水素ステーション建設・運用結果 · プとして運用可能・水素製造装置の小型・パッケージ化・自動制御運転（水素製造装置・蓄圧装

水素ステーション建設・運用結果

水素ステーションワーキング主査

門出政則

1

目次

■ ステーションの建設

■ ステーションの概要

■ ステーションの運用

■ ステーションに共通する課題の検討

■ ステーションの安全

2

ステーションの建設

3

ｽﾃｰｼｮﾝ

霞ヶ関(オフサイト水素、移動式)

横浜・大黒 (脱硫ガソリン改質)

横浜・旭 (ナフサ改質)

千住 (LPG改質・都市ガス改質)

有明 (液体水素貯蔵)

川崎 (メタノール改質)

横浜・鶴見(オフサイト水素)

秦野 (灯油改質)

相模原 (アルカリ水電解、移動式)

青梅 (都市ガス改質、移動式)

愛・地球博瀬戸南(都市ガス改質)

愛・地球博瀬戸北(オフサイト水素)

液体水素製造設備（製鐵所副生水素）

H16年度H15年度H14年度

設計 / 建設運用 / 評価

水素ステーションの建設・運用状況

H17年度

(NEDO WE-NETから移管)

4

ｽﾃｰｼｮﾝ水素ステーション共通仕様

■水素製造能力 : 2.7kg(30 m3 （nor）)/h以上

■水素純度 : 99.99 vol% 以上不純物

■連続充填能力 : 乗用車 5 台またはバス 1 台

■充填圧力 : 25 MPa / 35 MPa

ppm 以下

ppm 以下

ppm 以下

ppm 以下

ppm 以下

1

1

50

2

1

CO :

CO2 :

N2 :

O2 :

炭化水素 :

5

ｽﾃｰｼｮﾝ

横浜・大黒水素ステーション(脱硫ガソリン改質)

横浜・大黒水素ステーション(脱硫ガソリン改質)

川崎水素ステーション(メタノール改質)

川崎水素ステーション(メタノール改質)

横浜・旭水素ステーション(ナフサ改質)

横浜・旭水素ステーション(ナフサ改質)

相模原水素ステーション(アルカリ水電解、移動式)相模原水素ステーション(アルカリ水電解、移動式)

千住水素ステーション(LPG改質・都市ガス改質)

千住水素ステーション(LPG改質・都市ガス改質)

霞ヶ関水素ステーション(オフサイト水素、移動式)

霞ヶ関水素ステーション(オフサイト水素、移動式)

秦野水素ステーション(灯油改質)

秦野水素ステーション(灯油改質)

青梅水素ステーション(都市ガス改質、移動式)

青梅水素ステーション(都市ガス改質、移動式)

有明水素ステーション(液体水素貯蔵)

有明水素ステーション(液体水素貯蔵)

横浜・鶴見水素ステーション(オフサイト水素)

横浜・鶴見水素ステーション(オフサイト水素)

水素ステーションの所在地

愛・地球博水素ステーション/瀬戸南(都市ガス改質)

愛・地球博水素ステーション/瀬戸南(都市ガス改質)

愛・地球博水素ステーション/瀬戸北(オフサイト水素)

愛・地球博水素ステーション/瀬戸北(オフサイト水素)

