2011年11月29日 海外・国内における波力・塩分濃度差・潮流・海流発電の開発動向と必要技術

第1部 海外・国内における波力発電の開発・市場動向と展望

(2011年11月29日 10:00～11:30)

講師 : 東京大学 生産技術研究所 特任教授 黒崎 明 氏

　東北大震災津波による福島の原子力災害を契機として世界中で電力供給構造の見直しが始まっている。
　海洋エネルギーについてもその大きなポテンシャルに注目が集まり、将来の重要な電力源と目されるようになった。
　2011年9月には欧州波力・潮力エネルギー国際会議 (EWTEC) が開催され、欧州発の世界的金融危機懸念を払拭する盛況を呈した。
　本講演はこうした動向を説明するとともに、今後の課題・展望について意見を述べる。

1. 国際会議EWTEC2011から
   1. 議長メッセージ
   2. 重要なサイン
   3. トピックス
2. 海洋エネルギー利用の開発動向
   1. 世界の最先端
   2. 日本の胎動
   3. 課題
3. 東北再生への海洋エネルギー利用開発
   1. 脱原発への道のり
   2. 繰り返される三陸大津波との関係
   3. 国際海洋連携ネットワーク

第2部 波力発電装置のシステムと波パワーの賦存量・適地選定

(2011年11月29日 12:10～13:40)

講師:
(株)三井造船昭島研究所 事業統括部 プロジェクト事業部
部長 宮島 省吾 氏

　1970年代の石油ショックの際に、石油の代替エネルギーとして波力発電の研究が各国の研究機関で盛んに行われた。特に我が国は、波力発電の国際研究において中心的立場に立ち、いち早く大型実証試験機を開発して研究をリードした。しかしながら、石油価格が安定し始めると、発電コストが高いという問題から我が国における波力発電研究は縮小され、マイティーホエールの実証研究を最後に、大規模なプロジェクトは行われていない。
　一方、欧米各国では、地球温暖化対策の一環として、2000年頃から海洋再生可能エネルギー利用に対して多額の補助金をつぎ込み、最新の発電システムや制御システムを組み込んだ新世代の波力発電装置が開発され、いくつかの実海域実証試験も行われている。また、我が国でも、今年度からNEDOが波力発電を含む海洋再生可能エネルギー利用装置の実証研究と技術開発研究の公募を開始した。
　本講演では、1970年代～2000年にかけて我が国で行われた波力発電開発の技術的説明と問題点、最近の波力発電システムの紹介および波パワー賦存量の推定方法と日本近海の適地選定方法の例について説明する。

1. 波力発電の始まり
   1. 波力発電の仕組み
   2. 波力発電ブイ
   3. 海外での研究
2. 日本で行われた大規模プロジェクト
   1. 「海明」プロジェクト
   2. 「沿岸固定式」プロジェクト
   3. 「マイティーホエール」プロジェクト
   4. 問題点
3. 最近の波力発電システム
   1. 技術的動向
   2. 代表的なシステムの紹介
4. 波パワー賦存量と適地選定
   1. 波パワー賦存量の推定方法
   2. 適地選定の例

• 質疑応答

第3部 海外・国内における塩分濃度差発電の発電システムと開発動向

(2011年11月29日 13:50～15:20)

講師:
山口大学 大学院 理工学研究科 物理化学専攻 精密化学
機能性高分子工学 教授 比嘉 充 氏

　濃度差発電は、海水等の塩水と、河口・下水排出口等の淡水間との混合エントロピー変化を電力に変換する発電方式である。
　環境に熱負荷を与えず、CO2削減効果に優れ、風力や太陽光のような時間変動がほとんどなく、安定性が非常に高い、次世代の再生可能エネルギーとして最近特に注目されている。
　濃度差発電には半透膜を使用して浸透圧差を水圧差に変換して発電する浸透圧発電Pressure Retarded Osmosis (PRO) と、イオン交換膜の両側の塩濃度差により発生する起電力を利用する逆電気透析 (Reverse ElectroDialysis) がある。
　ここではこれらの原理と特長、そして現状と今後の展望について述べる。

1. 濃度差発電とは
   1. 海水 (塩水) と河川水 (淡水) が有する濃度差ポテンシャル
   2. 濃度差より電気を取り出す2つの方法
2. 逆電気透析 (RED) の原理と特長
   1. 電気透析 (ED) の原理
   2. REDで発電する原理
   3. REDの特長
   4. REDの技術要素
3. 浸透圧発電 (PRO) の原理と特長
   1. 正浸透現象とは
   2. 浸透圧差より発電するPROの原理
   3. PROの特長
   4. PROの技術要素
4. 濃度差発電 (RED、PRO) の現状と今後の展望
   1. RED、PROの現状
   2. RED、PROの今後の展望

• 質疑応答

第4部 海外・国内における潮流・海流発電の発電システムと開発動向

(2011年11月29日 15:30～17:00)

