【再エネ熱利用システム】隅田川の水利用制御で最適化！箱崎地区熱供給センターがリニューアル

箱崎地区熱供給センター内部

　いまから30年近く前の1989年、東京都中央区の隅田川に面した箱崎地区に、河川水の熱を日本で初めて活用した地域熱供給プラントが誕生した。東日本大震災以降、再生可能エネルギーへの関心は一気に高まったが、政府の政策を含めて議論の中心は、あくまでも「電気」に置かれている。しかし、エネルギー需要全体を考えると「熱」分野の取り組みも欠かせず、今後は「再生可能エネルギー熱」の技術確立と普及が期待されている。このような中、海水や地下水、下水などを含め、90年代以降に先進的な試みとして整備された再エネ熱利用システムが現在、更新期を迎えている。この分野のリニューアルの先駆けとして、大幅な省エネ化などを実現した箱崎地区熱供給センターを訪ねた。

最新式のヒートポンプ

　センターは東京電力（当時）が建設し、現在は東京都市サービスに事業移管され、東京電力エナジーパートナー（東電EP）が技術支援を行っている。隅田川の水温は外気温に比べて夏は低く、冬は高い。河川に眠っていた安定したエネルギーをヒートポンプの熱源に使う国内初の地域冷暖房施設は、完成当時も大きな注目を集め、天皇陛下もご視察に訪れられたほどだった。

地域熱供給システム概念図

　供給開始から20年以上が経過して設備の更新期が到来。国内最長期間の河川水利用実績を踏まえ、さらなる省エネ化や電力負荷の平準化に挑戦するリニューアルを計画・実行した。その取り組みは高く評価され、省エネルギーセンター主催の2016年度省エネ大賞省エネ事例部門で経済産業大臣賞に輝いた。改修工事は12年7月から14年12月に実施。竹中工務店が元請けとして施工し、機械設備工事を三機工業、電気設備工事などを関電工が担った。
　今回講じた改善策の主軸の1つが、河川水利用制御の見直しによる再エネ熱利用の最適化。温度差のみで制御していた従来は、熱源機に流入せずバイパスに回る水量が全体の4割弱あったが、流量要素による制御を組み込むことでバイパス量をほぼなくした。

白線内が供給エリア

　満潮時に海水も混じる場所柄、運営は「貝との闘いでもある」と、東京都市サービスの松永澄明箱崎地区熱供給センター所長は語る。落ち葉や漂流ごみ、貝殻などは多段構えの除去装置で取り除けるが、貝の卵までは完全に侵入を防げない。熱源機チューブ内で繁殖されると、熱交換効率が低下してしまう。改修ではチューブをブラシで洗う方法から、小さなボールを通す方法に変更したほか、貝の幼生などを除去する新型ストレーナーも追加導入した。

松永氏（左）と山川氏

　リニューアルのメインはヒートポンプ2台の更新だ。東電EPの山川智E＆G事業本部都市事業部都市第四営業グループマネージャーは「大は“省”を兼ねない。イニシャルコストとのバランスが大切で、できるだけのダウンサイジングを図った」という。
　故障リスクや供給安定性などを考慮しつつ、実態に即した設備容量を設定することで、機器の初期投資額を約17％抑制した。定格付近の運転に移行でき、熱製造効率も大幅に向上した。小容量ポンプの採用や系統ごとの圧力設定の見直しなどで、搬送設備容量も最適化した。

河川水が循環する配管

　このほか、熱交換器の撤去・新設を含めた蓄熱配管システムの刷新なども実施。さまざまな改善の結果、熱供給プラント効率は約30％向上し、国内トップレベルの同効率「1・24」を実現。最大電力の22％低減、電力夜間移行率の16％向上なども達成した。
　山川氏はエネルギー分野の今後の展開について「電気、ガス、熱のベストミックスにより、省エネ化と省コスト化に加え、BCP（事業継続計画）にも貢献していく。われわれの顧客には世界で戦う大企業もおり、国内トップレベルを誇っていても響かない。世界最高水準の省エネサービスを提案していきたい」と意気込む。
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