:H14年度建設

:H15年度建設

:H16年度建設

液体水素製造設備（製鉄所副生水素）

液体水素製造設備（製鉄所副生水素）

中部国際空港中部国際空港

6

ステーションの概要

7

ｽﾃｰｼｮﾝ霞ヶ関水素ステーション

8

ｽﾃｰｼｮﾝ

圧縮機ディスペンサ蓄ガス設備カードル

霞ヶ関水素ステーション

250L（40MPa） × 2本蓄ガス設備

4.5 kg/h (50 m3(nor)/h)水素圧縮能力

・構成ユニットをコンパクト化し、トラックにて輸送可能な移動式

・定置式ではカバーしづらい地域でも水素充填可能

・定置式ステーションの一時的バックアップとして運用可能

・圧縮機によるダイレクト充填が可能

・運転制御の簡素化、各種安全対策

特徴

オフサイト水素（カードル）を原料とする移動式方式

25MPa25MPa

35MPa35MPa

9

ｽﾃｰｼｮﾝ横浜・大黒水素ステーション

10

ｽﾃｰｼｮﾝ

圧縮機ディスペンサ蓄ガス設備水素製造装置

横浜・大黒水素ステーション

2.7 kg/h (30 m3(nor)/h)水素製造能力

・水素製造装置の小型、パッケージ化

・自動制御運転（水素製造装置、蓄ガス設備）

・高効率バーナ採用（蓄圧バーナ）

特徴

水蒸気改質 + PSA水素製造方式

脱硫ガソリン原料

脱硫脱硫ガソリンガソリン

25MPa25MPa

35MPa35MPa

11

ｽﾃｰｼｮﾝ横浜・旭水素ステーション

12

ｽﾃｰｼｮﾝ

25MPa25MPa

35MPa35MPa

圧縮機蓄ガス設備水素製造装置ディスペンサ

横浜・旭水素ステーション


・工業地域以外に建設

・ナフサ改質では日本初

・装置のスキッド化により、設置工事の短縮化が実現

特徴


ナフサ原料

ナフサナフサ

13

ｽﾃｰｼｮﾝ千住水素ステーション

14

ｽﾃｰｼｮﾝ

25MPa25MPa

35MPa35MPa

圧縮機ディスペンサ蓄ガス設備水素製造装置

千住水素ステーション


・都市ガスで実績のあるオンサイト型水素製造設備

・小型6塔式PSAによるコンパクト・高効率な水素精製装置

・新充填方式採用で、操作性の優れたディスペンサー

・運転制御の自動化、各種安全対策

特徴


H15,16年度： LPG（ブタン/プロパン混合(7:3)、着臭）

H17年度：都市ガス原料

LPGLPG都市ガス都市ガス

15

ｽﾃｰｼｮﾝ有明水素ステーション

16

ｽﾃｰｼｮﾝ

ベントスタック

高圧水素ﾃﾞｨｽﾍﾟﾝｻ

液体水素ﾃﾞｨｽﾍﾟﾝｻ

水素ボイルオフガス

液体水素

高圧水素

クールダウンロス

充填ロス

ポンプ蒸発器

回収装置

ローリ

液体水素貯蔵

有明水素ステーション

液体水素貯槽(10000L)水素貯蔵

・日本初の液体水素ステーション

・圧縮水素、液体水素自動車双方への充填が可能

・システム立ち上げに必要な時間が短い

特徴

液体水素ローリ供給によるオフサイト型方式

25MPa25MPa

35MPa35MPa

17

ｽﾃｰｼｮﾝ川崎水素ステーション

18

ｽﾃｰｼｮﾝ

25MPa25MPa

35MPa35MPa

圧縮機ディスペンサ蓄ガス設備水素製造装置水素製造装置

川崎水素ステーション


・改質温度が比較的低い(250～300℃)

