竹中工務店の「脱炭素タウン」が進化、水素と再生エネでCO2削減：省エネビル

竹中工務店は先進技術を導入して街全体のCO2排出量を削減する「竹中脱炭素モデルタウン」の構築に取り組んでいる。このほど、その新しい取り組みとして水素エネルギー活用技術の実証がスタートする。再生可能エネルギーを活用した水素製造、さらにその貯蔵と利用までを統合制御し、CO2排出量の削減を目指す。

[陰山遼将，BUILT]

　竹中工務店は2016年7月から東京本店が立地する江東区新砂エリアの自社建造物を中心に「竹中脱炭素モデルタウン」の構築に取り組んでいる。複数の建物を統合管理できる独自のエネルギー管理システム（EMS）や、再生可能エネルギーによる発電設備、熱融通システムなどを導入し、最大級の脱炭素タウンを目指すプロジェクトである。

　同プロジェクトではVPP（バーチャルパワープラント）の構築など、2020年に向けてさまざまな技術実証が進められている。このほどその第2弾として、水素エネルギー活用技術の実証がスタートする。同社の「TAK新砂ビル」の敷地内において、再生可能エネルギーによる水素の製造・貯蔵と、その利用までを含めたシステムを構築し、建物や地域で効率良く活用する狙いだ（図1）。

図1 実証のイメージ　出典：竹中工務店

　水素を製造するための電力は、主に太陽光発電を利用する。ここで鍵となるのが、竹中工務店が独自開発したEMSである「I.SEM」だ。負荷予測、最適運転計画機能を持つシステムで、建物の屋上などに設置された太陽光発電システムで発電した電力が余剰となった場合に水素製造装置に送電し、水素の製造と貯蔵を行うようコントロールする。I.SEMは従来、電力設備の制御を目的に利用していたシステムだが、今回の実証を通じて水素関連設備にも適用範囲を拡大していく。

　貯蔵した水素は燃料電池を活用して発電し、その電力は建物や地域内で利用していく。燃料電池は純水素燃料電池だけでなく、都市ガスに含まれるメタンから水素を取り出して発電する都市ガス改質型燃料電池も併用する。これにより実証エリア内に分散型のエネルギーシステムを構成し、これらを統合制御することでエネルギー効率を高める狙いだ。

　さらにエネルギー効率を高めるために、燃料電池から出る排熱も建物や地域内で活用できる仕組みを構築する。また、燃料電池が発電する直流電力を直流のままI.SEMに接続することで、エネルギー損失の軽減も図る。

　竹中工務店の試算では、こうした水素の製造・貯蔵・利用までの一環したシステムを構築することによって、想定する2030年のモデルタウン（10万平方メートルの街区）では、CO2排出量を40〜60％削減できる見込みだという。同社では今回の実証を通して水素の取り扱いに関する設計・施工の知見を蓄積するとともに、実際に水素を効率的に活用する際の制御のノウハウを蓄積し、統合的なEMSの確立を目指す。実証エリアは他社との協業の場としても活用していく計画だ。