産業用コージェネレーションシステムの特徴とメリットデメリット

更新日:2018年12月7日

コージェネレーションの特徴をご紹介しているページです。

発電時に発生する排熱を利用したエネルギー供給システムで、より効率的にエネルギーを活用できるコージェネレーションですが、どのような仕組みで発電を行い、どのようなメリットやデメリットがあるのでしょうか。

目次

  1. 特徴・仕組み
  2. メリットデメリット
  3. みんなの賛成意見
  4. みんなの反対意見

特徴・仕組み

コージェネレーションシステムの仕組み

ガスタービンや燃料電池などを使って発電をすると熱が発生します。従来は生み出した電力を電化製品や照明などに使っていただけで、熱は何にも使っていませんでした。

このもったいない熱を有効活用するために誕生したのがコージェネレーションです。ちなみに、日本語で「熱電併給」とも言われています。

具体的にこの熱を何に利用するのかというと、空調や給湯などに用いられています。熱を利用して暖房に活用したり、温かいお湯を作り出したりすることができるのです。

その他、廃熱利用吸収冷凍機という設備に熱を送って冷房として活用することもでき、節電や電気代の節約に役立っています。

また、熱を利用して蒸気を作り出し、その蒸気を蒸気タービン発電機に送って、更に発電を行うという活用方法もあります。

このような2つの発電機を用いた複合的な発電方法を「コンバインドサイクル発電」と言い、主に規模の大きな火力発電所で行われていて、発電効率の向上に大きく寄与しています。

メリットデメリット

コージェネレーションシステムの解説イラスト

コージェネレーションシステムの大きなメリットの一つが、非常用電源としても活用できるという点です。

上のイラストの通り、従来の仕組みでは電力とガスは切り離されているため、事故や災害などによって電力会社から電力の供給が途絶えてしまうと電力を全く使うことができないという事態が発生していました。

しかし、コージェネレーションシステムならガスを発電に使用することができるため、広範囲に及ぶ停電が発生した場合でも電力を使えるのです。

都市ガスは地下のパイプラインを通じて提供されているため、事故や災害などによって供給が途絶えるというリスクは非常に少なく、安定的に使えるという点も魅力の一つです。

ただし、メリットばかりではありません。残念ながらデメリットや問題点も無い訳ではありません。以下に前述した以外のメリットと、まだ触れていないデメリットについての解説をします。

メリット・利点

ホテルやオフィスビルや医療福祉施設などといった電力需要の大きな建物だけではなく、近年ではエネファームエコウィルなどといった商品の誕生によって一般住宅にも導入が進みつつあるコージェネレーションシステムですが、一体どのようなメリットや利点があるのでしょうか。以下に簡単にまとめてみたいと思います。

省エネで電気料金を抑えることができる

コージェネレーションシステムの代表的なメリットがこちらです。

従来は使用する電力の全てを電力会社から購入するという仕組みでしたが、コージェネレーションシステムを導入することによって建物内で発電を行うことができるようになるため、電力会社から購入する電力量を削減することができます。

細かい数値は変動しますが、日本の主流の発電方法である火力発電を例に挙げると、約58%の廃熱が利用されないことに加えて、建物まで電力を届ける際に送電ロスが約2%存在します。

よって従来の場合は総合エネルギー効率が約40%となります。

一方でコージェネレーションシステムの場合は、利用困難な廃熱が約15%~30%しか発生しないため、総合エネルギー効率は約70%~85%となります。

発電に必要なガスはパイプラインを通じて送られてくるためロスはありませんし、また発電も建物内や敷地内で行うため送電ロスがほとんどありません。

また、ガス会社によってはコージェネレーションシステムを導入している建物専用の料金プランを設けているところもあります。普通にガスを使用するよりも優遇された低めの価格が適用されるため、更にコスト削減を見込むことが可能です。

環境に優しい

コージェネレーションシステムで使用する都市ガスは天然ガスを使用しています。同じ化石燃料でも石炭や石油と比べると、燃焼させた際の二酸化炭素や窒素酸化物の排出量がかなり少なく、比較的クリーンなエネルギーと言えます。

