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低位発熱量(LHV)と高位発熱量(HHV)が区別されていない提言？

を9月24日に書いたのですが、その時に引用した産業技術総合研究所の櫻井氏のtwitterの記事は、その後に大幅に修正されました。

　水素発熱量：高位発熱量
　発電効率：低位発熱量

で計算するというミスも修正され、低位発熱量ベースで統一されています。その結果、「水素を自動車に利用するならFCV(燃料電池車)ではなく、ガスタービンCC(コンバインドサイクル)で発電しEV(電気自動車)で利用した方が高効率」という結論も「同じくらい」に修正されました。

　現在の櫻井氏のtiwtter。
Keiichiro SAKURAIさんはTwitterを使っています 「水素1kg=33.3kWh(LHV) (33.3-5)/33.3=85% 402x1.6/5.6x0.85= 輸入水素1kgあたり98km走れる。 留意点：輸入からタンク充填までの損失・消費電力の見積もりが大雑把。 （もっと良いデータがあれば、このコメントにぶら下げます）」 / Twitter

　で、次のようにも書いています。
「なお水素を発電所で電力に変換するなら、熱も同時に利用して、さらに全体の効率を上げることも可能です。車ですと、冬期に暖房に利用するぐらいになります。」

　「ぐらい」ということですから、

「なお水素を発電所で電力に変換するなら、熱も同時に利用して、さらに全体の効率を上げる」

の方が

「車ですと、冬期に暖房に利用するぐらい」

より効果がある、という櫻井氏の意識が見えるように思います。


　さて、電気自動車の暖房＝ヒーターについて、こちら
三菱i-MiEVの性能評価と効果的な活用策 (chuden.co.jp)
では三菱自動車のiMievの市街地実走行時航続距離を

空調未使用　　　約160km
クーラー使用時　約120km
ヒーター使用時　約80km

としています。この数値の元データは三菱自動車の資料です。

　FCVではFC作動後にはFCの廃熱をヒーターとして利用できますが、EVでは電気ヒーターを使用するため、これが電力を消費し、航続距離が大幅に低下するのです。また、低温になると、電池の性能が低下することも影響しているでしょう。
　もちろん、どの程度ヒーターを使用するかは気温等によります。

　仮にヒーターを使用する期間を年間3か月とすると、航続距離は年間平均

　(160×3+80)／4＝140km

となり、

140/160＝0.875　

　年間平均では航続距離が12.5％低下することになります。

　さて、櫻井氏のtwitterの計算ではGTCC(ガスタービン・コンバインドサイクル)の発電効率を60％と50％(何れもLHV：低位発熱量ベース)で計算していますから、ガスタービンの廃熱は蒸気タービンの熱源になっており、排気ガス、排水の温度は100℃以下になっています。
100906325.pdf (nedo.go.jp)

　この排気ガス、排水の廃熱を近隣の工場等で利用できればいいのですが、100℃以下の熱源を利用できる需要には限りがあります。
　
　低温熱源から発電する方法として、バイナリー発電、熱電対等がありますが、発電効率60(50)％のGTCCの損失：40％(50％)からどの程度の電気エネルギーを回収できるものでしょうか？

　電気自動車の電気ヒーター(ヒートポンプではない)利用による航続距離低下に対抗するためには、GTCCの発電効率60％を

60／0.875＝68.6％

まで高める必要がありますが、GTCCの廃熱利用でそこまで高められるのなら、とっくの昔に行われているように思います。


　なお、　電気自動車でヒーター熱源にヒートポンプを使用するものもあり、この場合はヒーター使用時の電力消費をかなり抑制することができます。ただし、ヒートポンプのCOP(成績係数：発生熱量/消費電力)は外気温に大きく左右され、低温になればなるほど低下することに注意が必要です。

　以下の記事の前に、低位発熱量(LHV)と高位発熱量(HHV)についてはこちら。
発熱量 - Wikipedia
・・・・・・・
産業総合研究所・櫻井啓一郎氏の

Keiichiro SAKURAIさんはTwitterを使っています 「水素1kg=33.3kWh(LHV) (33.3-5)/33.3=85% 402x1.6/5.6x0.85= 輸入水素1kgあたり98km走れる。 留意点：輸入からタンク充填までの損失・消費電力の見積もりが大雑把。 （もっと良いデータがあれば、このコメントにぶら下げます）」 / Twitter


で、水素を自動車に利用するならFCV(燃料電池車)ではなく、ガスタービンCC(コンバインドサイクル)で発電しEV(電気自動車)で利用した方が高効率だと主張されています。
（注：いつの間にか元記事が修正されており、この主張も修正されています）

　で、ガスタービンCCが高発電効率である根拠として、こちらの資料のP20を示しています。
アンモニア燃料システム状況報告 (pref.aichi.jp)

　P20の資料はこれを指すのでしょう。三菱パワーの製品です。

　「GT」はガスタービン単体の発電出力で、CCはコンバインドサイクル(GT+排熱利用蒸気タービン)発電出力です。

　さて、19頁に発電プラントの出力と発電効率の関係について、GTW 2014 Gas Turbine Handbookから作成した図が示されています。

　縦軸のEfficiencyはLHVによるものです。20頁の表で示された製品の発電効率はこれを少し上回る程度ですので、20頁の表の発電効率もLHVによるものでしょう。
　実際、三菱パワーのウエブサイトでは、はっきりLHV基準と書いてあります。