・高圧型改質器採用

・2段圧縮式ダイアフラム圧縮機

・高圧ガス設備とドライバーの隔離

特徴


メタノール水原料

メタノールメタノール水水

19

ｽﾃｰｼｮﾝ横浜・鶴見水素ステーション

20

ｽﾃｰｼｮﾝ

25MPa25MPa

35MPa35MPa

横浜・鶴見水素ステーション

水素トレーラ182.5kg(2030m3(nor))、19.6MPa水素貯蔵

・日本初の圧縮水素オフサイト型ステーション

・隣接する鶴見曹達から水素供給

・水素製造装置がない分、設置スペースと建設コストを削減

・システム立ち上げの時間が不要

特徴

水素トレーラ供給によるオフサイト型ステーション方式

副生水素（食塩電解）原料

ディスペンサ蓄ガス設備圧縮機

トレーラ輸送

21

ｽﾃｰｼｮﾝ秦野水素ステーション

22

ｽﾃｰｼｮﾝ

25MPa25MPa

35MPa35MPa

秦野水素ステーション

国内で広く流通する灯油を改質して水素を製造特徴

4.5kg/h (50 m3(nor)/h)水素製造能力


灯油原料

ディスペンサ水素製造装置圧縮機蓄ガス設備

灯油灯油

23

ｽﾃｰｼｮﾝ相模原水素ステーション

水素ステーション LPガススタンド

移動式水素製造設備（水電解設備、圧縮機）

24

ｽﾃｰｼｮﾝ

25MPa25MPa

35MPa35MPa

相模原水素ステーション

LPLPガスガススタンドに併設する設備スタンドに併設する設備

蓄ガス設備

水

水素製造装置

移動式水素製造設備移動式水素製造設備

圧縮機

2.7 kg/h (30m3(nor)/h)水素製造能力

・水素製造装置と圧縮機をトラックに搭載した移動式製造設備

・自然エネルギの利用が可能

・LPガススタンドに併設

・既存設備の共用化による省スペース化

特徴

アルカリ水電解方式水素製造方式

ディスペンサ

電気

水

25

ｽﾃｰｼｮﾝ青梅水素ステーション

高圧水素部搭載車水素製造部搭載車

26

ｽﾃｰｼｮﾝ

25MPa25MPa

35MPa35MPa

青梅水素ステーション


・すべての設備を2台のトラックに搭載した移動式製造設備

・原料都市ガスは定置配管（移動用に原料供給車を別途準備）

特徴


都市ガス原料

蓄ガス設備水素製造装置ディスペンサ

都市ガス

圧縮機

水素製造部水素製造部高圧水素部高圧水素部

27

ｽﾃｰｼｮﾝ愛・地球博水素ステーション／瀬戸北

圧縮機

蓄ガス設備ディスペンサ

水素トレーラ

28

ｽﾃｰｼｮﾝ愛・地球博水素ステーション／瀬戸北

・水素トレーラ輸送によるオフサイト型

（製鉄所インフラ・ユーティリティを利用した水素精製）

・水素トレーラと蓄ガス器（3バンク）の4バンク方式

特徴

9.0kg/h (100 m3(nor)/h)（PSA）水素製造能力

PSAによる精製水素製造方式

コークス炉ガス（COG）原料

製鉄所愛・地球博会場

PSA 圧縮機

コークス炉ガス（COG）

ディスペンサ蓄ガス設備圧縮機

トレーラ輸送

製鉄副生水素

35MPa

29

ｽﾃｰｼｮﾝ愛・地球博水素ステーション／瀬戸南

水素製造装置

圧縮機ディスペンサ蓄ガス設備

30

ｽﾃｰｼｮﾝ愛・地球博水素ステーション／瀬戸南


都市ガス改質水素供給に隣接の瀬戸北ステーションの水素を補助的に利用できるハイブリッド型

特徴


都市ガス原料

ディスペンサ

35MPa都市ガス

蓄ガス設備瀬戸北ステーション

水素製造装置

圧縮機

蓄ガス設備圧縮機

31

ｽﾃｰｼｮﾝ

液体水素貯槽

液体窒素貯槽

コールドボックス(水素液化装置)

ヘリウム圧縮機

COG圧縮機脱硫塔PSA

液体水素製造設備

ヘリウム貯槽

32

ｽﾃｰｼｮﾝ

COG圧縮機 PSA 水素液化装置

液体水素貯槽

転炉ｶﾞｽへ回収

水素

脱硫塔

液体窒素貯槽

COG


200 kg/日 (約2200 m3(nor)/日)

（燃料電池自動車40～60台/日充填相当）

液体水素

製造能力

ヘリウムブレイトンサイクル水素液化方式

液体水素


33

ｽﾃｰｼｮﾝステーションの仕様一覧

ステーションの設備の仕様やフロー・配置、官庁申請書類等の一覧を共通のフォーマットでまとめ、今後の建設に役立てた。

ステーションの仕様一覧抜粋霞ヶ関横浜・大黒横浜・旭千住

原料脱硫ガソリンナフサ LPG、都市ガス

水素製造方式水蒸気改質水蒸気改質水蒸気改質

水素純度 99.99%以上 99.99%以上 99.99%以上 99.99%以上

kg/H --- 2.7 4.5 4.5

Nm3/H --- 30 50 50

kg 17.1 157.3 89.9 215.8

Nm3 190 1,750 1,000 2,400

CH2充填圧力 25/35MPa 25/35MPa 25/35MPa 25/35MPa

LH2充填圧力 --- --- --- ---

連続充填乗用車2台乗用車5台乗用車5台/バス1台乗用車10台/バス2台

移動式固定式固定式固定式

・半自動簡易型ステーション・構成ユニットをコンパクト化し、トラックにて移動・定置式ではカバーしづらい地域でも水素充填可能・定置式ステーションの一時的バックアップとして運用可能