以下が石炭を100とした場合の排出量の割合です。左から「石炭:石油:天然ガス」の順です。

  • 二酸化炭素「100:80:60」
  • 窒素酸化物「100:80:40~20」
  • 硫黄酸化物「100:70:0」

停電時にも安心

万が一の災害や事故などによって、電力会社からの電力供給が途絶えて停電になってしまった場合でも、コージェネレーションシステムを導入していれば、長時間にわたって安定的に電力を使用することができます。

そのため、広範囲にまたがる停電の場合は地域の防災拠点としても活用することが可能です。

非常用発電機としても使える

一つ上の項目と似たようなメリットではありますが、いつも発電を行っていますので、非常用発電機としての機能も有しているということができます。

都市ガスの供給を受けて発電を行うこともできますし、CNGやLPGボンベといった予備燃料から発電することも可能です。非常用発電機を置く必要がない分、省スペースを実現できます。

デメリット・問題点

「エネルギーにかかるコストを削減することができる」「万が一の停電時にも長時間にわたって電力を供給できる」などといった様々なメリットを持っているコージェネレーションシステムですが、現在のところ普及が進んでいるとはまだ言い難い状況です。

その理由としてコージェネレーションが抱えるいくつかの課題が挙げられます。

大きな初期投資が必要となる

省エネと省コストを実現できるコージェネレーションシステムですが、最大のデメリットと言っても過言ではないのが初期投資の必要性です。

一般家庭用のコージェネレーション製品でもエコウィルが約60万円~80万円、エネファームが約200万円~300万円と、かなりの高額ですが、商用は更に高くなります。

もちろん導入先の規模によっても異なりますが、設備費用や設置工事費用などをトータルで考えると数千万円の初期投資が必要となります。

ただ、規模が大きくなればなるほど初期費用が高くなるものの、享受できる省エネや省コストなどといったメリットも大きくなると言えます。

知名度が低い

続いてご紹介するデメリットは知名度に関する点です。先の項目でも登場しましたが、家庭用のコージェネレーション製品は「エネファーム」や「エコウィル」などといった覚えやすいブランド名が設けられています。

東京ガスや大阪ガスなどといったガス事業者や、パナソニックやENEOSなどといったコージェネレーション製造メーカーなどによる積極的なPRのおかげで、エネファームやエコウィルは名前だけでも広く知られるようになりました。

しかしながら、商業用のコージェネレーションシステムにはブランド名が設けられていない(もしくはブランド名が統一されていない)ため、名前も仕組みもメリットもあまり知られていないという現状があります。

二酸化炭素の削減効果が過小評価されている

法務的な話になりますが、日本では地球温暖化対策の推進に関する法律(温対法)が設けられています。これは二酸化炭素の大規模排出事業者に対して、二酸化炭素排出量の算定と報告を義務づけている法律です。

この法律に従って、各事業者は「温室効果ガス排出量(様式第一)」という報告書を提出していますが、現状ではコージェネレーションシステムによる二酸化炭素排出量の削減効果はこちらの報告書に反映することができていないのです。

そのため、コージェネレーションシステムを導入している各事業者は、義務ではなく任意報告である「様式第二」の方で報告をしていることが多いです。

コージェネレーションシステムによる二酸化炭素排出量削減効果は小さなものではありませんので、過小評価されずにしっかりと正当な評価を獲得するためにも、義務である「様式第一」の方に反映されるべきだという意見が多く挙がっています。

燃料価格の変動による影響を受けやすい

最後にコージェネレーションシステムで使用するガスの懸念点をご紹介します。

現在広く使われている都市ガスは天然ガスを使用しています。この天然ガスは日本でも新潟県や北海道などで生産されていますが、国内消費量の約3%しか占めていません。

天然ガスの国内消費量の95%以上は海外からの輸入に頼っているのです。

輸入先の国として、マレーシア・オーストラリア・インドネシア・カタール・ロシアなどが代表的な存在です。これら5ヶ国だけで総輸入量の70%以上を占めています。

海外からの輸入が悪いという訳ではないのですが、国内生産量があまりに少ないため、仮に世界的に天然ガスの価格が向上した場合、天然ガスを使用している都市ガスの価格も向上する可能性が高いと言えます。

