太陽熱発電の最新動向

太陽熱発電の最新動向

Latest Global Trends on CSP (Concentrated Solar Power)

  • 24時間発電を可能にする次世代の再生可能エネルギー“太陽熱発電”の決定版!
  • 2030年の世界市場は約8兆円、海外市場の成長に伴い加速する日本企業の参入!
  • 「太陽熱発電」と「太陽電池」、それぞれの特長を捉え、棲み分けることで見えてくる“太陽熱発電”の真価!
価格 68,200円(税抜 62,000円) 出版社 シーエムシー出版
発行日 2014年11月28日 監修 神谷 有弘
ISBNコード ISBN 978-4-7813-1046-6 商品コード T0953
体裁 B5判、220ページ    

発刊にあたって

2009年8月に“バイオプラスチックの素材・技術最前線”が発行されておよそ5年が経過した。この間、同書が紹介したバイオプラスチックの動向にも大きな変化が生じている。当時はバイオマス由来ポリエチレンの登場が話題の一つであったが、今やポリエチレンテレフタレートも含むこの種の、既存プラスチックをバイオマス原料由来とした、いわば“ドロップイン型”が国内外市場構成の上位を占める時代となった。とは言え、当時の主役であったポリ乳酸を筆頭とするバイオプラスチックの存在感が薄れた訳では無い。例えば、生分解性を活かしたシェールガス掘削部材としての活用や、今後のものづくりを根本的に変え得るとされる3Dプリンター用造形資材に溶融粘度特性がマッチする等、5年前には試用段階であった需要が本格化されてきている。正に、バイオプラスチックもまた、適材適所で発展してきたプラスチックの歴史を踏襲した役割分担の再構成を迎えたとも見てとれよう。即ち、別の見方をすれば、バイオプラスチックも非バイオプラスチックだけでは無く、“身内同士”でも“競合”の時代に入ってきたとも言える。

本書は、この様な観点から、5年を経た現時点でのバイオプラスチックの現状を、市場動向、製造技術の現状と個別適用事例、中でも特にその具体的な製品見本事例、更に5年前には全く触れる余裕が無かった資源・環境との関わりの中での国際的な定義・評価の構築、国、自治体、及び民間での普及を目指した取り組みの現状、いささか使い古された用語になってしまった感が強いが循環資源化システムにおける、更には今後のバイオリファイナリーにおける役割と期待をまとめた編を新たに設けている。

またバイオプラスチックの国内市場の規模と構成、海外における普及を目指した政策動向、加えて、近年改めて国産バイオマスとして関心が寄せられてきた竹粉、セルロース・ナノファイバー、非食用米等の樹脂類との複合化、及びその材料設計技術、高機能化に向けた分子設計技術も本書で初めて整理・体系化された形で紹介することもできた。所、当該分野第一線で活躍されている方々の好意を得て最新情報を織り込みながらご執筆戴けた。図らずも監修者の立場から初稿を拝読する機会を得たが、熱い想いが伝わってくるもので、必ずや読者各位のご期待に沿えるものと信じている。

キーワード

24時間発電/太陽集光システム/トラフ型/リニアフレネル型/タワー型/ディッシュ型/蓄熱システム/固体蓄熱/潜熱蓄熱/顕熱・潜熱複合蓄熱/粒子蓄熱/溶融塩蓄熱/砂利・コンクリート蓄熱/熱媒体/集熱板/レシーバー/空冷式熱交換機/発電効率/低価格化/グリッドパリティ/量産化/世界動向/企業動向/非集光型太陽光発電/集光型太陽光発電/蓄電池/キャパシタ

著者一覧

玉浦裕
東京工業大学名誉教授;(株)SolarFlame(東京工業大学発ベンチャー)
金子宏
宮崎大学
松原幸治
新潟大学
竹原徹雄
ENECON
西岡賢祐
宮崎大学
内本喜晴
京都大学
折笠有基
京都大学
石川正司
関西大学
西尾光夫
(一社)アジア太平洋サンベルト開発研究会
湯浅実
千代田化工建設(株)
津田薫
ナノフロンティアテクノロジー(株)

目次

第1章 総論玉浦裕

  • 1 はじめに
  • 2 サンベルトでのCSP開発とPVとの競合
  • 3 PVの限界便益とグリッドの不安定化の課題
  • 4 市場がグリッドパリティに到達するまでの今後10年間のCSP新技術