・水素製造装置の小型・パッケージ化・自動制御運転（水素製造装置・蓄圧装置）・高効率バーナー採用（蓄熱バーナー）

・工業地域以外に建設（その他地域）・ナフサ改質では日本初・装置のスキッド化により、設置工事の短縮化が実現

・都市ガス・LPGデュアルフューエル水素　ステーション・夜間無人暖機運転・ウィークリースタートストップ全自動運転

用途地域商業地域工業専用地域その他地域工業地域

敷地面積 m2 50　(機器の占有面積)

約300　(ステーションの占有面積)874 925 950

型式地下タンク SF二重殻地下タンク LPGバルク貯槽

容量㍑ 19,000 3,000 6000

材質鋼製（CS) 鋼製（CS) SPV450Q-SR

圧力 MPa 常圧常圧 1.8

温度 ℃ 50 常温 40

設備寸法 m ID2.1×6.6 1.2×3.2×1.2 1.9φ×2.7

概算重量 kg 1700

水素製造能力

基本仕様

設置箇所

ステーションの特徴

タンク

敷地

水素貯蔵能力

原料設備

設備の形態（移動/固定式）

オフサイト型（カードル水素）

34

ステーションの運用

35

ｽﾃｰｼｮﾝ主な活動

・燃料電池自動車への水素供給

平日9時～17時

平日13時～15時(霞ヶ関)

愛・地球博毎日8時～20時(瀬戸北、瀬戸南)

・普及啓発活動への協力

各種取材・見学会への協力

毎週木曜日試乗会付き見学会(横浜・大黒)

環境関係イベント開催と試乗会実施(秦野)

各種イベントでの充填実施

東京モーターショー(霞ヶ関、青梅)

福岡水素エネルギー社会近未来展(青梅)

燃料電池自動車キャラバン(有明、秦野、青梅、瀬戸北、瀬戸南)

FC WORKSHOP山梨大学(青梅)

新エネフェスタin秋田(青梅)

環境省イベント（青梅）

・東京都パイロット事業参画(平成15年6月～平成16年12月、有明)

36

ｽﾃｰｼｮﾝ霞ヶ関水素ステーション運用実績

水素充填実績延べ1302回（平成14年12月～17年12月）

月別水素充填量

( kg )

累積水素充填量

( kg )

0

20

40

60

80

100

120

140

160

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

累積

2588kg

H14/

7月

H15/ H16/

7月1月 1月12月 7月 12月

H17/

1月

開所

37

ｽﾃｰｼｮﾝ横浜・大黒水素ステーション運用実績



( kg )


( kg )

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

H14/

7月

H15/ H16/

7月1月 1月12月 7月 12月

H17/

1月

1440kg

累積

開所

38

ｽﾃｰｼｮﾝ横浜・旭水素ステーション運用実績



( kg )


( kg )

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0

100

200

300

400

500

600

H14/

7月

H15/ H16/

7月1月 1月12月 7月 12月

H17/

1月

累積

546kg

開所

39

ｽﾃｰｼｮﾝ千住水素ステーション運用実績



( kg )


( kg )

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

H14/

7月

H15/ H16/

7月1月 1月12月 7月 12月

H17/

1月

累積

992kg

開所

40

ｽﾃｰｼｮﾝ有明水素ステーション運用実績



( kg )


( kg )

0

50

100

150

200

250

300

350

400

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

H14/

7月

H15/ H16/

7月1月 1月12月 7月 12月

H17/

1月

累積

3770kg

開所

都バス運行期間

41

ｽﾃｰｼｮﾝ川崎水素ステーション運用実績

水素充填実績延べ167回(平成15年8月～17年12月）


( kg )


( kg )

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0

50

100

150

200

250

300

350

H14/

7月

H15/ H16/

7月1月 1月12月 7月 12月

H17/

1月

累積

205kg開所

42

ｽﾃｰｼｮﾝ横浜・鶴見水素ステーション運用実績



( kg )


( kg )

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

H14/

7月

H15/ H16/

7月1月 1月12月 7月 12月

H17/

1月

累積

42kgNEDO WE-NETより移管

43

ｽﾃｰｼｮﾝ秦野水素ステーション運用実績



( kg )


( kg )

累積

304kg

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0

50

100

150

200

250

300

350

H14/

7月

H15/ H16/

7月1月 1月12月 7月 12月

H17/

1月

開所

44

ｽﾃｰｼｮﾝ相模原水素ステーション運用実績



( kg )


( kg )