みんなの賛成意見

コージェネレーションシステムに関しての個人的な意見を集めてみました。前半には産業用や公共用のシステムに関する意見を、後半には家庭用のシステムに関する意見を掲載しています。

●●日本は非常に資源が乏しい国ですので、コージェネレーションシステムによってエネルギー効率を高めていくのは非常に重要なことだと思われます。枯渇性資源と呼ばれるように、資源はいつ枯渇するか分かったものではありませんし、輸出国の政情などによっても価格が簡単に上下してしまいます。

燃料費が高騰した時に経営が悪化するというのも、考えられない話ではありません。コージェネレーションシステムを導入すれば燃料費も大幅に抑えられるのではないでしょうか。また、最近は円高の傾向も少しづつ是正されてきているので、ますます燃料にかかるお金は高騰してしまうでしょう。

そうなる前にコージェネレーションシステムを導入しておくのは、経営の視点からいっても非常に重要でしょう。最近ではエコに敏感な消費者も増えていますし、そういった層へのアピールにもなるのではないでしょうか。

●●エネルギー問題が注目されていますが、廃熱を利用して総合エネルギー効率を高めることができるコージェネレーションシステムの普及は、環境や資源などの観点からも多いに進められるべきだと思います。

大きな課題となっている原発問題や、クリーンエネルギーの普及などはすぐに解決できる問題ではなく、解決あるいは改善にはある程度の年月が必要だと思われます。エネルギー問題を議論するうえからも、まずは実現可能な産業分野や家庭などのエネルギーロスを減らすことを実行していくというのは非常に大切なことだと思います。

燃料電池などの技術も進化している今、コージェネレーションの広範な普及は更なる「技術的進化」と「コストの低減」を図る上でも重要で、エネルギー問題についての意識が高まっている現在はまさにそのチャンスの時だと考えられます。

●●エネルギー消費の効率化の観点から言えば、用いた原料から限りなく100%に近いエネルギーを活用することが理想的です。このことが資源消費量の節約や環境負荷の低減につながりますから、限られた資源からより多くのエネルギーを取り出そうとするコージェネレーションの概念は価値があると言えるものだと思います。

現在実用化されている仕組みや設備はまだまだ改良の余地がるものだとしても、今できることに取り組む事は技術開発やノウハウの蓄積に役立つものなので、一層普及に向けて力をいれていくべきものだとも思います。

リスク分散にもなりますし、スマートエネルギーの実用化に向けて発電元の多様化という意味でも十分に貢献しうるものです。さらなる開発が進めば、むしろコージェネレーションシステムを導入していることが当たり前の時代が来るのではないかと思っています。安全で効率の良いシステムの筆頭候補です。

●●私がコージェネレーションという言葉を初めて聞いたのは、大学の授業の中でした。もともと環境保全に興味を持っていたので、コージェネレーションというシステムはとても合理的だと感じました。

特に、スーパーや工場など大規模な電力需要がある場所で有効なのではないかと思います。一方で一般家庭への普及については、まだまだコスト面でも課題が残りますが、将来的には必ず普及していくとと思っています。

持続可能エネルギーに関しては、コージェネレーションだけではなく、たくさんの種類がありますが、コージェネレーションは地球温暖化の問題やエネルギー供給の問題を軽減するために欠かせないシステムだと個人的に考えています。

まずは、一般の人たちへの周知を徹底させることが大切なのではないでしょうか。一人一人の意識に訴えかけることで、将来的な普及が加速すると思います。

●●誰でもできる簡単なエコということで、コージェネレーションシステムを導入する家庭が増えることに賛成です。電気とガスを上手に活用して、今まで廃棄されていた熱を利用してお湯を沸かしたり、そのことで電気代が約半分に抑えられる等、家庭でのメリットもたくさんあります。