第2章 太陽熱発電と太陽電池

  • 1 太陽熱発電と太陽電池の特長金子宏
  • 1.1 太陽と日射
  • 1.2 太陽集光システムと蓄熱方式
  • 1.2.1 トラフ型
  • 1.2.2 リニアフレネル型
  • 1.2.3 タワー型
  • 1.2.4 ディッシュ型
  • 1.2.5 その他集光システムについて
  • 1.2.6 蓄熱方式の概要
  • 1.3 24時間電力供給の可能性
  • 1.4 太陽熱発電の強み
  • 2 太陽熱発電におけるエネルギー貯蔵松原幸治
  • 2.1 はじめに
  • 2.2 蓄熱方式の概要
  • 2.2.1 太陽熱発電プラントにおける蓄熱の実施例
  • 2.2.2 熱媒体
  • 2.2.3 蓄熱方式の分類
  • 2.3 蓄熱システムの開発
  • 2.3.1 固体蓄熱(伝熱管埋込タイプ)
  • 2.3.2 固体蓄熱(充填層タイプ)
  • 2.3.3 潜熱蓄熱システム
  • 2.3.4 顕熱/潜熱複合蓄熱システム
  • 2.3.5 粒子蓄熱システム
  • 3 太陽光発電の現状
  • 3.1 太陽光発電(非集光)竹原徹雄
  • 3.1.1 はじめに
  • 3.1.2 太陽光発電の要素技術
  • 3.1.3 非集光太陽光発電のシステム技術
  • 3.1.4 非集光太陽光発電の市場動向
  • 3.1.5 おわりに
  • 3.2 集光型太陽光発電システム西岡賢祐
  • 3.2.1 はじめに
  • 3.2.2 集光型太陽電池
  • 3.2.3 集光型太陽電池モジュール
  • 3.2.4 集光型太陽光発電システム
  • 3.2.5 おわりに
  • 4 太陽電池におけるエネルギー貯蔵
  • 4.1 蓄電池内本喜晴、折笠有基
  • 4.1.1 はじめに
  • 4.1.2 リチウムイオン二次電池の概略
  • 4.1.3 リチウムイオン二次電池の負極材料
  • 4.1.4 リチウムイオン二次電池の正極材料
  • 4.1.5 LiFePO4の反応機構解明
  • 4.1.6 マグネシウム二次電池の開発
  • 4.1.7 おわりに
  • 4.2 キャパシタ石川正司
  • 4.2.1 キャパシタとは
  • 4.2.2 電気二重層キャパシタの概要
  • 4.2.3 EDLCの構成材料
  • 4.2.4 レドックスキャパシタ
  • 4.2.5 ハイブリッドキャパシタ
  • 4.2.6 キャパシタの適用分野
  • 4.2.7 風力発電とキャパシタ
  • 4.2.8 太陽電池システムへの適用
  • 4.2.9 おわりに

第3章 太陽熱発電の世界動向玉浦裕

  • 1 市場トレンド
  • 1.1 PV市場とCSP市場
  • 1.2 助成制度とCSP市場
  • 1.3 CSP市場への投資
  • 1.4 サンベルト市場のポテンシャル
  • 2 技術トレンド
  • 3 グリッドパリティと技術との関連
  • 3.1 グリッドパリティ到達とCSP新技術
  • 3.2 従来集光システムの冬場・中高緯度でのコサイン効果低下の問題
  • 4 クロスリニア集光システム
  • 4.1 クロスリニア集光システムの原理
  • 4.2 冬場・高緯度での0.9以上のコサイン効果
  • 4.3 キャビティレシーバーの集光度とレシーバー温度の関係
  • 4.4 クロスリニア集光システムのグリッドパリティ到達後の市場競争力
  • 5 砂利・コンクリート蓄熱
  • 5.1 サーモクライン方式の原理と商用化実証試験
  • 5.2 溶融塩蓄熱との対比における砂利蓄熱システムの将来性
  • 6 再生可能エネルギービジネスとしてのCSP市場動向