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

H14/

7月

H15/ H16/

7月1月 1月12月 7月 12月

H17/

1月

累積

48kg

開所

45

ｽﾃｰｼｮﾝ

水素充填実績延べ150回（平成16年6月～ 17年12月）

青梅水素ステーション運用実績


( kg )


( kg )

H14/

7月

H15/ H16/

7月1月 1月12月 7月 12月

H17/

1月

累積

開所

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0

50

100

150

200

250

300

350

235kg

46

ｽﾃｰｼｮﾝ愛・地球博水素ステーション／瀬戸北運用実績


( kg )

水素充填実績延べ1224回（平成17年2月～9月）


( kg )

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

7月 9月

H17/

2月 5月 6月 8月4月3月

累積

6312kg

47

ｽﾃｰｼｮﾝ愛・地球博水素ステーション／瀬戸南運用実績


( kg )

水素充填実績延べ1349回（平成17年2月～9月）


( kg )

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

7月 9月

H17/

2月 5月 6月 8月4月3月

累積

6730kg

48

ｽﾃｰｼｮﾝ運用実績（充填回数）

月別充填回数

累積充填回数

0

100

200

300

400

500

600

700

800

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

H14/

7月

H15/ H16/

7月1月 1月12月 7月 12月

H17/

1月

累積

8372回愛・地球博開催期間

49

ｽﾃｰｼｮﾝ運用実績（充填量）


( kg )


( kg )

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

0

5000

10000

15000

20000

25000

累積

23213kg

H14/

7月

H15/ H16/

7月1月 1月12月 7月 12月

H17/

1月

愛・地球博開催期間

50

ｽﾃｰｼｮﾝ運用実績（充填量）

14600

590

424

191

338

561

51

8

145

28

216

5866

6183

H17年度（H17/4～17/12）

5019

1007

597

184

376

1540

104

21

160

20

19

445

547

H16年度（H16/4～H17/3）

3294

758

354

171

279

1670

50

14

－

－

－

－

－

H15年度（H15/4～H16/3）

23213

2588

1440

546

992

3770

205

42

304

48

235

6312

6730

合計*

234

65

－

－

－

－

－

－

－

－

－

－

H14/12

H15/3

H15/4

H15/5

H15/5

H15/8

H15/12

H16/4

H16/4

H16/6

H17/2

H17/2

霞ヶ関

横浜・大黒

横浜旭

千住

有明

川崎

横浜・鶴見

秦野

相模原

青梅

瀬戸北

瀬戸南

299 合計＊

H14年度（～H15/3）

運用開始

水素充填量：kg

＊合計は有効数字の関係で、各ステーションの数値の単純合計と若干の差がある。

51

ｽﾃｰｼｮﾝ運用実績

平成14年末からFCVへの充填を開始し、平成17年12月末までに

8372回の充填を行い、23213kgの水素を供給した。

水素の充填回数や供給量はステーションで差が見られた。

・平成17年2月から9月までの愛・地球博の2ステーションで

2573回の充填、13042kgの水素供給があり、水素の供給量は

全ステーションの供給量の56.1%を占めている。

・有明ステーションで3770kg、霞ヶ関ステーションで2588kgの

水素を供給した。

有明ステーションは平成16年度にバスの走行試験が行われた

ため供給量が多い。

・充填回数が数百回、供給量が数百kgのステーションもみられる。

52

ｽﾃｰｼｮﾝ

分析方法検出限界

GC-MS 3)0.038.013.0322.110.7窒素

DNPH/HPLC0.01< 0.01< 0.01< 0.01< 0.01ホルムアルデヒドGC-MS0.01< 0.01< 0.01< 0.01< 0.01メタノールIC0.0001< 0.0001< 0.0001< 0.0001< 0.0001硫黄化合物２）

GC-FID0.005< 0.005< 0.005< 0.005< 0.005ベンゼンGC-FID0.05< 0.05< 0.050.11< 0.05その他GC-FID0.05< 0.05< 0.05< 0.05< 0.05炭化水素１）メタン

GC-MS0.010.97< 0.010.030.03CO2

GC-FID0.010.060.020.060.05CO

IC0.001< 0.001< 0.001< 0.001< 0.001アンモニアGC-MS0.01< 0.01 < 0.01< 0.01< 0.01アセトンIC0.01< 0.01< 0.01< 0.01< 0.01蟻酸