もちろん、コージェネレーションシステムの導入にはコストもかかります。育ち盛りの子どものいる家庭では、そのお金を教育費に回したい気持ちも分かります。

でも、車を1台買ったと思ってみてはどうでしょう。車よりも利用できる年数は長いですし、車を持っていればガソリン代や保険料などでお金が減っていく一方ですが、コージェネレーションシステムは電気代を安くしたり家計を助けてくれます。

環境に優しいということは、子どもたちの未来に投資していことと同じだと思います。これから、エネルギーの有効活用が益々盛んになると良いなと思います。

●●家庭用コージェネレーションシステムである「エコウィル」や「エネファーム」には賛成です。理由は主に2つあります。

1つは、電気代の値上げに影響されにくいからです。自宅で発電できれば電気の買う量を抑えられます。つまり、電気代を低く抑えられるのです。実際に大手ガス会社は現在発電事業でも儲けているようです。家庭も見習うべきではないでしょうか。

もう1つの理由は、送電システムのリスクが低いことです。当たり前のように電柱や電線が町中を走っていますが、将来的には無くなるかもしれません。

それは維持管理コストが多大にかかるからです。ひょっとすると政府が自家発電を促進する方針を出すかもしれません。そうすると自家発電できる家がお得ですし、安心です。現在、発送電分離の議論が進んでいますが、注視しておいた方が良いでしょう。個人の意見になりますので、あくまで参考程度にして頂ければと思います。

●●コージェネレーションという言葉をご存知でしょうか。熱電併給とも呼ばれる、新時代のためのエネルギー供給システムです。「エネファーム」や「エコウィル」が家庭用製品の代表例です。これらは一般家庭でのエネルギー供給源として開発され、これから広く普及することが見込まれています。

これらのシステムは各家庭で発電をおこなうため、まず第一に電気代が安くなります。それに加えてガス料金の割引を受けられたり、補助金制度の恩恵にあずかることもできます。

こんな時代ですから、私たち一人一人がエネルギーに対する意識を高めることが必要ではないでしょうか。コージェネレーションは二十一世紀の日本をささえる礎となるべき概念だと思っています。

みんなの反対意見

産業用・家庭用問わず、コージェネレーションシステムに否定的な意見を集めてみました。いずれも電力やエネルギーの専門家による意見ではありませんが、ごく一般の方々が考えているデメリットや問題点などを知ることができます。

●●安易なコージェネレーションシステムの導入に反対です。電気代の削減を目的に、産業用コージェネレーションシステムを導入する企業も増えてきていますが、導入するシステムを見誤ると、電気代の削減どころかシステム運用自体のコストがかかりすぎてしまい、結局システム利用を辞めてしまうケースも存在します。

特に注意したいのは、システム導入時の安さに引かれて無名の海外製品などを導入してしまうケースです。産業用コージェネレーションシステムは、比較的大きな規模になることが多く、システムも複雑になるため、実績の少ない製品を使用した場合に故障トラブルが多発する恐れがあります。

また、機器のメンテナンスとして点検作業があったり、数年に1回のオーバーホールもあります。初期投資が国産のものよりも安いからといって、運用コストまで安いとは限らないのです。

産業用のシステムは、長期的に使えるシステムの選定が不可欠です。そもそも企業にとって必要なのか運用面も含めて検討してから導入すべきで、電気代を削減したければ他の面からも検討し、今できることから始めるべきだと思います。

●●震災以降、電力会社に頼らずにエネルギーを生み出し、使用するという思考が高まり、その中でコージェネレーションのメリットが多く取り沙汰され、賞賛されてきましたが、日本においてまだまだ普及しているとは言い難いものがあります。私個人の意見としては、2つの理由でコージェネレーションの推進には反対です。

1つ目は「設備の建設にコストがかかる」という点です。機械室を建設するためのコストがかかり、それにメンテナンスの必要がります。加えて、防音工事の必要がある場合も出てきます。

2つ目は「あまった排熱の問題」です。日本は寒い季節ばかりでなく、温暖化により猛暑におそわれる期間も年々長くなってきています。そこで、床暖房や給湯の必要ない期間も長くあり、排熱が無駄になるおそれがあります。