第4章 太陽熱発電技術の方向性西尾光夫

  • 1 世界の太陽熱発電所
  • 1.1 開発段階別太陽熱発電所
  • 1.2 2010.11調査との比較
  • 1.3 集光方式別開発段階別太陽熱発電所
  • 1.4 国別集光方式別太陽熱発電所
  • 1.4.1 国別集光方式別太陽熱発電所数
  • 1.4.2 国別、集光方式別太陽熱発電所の発電容量
  • 1.5 国別開発段階別太陽熱発電所
  • 1.5.1 国別開発段階別太陽熱発電所数
  • 1.5.2 国別開発段階別太陽熱発電所の発電容量
  • 1.6 開発段階別の太陽熱発電所
  • 1.6.1 稼働中の太陽熱発電所
  • 1.6.2 建設中の太陽熱発電所
  • 1.6.3 開発中の太陽熱発電所
  • 2 世界の太陽熱発電所の開発動向
  • 2.1 初期の太陽熱発電所
  • 2.2 太陽熱発電所の開発動向
  • 2.2.1 太陽熱発電所の年別稼働開始数の推移
  • 2.2.2 太陽熱発電所の年別稼働開始発電容量の推移
  • 2.2.3 太陽熱発電所数、発電容量の累積数の推移
  • 2.2.4 集光方式別の年別発電所数・発電容量の推移
  • 2.3 トラフ方式太陽熱発電所の開発動向
  • 2.3.1 トラフ方式の年別発電所数・発電容量の推移
  • 2.3.2 トラフ方式の太陽熱発電所の年別稼働開始発電容量の推移
  • 2.4 タワー方式太陽熱発電所の開発動向
  • 2.5 リニアフレネル方式太陽熱発電所の開発動向
  • 2.6 デッシュ方式太陽熱発電所の開発動向
  • 2.7 太陽熱発電所の大型化の動向
  • 2.8 太陽熱発電所の年間発電量
  • 2.9 太陽熱発電所の年間発電効率―Annual Solar-to-Electricity Efficiency(Gross)―
  • 2.9.1 公称している太陽熱発電所の年間発電効率
  • 2.9.2 推計した太陽熱発電所の発電効率
  • 2.10 建設コスト
  • 3 太陽熱発電技術の動向
  • 3.1 レシーバー技術の動向
  • 3.1.1 熱媒体
  • 3.1.2 出口温度
  • 3.1.3 レシーバーの出口温度と入口温度の温度差
  • 3.2 蓄熱システムの技術動向
  • 3.2.1 集光方式別蓄熱システム装備状況
  • 3.2.2 蓄熱システムのタイプ
  • 3.2.3 蓄熱時間
  • 3.2.4 蓄熱媒体
  • 3.3 バックアップ電源
  • 3.3.1 ハイブリッド化の動向
  • 3.3.2 化石燃料によるバックアップ電源
  • 4 太陽熱発電技術の方向性
  • 4.1 集光系の技術開発
  • 4.1.1 新集光方式のCL(クロスリニア)システム
  • 4.1.2 トラフ方式のコレクタの大型化(Ultimate Trough)
  • 4.1.3 その他
  • 4.2 集熱系の技術開発
  • 4.2.1 高温・高効率レシーバー
  • 4.2.2 高温熱媒体
  • 4.3 蓄熱システムの技術開発
  • 4.3.1 溶融塩
  • 4.3.2 固体蓄熱
  • 4.3.3 高性能・低コスト蓄熱システム
  • 4.3.4 その他の蓄熱システム
  • 4.4 発電系の技術開発
  • 4.4.1 24時間発電
  • 4.4.2 空冷式熱交換機の高効率化・低コスト化
  • 4.4.3 直接蒸気生成システム(DSG:Direct Steam Generation)
  • 4.5 大規模化
  • 4.5.1 最大の太陽熱発電プラント(稼働中)
  • 4.5.2 その他のコスト削減

第5章 太陽熱発電の日本企業の活動

  • 1 千代田化工建設(株)湯浅実
  • 2 カーボンナノチューブと酸化チタンの複合による太陽光吸収率98%の集熱板と高温対応型集熱板の開発津田薫
  • 2.1 はじめに
  • 2.2 CNT・酸化チタン複合による集熱板
  • 2.2.1 特徴、性能
  • 2.2.2 多種炭素素材での比較
  • 2.2.3 集熱板の耐久性
  • 2.3 高温対応型集熱板
  • 2.4 事業化展開
  • 2.4.1 太陽熱温水利用
  • 2.4.2 太陽熱発電利用
  • 2.4.3 温度差発電
  • 2.4.4 放熱部材コーティング

第6章 太陽熱発電のビジネス湯浅実

  • 1 はじめに
  • 2 アルジェリア
  • 3 オーストラリア
  • 4 ブラジル
  • 5 エジプト
  • 6 ギリシャ
  • 7 インド
  • 8 イラン
  • 9 イスラエル
  • 10 イタリア
  • 11 ヨルダン
  • 12 メキシコ
  • 13 モロッコ
  • 14 南アフリカ
  • 15 スペイン
  • 16 米国
  • 17 アラブ首長国連邦
  • 18 チリ
  • 19 中国