講師:
日本大学 理工学部 電気工学科
准教授 塩野 光弘 氏

　海水の流れを利用する海流および潮流発電は、原理的には風力発電と同じであるが、流体密度が高いため、海流・潮流のエネルギー密度は風力よりも高く、再生可能エネルギーの中で発電のポテンシャルが高いとも言われている。
　海流・潮流エネルギーを利用した発電に関して、我国では1970年代中頃から検討されてきているものの研究開発段階で終わっている。
　しかし、2000年頃からー欧州で盛んに海洋エネルギーの研究開発が進み、海流・潮流発電の商業ベースを目的にしたプロトタイプの実証実験を終えて、その実用化の目前にきている。
　本講演では海流・潮流発電の仕組みから国内外の開発動向、風力発電に比較してなかなか導入されない問題点などについて解説を行う。

1. 潮流・海流とは
   1. 海流の発生原理と性質
   2. 潮流の発生原理と性質
   3. 潮流・海流のエネルギー賦存量
2. 潮流・海流発電の仕組み
   1. 流れの持つエネルギー
   2. エネルギー変換デバイス
   3. エネルギー変換効率
3. 潮流・海流発電の発電システムと開発動向
   1. 海外における発電システムと開発動向
   2. 国内における発電システムと開発動向
   3. 潮流・海流発電の課題

2011年11月30日 海洋温度差発電・海洋深層水複合利用システムの現状と日本企業の参入余地

第1部 海洋温度差発電の開発動向と世界市場の展望

(2011年11月30日 11:00～12:30)

講師 :
(株)ゼネシス 代表取締役 實原 定幸 氏

　海洋温度差発電は、その歴史は100年を越え、多くの人々が研究に携わってきた。しかし、1980年代後半からは、安い石油価格のなか、経済性がないとして研究開発が低迷していた。しかし近年の地球環境問題や石油価格の上昇、さらには東日本大震災により再生可能エネルギー利用の促進が求められるなか、再び海洋温度差発電が注目され、その実用化が期待される。
　本セミナーでは、海洋温度差発電の原理と特長、また開発の歴史を解説するとともに、国内外の現状とこれからの普及に向けた取り組みについて述べる。

1. 海洋温度差発電のしくみと特長
   1. 海洋温度差発電の原理
   2. 海洋温度差発電の特長
2. 海洋温度差発電の歴史
3. 海洋温度差発電の開発動向
   1. 要素技術開発の進展
   2. 海洋深層水の多目的利用への注目
   3. 関連技術の実績の積重ね
4. 海洋温度差発電市場への展望
   1. 日本の動向
   2. 海外の動向
5. まとめ

• 質疑応答

第2部 海洋深層水利用の現状と展望

(2011年11月30日 13:30～15:00)

講師 :
大阪府立大学 大学院 工学研究科 教授 大塚 耕司 氏

　海洋深層水は、海洋の大規模な熱塩循環によって作り出される再生可能資源であり、安定性、富栄養性、清浄性という特長を持つ。
　これらの特長を生かすことにより、海洋温度差発電をはじめとする冷熱エネルギー利用、水産分野、農業・畜産分野、飲料水・食品分野、医療・美容・健康増進分野など、様々な分野において多岐に亘る利用方法が考え出されている。
　これらは、単にビジネスとしての可能性を広げるだけではなく、地球規模での資源枯渇に対する切り札としての役割も果たすことができる。
　本セミナーでは、そのような地球規模での海洋深層水利用の必要性について触れた後、様々な利用法について解説するとともに、国内外での動向と中長期的な展望について述べる。

1. 海洋深層水利用の必要性
   1. 水・食糧・エネルギー資源の現状と将来
   2. 再生可能資源としての海洋深層水
2. 海洋深層水の様々な利用法
   1. 海洋温度差発電
   2. その他の冷熱エネルギー利用法
   3. 水産分野での利用法
   4. 農業・畜産分野での利用法
   5. 飲料水・食品分野での利用法
   6. 医療・美容・健康増進分野での利用法
3. 海洋深層水利用の展望
   1. 国内の海洋深層水利用の動向
   2. 海外の海洋深層水利用の動向
   3. 海洋深層水利用の中長期の展望

第3部 海洋深層水多段利用システムの現状とその可能性

(2011年11月30日 15:10～16:40)

講師 :
清水建設(株) 技術研究所 地球環境技術センター 主任研究員 森野 仁夫 氏

　海洋深層水複合利用システムは、海洋深層水が持つ低水温、清浄、富栄養の3大特性を複合的に利用して、システムの経済性を高める目的で設計される。海洋深層水を利用する用途としては、海洋温度差発電、海水淡水化、冷房、冷却、飲料・商品生産、水産養殖、農業、健康・医療、観光などがあり、海洋深層水複合利用システムは、これらの用途を実現する要素技術を合理的に組み合わせて構成される。
　本セミナーでは、海洋深層水の特性とその利用技術について実施事例を含めて解説し、これらを基に構成される海洋深層水複合利用システム設計例を紹介し、海洋深層水複合利用システムの現状と課題、その可能性について述べる。

1. 海洋深層水の特性と利用方法
   1. 海洋深層水とは?
   2. 海洋深層水の3大特性
   3. 海洋深層水の利用方法
2. 海洋深層水利用の現状
   1. 海洋深層水取水施設と適用技術
   2. 要素技術の適用事例
3. 海洋深層水複合利用システムの設計
   1. 海洋深層水研究所の設計例
   2. エネルギー使用合理化海洋資源活用システムの設計例
   3. 熱帯地域での設計例
4. まとめ
   1. 技術課題
   2. 今後の可能性

• 質疑応答