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水素柱上パイプライン


はじめに

皆さんは「水素パイプライン」と聞いてどのような形態のパイプを想像しますか。
一般的には、都市ガスと同じようにパイプは地中に埋められていて、管径は10cm位である。
直に目にすることは無いが、ガス漏れがわかるように無臭の水素に臭いが付けてある・・・などと想像されます。
しかし、これからご説明する水素パイプラインは地中に埋設されたパイプラインとは違います。
このパイプラインを「水素柱上パイプライン」と名付けました。「まるで電線のような」細いパイプラインです。
安全のもと、将来既存の電柱、電信柱に水素パイプラインを共架したり、逆に水素柱に電線や通信線を架設するといった
電線と水素パイプラインの共存が可能になる日が来るのではないでしょうか。

水素柱上パイプラインと電話線電力線の見栄え

水素柱上パイプライン
電話線
水素柱上パイプライン
電力線
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水素柱上パイプラインの分岐

水素柱上パイプラインはシンプルにパイプを供給側から需要側までつなぐだけです。電話線に入ってる端子函のような箱はいりませんが、各所に設置した燃料電池に水素を送るためパイプライン分岐する際はT字型の継手でパイプラインを枝分かれさせることが可能です。また、電力柱に設置されている柱上変圧器、制御器や開閉器などの重量物は必要ありません。

水素柱上パイプラインの発想

私は燃料電池の開発を行い市場に送り込みました。しかし燃料電池が思うように売れません。お客様は水素の供給に課題をお持ちだったのです。水素はガスの供給業者が担うものだと思っていましたが、燃料電池まで安く純水素を持ってくる良い方法はないものだろうか。そうすれば水素が電気と同じ様に気軽に使えるようになるのにと考えるようになりました。
これまでの水素デリバリーの選択肢としては、大口では液化水素ローリー、圧縮水素トレーラー、小口では高圧ガスカードルによる陸送の方法と、北九州市や東京のオリンピック村に埋設したパイプラインなどがあります。私は当初から「パイプライン」が水素デリバリーインフラとして適していると考えていましたが、通常地中に埋設するパイプラインにガスを流す場合、付臭、においを付けることが義務付けられていました。純度99.99%の水素を使う燃料電池においては付臭する物質は不純物であり、燃料電池で利用する前に脱臭をしなければなりません。これは合理的ではありません。
安全で低コストなパイプラインを使った水素デリバリーインフラ、日々考えているうちに…
閃きました!
「地中」➡「地上」➡「上空」そうだパイプラインを人間の生活圏の上「上空」に引けばいいんじゃないかと!

2つの着眼点と仮説

水素は空気に比べてはるかに軽いため大気中に放出された場合にはすぐに上空に拡散するという特性を活かして、屋外における水素配管を人間が生活する上空に架設したらどうかと考えた。万一、パイプラインが破損もしくは破断して水素が漏洩した場合でも、水素は大気中での拡散が早く、たとえ着火、燃焼しても開放空間では爆発に至る可能性は低く、またそれが上空で発生するため人間に影響が及ぶリスクは低いと考えられる。であるので水素に付臭をしてもガス漏れを知るための意味を成さない。
水素は分子の大きさが最も小さいため、たくさんの水素分子が細い管の中を高速で移動することが可能ではないかと考えた。たとえば4.4KW出力の燃料電池は0.00083㎥/ 秒の水素が必要である。一方内径8mm のパイプを流れる水素量は水素の流速を15m/秒とすると内圧0.1MPa の際は0.00075㎥/ 秒であるため、ブラザーの燃料電池が4.4KW の発電するための水素量が足りないことになる。従って内径8mm のパイプを選択した際は内圧を0.2MPa に設定する必要があると推定した。細いパイプであっても10気圧未満の低圧ガスとして水素を送ることが可能であるだろうと考えた。

  • 上空に水素パイプラインを架設すれば付臭しなくて良いのでは
  • 水素は電線のような細い管で低圧で送れる
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水素柱上パイプラインの基本構成

実際のスライダーの動きは、プレビュー/公開ページでご確認ください

企業理念

安価に安全に水素を「運ぶ」ことが水素柱上パイプラインによって可能になります。水素社会をたぐり寄せるためにも、「まるで電線のような」水素柱上パイプラインで「作る」と「使う」を繋げてみてはいかがでしょうか。そして将来、水素社会と呼ばれない当たり前のセカイになることが重要です。この水素柱上パイプライン技術を世界に広めていきたいと思っています。

事業内容

水素柱上パイプラインの企画
水素柱上パイプラインの技術コンサルティング業務
水素柱上パイプライン及び付帯設備の設置
水素メーター設置、燃料電池への配管
水素供給元からの水素買取
水素メーターによる需要家への課金
水素柱上パイプラインの日常監視
水素柱上パイプライン及び付帯設備の保守点検
水素柱上パイプライン及び付帯設備の調達並びに販売
水素柱上パイプラインの企画から立上げ・メンテナンスのご提供
水素配管を埋設管でお考えの方水素柱上パイプラインをご検討されてはいかがでしょうか。工事期間が短縮でき大幅なコストダウンが期待できます。様々な実証実験により安全性も確認されています。法規制の付臭の必要性も水素柱上パイプラインであれば付臭をしなくても良いという先行事例が増えつつあります。この先進的な取り組みで皆様のお役に立てることを願っています。
企画・コンサルティング

お客様のニーズに合った企画書を作成します。パイプライン架設にあたってパイプライン全長、燃料電池設置位置、台数、燃料電池出力に応じたパイプ負荷を勘案し、シミュレーションを行って最適なパイプライン架設方法をご提案します。

部材調達・施工準備
水素柱上パイプラインのフレキシブルチューブ、柱関連部材、計測機器などの調達から、工事準備、初期検査、予備試験など工事全般を管理します。
定期点検の実施

ガスセンサーによりパイプライン全体を迅速に検査する    〇1カ月点検  

長尺の水素センサーにより主にパイプの継ぎ手部分を検査する 〇3か月点検  

高所作業車を用いてパイプラインの近傍で微小な漏洩を確認  〇1年点検 

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事例紹介

福島県浪江町いこいの村なみえの
水素柱上パイプライン

        いこいの村なみえに設置された50KW×2台の燃料電池に水素トレーラーから           水素柱上パイプラインで水素が送られ問題なく継続的な発電が行われました。
令和2年度旧浪江中学校にて水素柱上パイプラインの実証事業実施
令和2年度は基礎実験を経て60m、150m、360mのパイプラインを架設して4.4KWの燃料電池を内径8mmのフレキシブルチューブで動作することを確認しました。
令和3年度旧浪江中学校にて水素柱上パイプラインの実証事業実施
令和3年度は5台トータル22KWの燃料電池にて全長1080mのパイプラインで発電確認を行いました。
令和4年度いこいの村なみえにて水素柱上パイプラインの実証事業実施
令和4年度は全長80mのパイプラインで100KWの燃料電池の動作確認を行いました。
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20xx年xx月xx日
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お知らせ

2023.7.7
水素柱上パイプライン合同会社を設立しました
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水素柱上パイプライン合同会社
代表社員 久野博史

〒503-0915 岐阜県大垣市北切石町1-20
TEL 090-5857-8282
【mail】hiroshi.kuno@outlook.jp

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