高いお金をかけてコージェネレーションシステムを建設導入する場合、年中温水プールを利用する大型施設でもない限り、熱に関しては無駄が生まれるような気がします。コージェネレーションを導入するための資金があれば、太陽光発電システムの導入や蓄電池の購入を検討した方が費用対効果が良いように思います。

●●コージェネレーションのシステムそのものにはあまり詳しくないのですが、「本当に素晴らしいものなのか」と自問自答してみると絶対に良いとは言い切れず、賛成に回れない気持ちがあります。

確かに、今までの家庭用のエネルギー関連設備と比べて、インフォメーションの仕方や普及の広がり方を見ていましても、比較的導入しやすいものだと思います。

しかし、その反面、問題点もあると思うのです。そこがはっきりと見えないままに進めていくことには疑問が残ります。耐久年数や損傷頻度などもそうですし、安全面などの整備も気になるところです。そんなのは自分で調べればいいと言う方もいるかとは思いますが、もっと分かりやすく明記(PR)して欲しいなと思うのです。

新しいものに頼りたい気持ちもありますし、地球環境や危機管理などの視点からも、コージェネレーションにはこれからの日本のエネルギー需要を担っていってほしいとも思います。ですが、コスト面・耐久年数・損傷頻度・安全性などの問題について、あまり提起されていない点が非常に気になります。

何事にもメリットとデメリットがあります。メリットばかりが目立つ状態であり、デメリットについて提起し、説明を掲げるところがあまりに少ないと思います。この点が多少なりとも改善がなされてから、推進するべきだと考えます。

●●もともとコージェネレーションは、大規模な建物や病院などで停電時や災害時の緊急対策電源として利用されたのが始まりです。その後、再開発地区や大規模工業団地などでは地域の電源をまかなうことを目的とした平常時も運転するコージェネレーションが採用されるケースが増えてきました。

このところコージェネレーションシステムが脚光を浴びている背景には、3.11の東北大震災の教訓があるからでしょう。大規模災害で原発がストップすると、電力供給が不足するというリスクが露呈されたことで、将来へのリスク管理としてコージェネレーションシステムの採用を後押ししている気がします。

ただし、コージェネレーションシステムの熱源は基本的にオイルかガスです。ですから、CO2は発生します。地球温暖化対策には逆行します。確かに、その場で電気を作って使うのですから送電ロスは少ないというメリットはあるでしょう。しかし、全面的なオイルやガスへの依存はリスク管理の上からも賢明ではないと思います。

●●家庭用のコージェネレーションシステムについては反対です。理由は、トータルコストを加味してPRしていなように思うからです。確かに、曇りの日でも夜でも発電してくれるのはいいことです。電気代も間違いなく軽減されます。しかしながら、設置すれば永久に使えるというものではないのです。

エネファームなら燃料電池を、エコウィルならガスエンジンを発電の際に使用しますが、どちらもいつかは必ずメンテナンスが必要となります。

サポート期間内であればメンテナンスを無料でしてくれますが、期間が過ぎた後は全て有償での対応となってしまいます。そのコストと故障のリスクを考えると、そこまでコストパフォーマンスに優れた製品とは考えにくいです。

あとは設置場所も普通のガス給湯器に比べるとより広いスペースが必要です。月々のガス代が割安になるからといって、気軽に家庭用コージェネレーションシステムを採用するのは個人的にはあまりお勧めできません。実際に検討する際には、他の給湯システムと、費用対効果や性能を比較することをお勧めします。

●●産業用コージェネレーションの場合、家庭用のエネファームやエコウィルとは異なり、導入にはとても複雑なシステムが必要となります。その装置のメンテナンスを誰がするのか、停電や故障があったときには誰がどう対処するのかなど、その装置に関しての専門家が導入先に1人でもいないと安心して使えないような気がします。

また、余分に作り過ぎた電力を売却するための仕組みや、蓄電池を併用して電力を蓄える仕組みなどを整えてから導入しないと、コストに見合った活躍ができないでしょう。電力会社とガス会社と提携して、コージェネレーションによる売電や蓄電の制度を先に整備するべきではないでしょうか。

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