エネファーム エネファームの概要

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エネファーム

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2023/01/17 05:40 UTC 版)

画像提供依頼：燃料改質器、固体高分子形燃料電池スタック、インバータ、熱回収装置、貯湯槽、バックアップ熱源が写っている画像の画像提供をお願いします。（2011年3月）

エネファームは、家庭で電気とお湯を同時につくり出す家庭用燃料電池として、「エネルギー」と「ファーム＝農場」を組み合わせて名付けられた。

また シンボルマークとして『人に地球にたくさんの実りをもたらす新エネルギーを表現した木』を採用。その木の実は、家庭用燃料電池がもたらす「電気」「お湯」「快適」「環境」「先進」「未来」など、さまざまな価値を表現している。家庭からのCO₂排出削減に貢献し、未来の低炭素社会のエネルギーシステムの柱として普及することを目指している。

概要

都市ガス・LPガスから、改質器を用いて燃料となる水素を取り出し、空気中の酸素と反応させて発電する。発電時の排熱は給湯に利用し、エネルギーを有効活用するので、省エネルギーとなる。なお発電の際には、水素を用いるため二酸化炭素が発生しないが、改質で水素を取り出す過程では、二酸化炭素が排出される。

出力は発電出力700W（アイシン、パナソニック）、400W（京セラ）。固体高分子形燃料電池（PEFC）と固体酸化物形燃料電池（SOFC）の2種類がある（長府製作所等ではSOFC型を「エネファームtype S」と呼称）。

災害による停電時でも発電できる機能を有しているため、新型コロナウイルス感染症での在宅避難の必要性から、エネファームのレジリエンス性が高く評価されている。

メリットとデメリット

メリット

• 発電で発生した排熱を直接利用できるため、排熱を利用しないタイプの火力発電や原子力発電と比べて、発電時のエネルギー利用効率が高い^[1]。コジェネレーションも参照のこと。
• 自宅で発電をするため、送電ロスが無い。
• ガス会社によっては、エネファーム専用料金プランを用意しており、ガス料金の割引を受けられる。
• 給湯時の発電により、家庭で使用する4 - 6割程度の電力量をまかなえるため、電気料金が安くなる。
• 補助熱源機を組み合わせて使用するため、湯切れの心配がない。
• 設置時に補助金が支給される。
• 停電時でも発電が可能。
• 災害時には在宅避難が可能なため、レジリエンス性が極めて高い。
• 発電の様子がリモコンの画面で確認できるので、電気に対する意識が高まり、省エネルギーにつながる。
• 発電の際に発生する熱を捨てずに、お湯を作り給湯に利用するので、エネルギーをフルに活用できるシステムになる。
• 売電契約をしていれば、余剰電力はガス会社に売れる（SOFC機）。

デメリット

• 発電時の排熱で貯湯タンク内のお湯を温めるシステムであるため、貯湯タンクを設置するためのスペースが必要になる。小型の場合エアコンの室外機ほどのスペースが必要である^[2]。
• ガス給湯器と比べると、補助金制度はあるものの初期費用が高い。1機あたり100万円前後（前者は80万円以下）^[3]。
• PEFC機は、貯湯タンクのお湯が沸ききると発電を止める仕組みのため、発電量がお湯の使用量に左右される。
• 長時間にわたって低周波音を発生し、近隣住民とトラブルになるケースが報告されており、設置場所の検討は近隣への特段の配慮が必要とされる。（後述）
• 発電所からのロスがないため、火力発電より効率は高いが、エコキュートと比べると熱効率は低い。ガスから水素へ改質する際に、二酸化炭素や窒素化合物を排出する。
• 2016年4月1日から電力自由化により、余剰電力の売電が可能となったが、買取価格が太陽光発電のように10年間固定ではない。

仕組み

エネファームは大きく分けて下記のような6つの装置から構成される^[4]：

改質器

燃料（都市ガス・LPガス）を水蒸気改質し、水素ガスを得る

固体高分子形燃料電池スタック

改質器からの水素と空気中の酸素を反応させ、直流電力を発生させる（同時に熱も発生する）

インバータ

直流から交流への変換、系統連系に関する諸機能を司る

熱回収装置

改質器と燃料電池スタックから熱を回収し、温水を作る

貯湯槽

温水を貯めておく

バックアップ熱源

貯湯槽の温水が不足になった場合に温水を供給する

これにより、電力と熱の両方を得る。燃料の持つエネルギーの70 - 80%を利用可能とされる^[5]。