羽根車） を回転させることで、動力また また現在、天然ガスを燃料とする発電システムのうち、 コーティング （世界最高水準） の開発を行い、商用運転中 は推進力を発生させることができる熱機関です。主に発 最も熱効率が高いものとして、 「ガスタービンコンバイン 電、船舶、航空機に使用されています。 ドサイクル発電システム （GTCC） 」 が期待されています。 そして、それを利用したガスタービン発電は、他の発 同システムは、ガスタービンと蒸気タービンを組み合わ 電システムに比べると小型で高出力が得られることに特 せた発電方式でガスタービンや蒸気タービン単体に比べ 徴があります。そのうえ、石炭火力発電に比べ、CO₂ や て10％以上も熱効率が高いという結果が出ています。 NOｘなどの排出量の抑制が行いやすいというメリットも ガスタービン単体の高効率化は GTCC のさらなる高効 （株） 日立製作所の高耐久遮熱コーティングを施したガスタービン翼組み込み時外観 タービン 高効率ガスタービン 燃焼機 高効率ガスタービン（ガスタービンコン バインドサイクル）の仕組み 圧縮機 率化にもつながり、現在の日本の電 力需要や地球温暖化防止策に大きく 寄与することが期待されます。 出力軸 タービン動 翼 （株） 日立製作所の高効率ガスタービン用 タービン試作翼 三菱重工業 （株） の1500℃級ガスタービンのローター 14 三菱重工業 （株）高砂製作所 実証プラント内のガスタービン 15 関西支部は、国内唯一の支部として中部、近畿、中国、四国、 九州・沖縄地域を担当エリアとして業務を行っております。 支部では、広報活動の一環として、各地域の特性・ニーズに 応じた「 NEDO 技術フォーラム」を各地域の経済産業局等と連 携して実施しております。 今年度も右のような日程とテーマで、基調講演や事例紹介を 行います。詳細につきましては今後順次ホームページに掲載い たしますので、ぜひご覧ください。 また、支部では、NEDO 事業への応募等に関する個別相談を 随時受け付けております。ぜひお気軽にご相談ください。 新幹線 関西支部 新大阪駅 ヨドバシカメラ JR大阪駅 大 郵阪 便中 局央 梅田 ダイビル 阪 神 高 速 出入橋 出口 ハービス OSAKA 梅 田 駅 大丸百貨店 阪神梅田駅 阪 急 百 貨 店 地 御 下 堂 鉄 筋 東 線 西 阪神百貨店 梅 田 ヒルトン 駅 ホテル 四 つ 地 橋 下 線 鉄 梅阪 田急 駅 梅 田 駅 谷地 町下 線鉄 北新 JR東 地駅 西線 関西支部 周辺地図 事務所は JR 大阪駅から徒歩数分の交通至便な場所に立地しております。 〒530-0001 大阪市北区梅田 3-3-10 梅田ダイビル 16F E-mail：kansai ＠ ml.nedo.go.jp TEL：06-7670-2200 FAX：06-6344-4574 過去のフォーラムの様子 個別相談の様子 ■ NEDO 技術フォーラム in 中国（ 2013 ） テーマ：次世代パワー半導体で省エネルギー社会を実現 日時：平成 25 年 10 月 9 日 （水） 場所：広島国際会議場中会議室 ■ NEDO 技術フォーラム in 近畿（ 2013 ） テーマ：未来社会を支えるロボット技術 日時：平成 25 年 10 月 23 日 （水） 場所：グランフロント大阪カンファレンスルームタワー B10F ■ NEDO 技術フォーラム in 中部（ 2013 ） テーマ：ものづくりと医療の連携に向けて 日時：平成 25 年 11 月 6 日 （水） 場所：愛知県産業労働センター（ウインクあいち）小ホール 1 ■ NEDO 技術フォーラム in 九州（ 2013 ） テーマ：海に広がる未来のエネルギー（洋上風力発電を中心として） 日時：平成 25 年 11 月 19 日 （火） 場所：JR 博多シティ10F 会議室 ■ NEDO 技術フォーラム in 四国（ 2013 ） テーマ：ナノテクで紡ぐ高機能材料 日時：平成 25 年 11 月 26 日 （火） 場所：サンポートホール高松第 2 小ホール NEDO が参加するイベントのご案内 ② INCHEM TOKYO 2013 ／ NEDO 省エネルギー技術フォーラム 2013 （金） 2013 年 10 月 30 日（水）∼11 月 1 日 会場：東京ビッグサイト NEDOは「第 20 回 ITS 世界会議／東京 NEDOは、 「プラントショー」 、 「イノベーション・プロダクツ」 、 「ECO-MAnufacture」 、 「水イノ 2 013 」に出展します。同会議においては、 ベーション」の4つの展示会で構成される、プロセス産業および環境エンジニアリングの総合展 NEDOがこれまで推進してきたエネルギーITS 示会に出展します。 に関する成果を展示します。 また、同会場では、NEDOで実施している省エネルギー関連の事業を紹介する「 NEDO 省エネルギー技術フォーラム2013」も開催します。 新エネルギー・産業技術総合開発機構（ NEDO ） の広報誌「 Focus NEDO 」は、NEDO が推進 するエネルギー・環境・産業技術に関する様々 な事業や技術開発について、ご紹介します。 エネルギー・環境・産業技術の今と明日を伝える【フォーカス・ネド】 本誌の定期送付・送付中止・送付先変更のご依 頼はこちらまで E-mail:[email protected] FAX:044-520-5154 「 Focus NEDO 」編集担当宛 エネルギー・環境・産業技術の NEDO が実施するプロジェクトの公募情報や、NEDO の最新の成果や活動などをお知らせするメール配信 今と明日を伝える【フォーカス・ネド】 サービス（無料）を行っています。ぜひご登録ください。http://www.nedo.go.jp/nedomail/index.html 編集：広報部 編集長：前川一洋 デザイン： （株）小学館集英社プロダクション 印刷： （株） 佐藤印刷所 ① 第 20 回 ITS 世界会議／東京 2013 （火） ∼18 日 （金） 2013 年10月15日 会場：東京ビッグサイト フォーカス・ネド No.49 ／ September 2013 発行：独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構 〒212-8554 神奈川県川崎市幸区大宮町 1310 ミューザ川崎セントラルタワー 17 階 TEL.044-520-5152 FAX.044-520-5154 E-mail:kouhou＠ml.nedo.go.jp NEDO 関西支部のご案内 エネルギー・環境・産業技術の今と明日を伝える【フォーカス・ネド】 NEDO information