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2.水素エネルギー関連

石油産業は、製油所において大量の水素を製造・消費しており、さらに災害に強いガソリンスタンドと、それをつなぐ流通インフラを全国に配置しています。当センターでは、これら石油産業の設備等を活用した水素供給インフラ整備のため、製油所の水素製造装置を活かした高効率・高品質の水素製造技術の開発を行うとともに燃料電池自動車(FCV)の普及開始に向けた水素ステーション等の供給インフラ確立のため技術開発を進めています。

(1)製油所における高効率水素製造装置の技術開発

製油所において既存の水素製造装置からFCV用の高純度な水素(99.99%)を製造するため、水素分離膜とCO2分離膜を組み合わせて効率よく水素の精製を行うハイブリッド分離膜型水素精製装置の開発を行いました。

高効率水素製造等技術開発

(2)水素ステーションの整備に係る研究開発

水素ステーション等の水素インフラは、可燃性ガスである水素を高圧で取扱う設備であり、高圧ガス保安法等の規制対象となっています。しかし、これらは従来法規の前提にない新しい設備であるため、設備の安全を確保する上で、あるいは事業者が水素インフラ整備を円滑に進める上で、法規の見直しと技術基準の整備が強く望まれています。そこで、当センターでは平成15年度から、水素ステーションに係る安全性検討を通して、水素ステーションが遵守すべき技術基準に関する研究を行っています。現在、中心的に取り組んでいる技術課題は以下のとおりです。

@一般高圧ガス保安規則等の関係条項の見直し検討

当センターでは、水素ステーション等に係わる一般高圧ガス保安規則等の見直し検討に取り組んでいます。具体的には、「水素充填基準の見直し(充填プロトコル)」、「保安検査基準等の整備」、「保安距離規定の見直し」、「水素トレーラ用容器の安全弁及び上限温度緩和に係わる基準整備」が主な検討テーマです。さらに、これら検討で得られた技術知見を取りまとめ、民間自主基準(JPEC―S)として整備する活動を精力的に推進しています。

解析例(蓄圧器300L×3基)

A水素ステーション設備に使用可能な金属材料の検討

高圧の水素環境下では、水素により金属材料の機械的性質が変化する現象(水素脆化)が生じることが知られており、高圧ガス保安法では水素ステーション設備に使用可能な金属材料の種類が制限されています。当センターは関係諸団体と共同で、各種評価試験によりステンレス鋼や低合金鋼の材料特性を把握し、安全に使用できる諸条件を明らかにする取り組みを進めています。この研究成果により現行規制の見直しが図られ、使用可能な金属材料の種類や使用条件が拡大することが見込まれています。

B複合圧力容器蓄圧器の技術基準の検討

水素ステーションには高圧水素ガスを貯蔵する圧力容器である蓄圧器が設置されます。従来は鋼製容器の使用が一般的でしたが、今後はCFRP複合容器(アルミ又はプラスチック製ライナーの外側を炭素繊維強化樹脂で補強した容器)の使用が増えることが見込まれています。しかし、複合圧力容器蓄圧器の技術基準は国内では確立されておらず、普及の障害となっています。そこで、当センターでは、各種評価試験により得られた基礎データの解析を行い、複合圧力容器蓄圧器の設計・製作・検査の方法等を規定する技術基準の整備に取り組んでいます。

水素ステーションの概略構成図