DNPH/HPLC0.01< 0.01< 0.01< 0.01< 0.01アセトアルデヒド

Trace oxygen meter0.01< 0.01 < 0.01< 0.01< 0.01酸素

Dew point meter0.5< 0.524< 0.53.5水分

GC-MS0.03< 0.034.950.090.27アルゴン

ステーション

< 3

横浜・大黒脱硫ガソリン改質

< 3

横浜・旭ナフサ改質

GC-TCD3< 3< 3ヘリウム

川崎メタノール改質

千住都市ガス改質

不純物(vol.ppm)

濃度は全て体積換算とした。

1) 炭化水素はすべてC1（メタン）換算

2) 硫黄化合物はＳＯ４２－イオン換算

3) 10ppmを超える場合、GC-TCDにより定量

製品水素分析結果（H16年3月）

53

ｽﾃｰｼｮﾝ


GC-MS 3)0.030.030.1235.37.9窒素


GC-FID0.005< 0.005< 0.005< 0.005< 0.005ベンゼンGC-FID0.05< 0.05< 0.05< 0.05< 0.05その他GC-FID0.05< 0.05< 0.050.18< 0.05炭化水素１）メタン

GC-MS0.01< 0.01< 0.010.02< 0.01CO2

GC-FID0.010.020.020.050.07CO

IC0.001< 0.001< 0.001< 0.001< 0.001アンモニアGC-MS0.01< 0.01< 0.01< 0.01< 0.01アセトンIC0.01< 0.01< 0.01< 0.01< 0.01蟻酸


Trace oxygen meter0.01< 0.01< 0.01< 0.01< 0.01酸素

Dew point meter0.5< 0.50.9< 0.50.9水分

GC-MS0.03< 0.030.110.750.19アルゴン

ステーション

< 3


< 3



有明液体水素貯蔵


不純物(vol.ppm)






54

ｽﾃｰｼｮﾝ


GC-MS 3)0.0384.61.7551.61.70窒素


GC-FID0.005< 0.005< 0.005< 0.005< 0.005ベンゼンGC-FID0.05< 0.05< 0.05< 0.05< 0.05その他GC-FID0.05< 0.05< 0.360.96< 0.05炭化水素１）メタン

GC-MS0.01< 0.010.510.030.29CO2

GC-FID0.010.020.090.020.05CO

IC0.001< 0.001< 0.001< 0.001< 0.001アンモニアGC-MS0.01< 0.01< 0.01 < 0.01 < 0.01 アセトンIC0.01< 0.01< 0.01< 0.01< 0.01蟻酸


Trace oxygen meter0.01< 0.01< 0.01 < 0.01 < 0.01 酸素

Dew point meter0.5< 0.5< 0.5< 0.5< 0.5水分

GC-MS0.030.360.081.04< 0.03アルゴン

ステーション

< 3


< 3

横浜・鶴見オフサイト


相模原水電解

秦野灯油改質

不純物(vol.ppm)






55

ｽﾃｰｼｮﾝ

ヘリウム

窒素

アルゴン

酸素

水分

アンモニアアセトン蟻酸

アセトアルデヒドホルムアルデヒドメタノール硫黄化合物２）ベンゼン

その他炭化水素１）メタン

CO2

CO

不純物(vol.ppm)

GC-MS 3)0.0369.225.534.3

DNPH/HPLC0.01< 0.01< 0.01< 0.01GC-MS0.01< 0.01< 0.01< 0.01IC0.0001< 0.0001< 0.0001< 0.0001

GC-FID0.005< 0.005< 0.005< 0.005GC-FID0.05< 0.05< 0.05< 0.05GC-FID0.050.06< 0.05< 0.05

GC-MS0.01< 0.01< 0.010.21

GC-FID0.010.020.020.02

IC0.001< 0.001< 0.001< 0.001GC-MS0.01< 0.01< 0.01< 0.01IC0.01< 0.01< 0.01< 0.01

DNPH/HPLC0.01< 0.01< 0.01< 0.01

Trace oxygen meter0.01< 0.01< 0.01< 0.01

Dew point meter0.5< 0.5< 0.53.5

GC-MS0.030.091.020.66

ステーション

trace

青梅都市ガス改質

7

瀬戸北オフサイト

GC-TCD3< 3

分析方法検出限界瀬戸南都市ガス改質

製品水素分析結果（ H17年3月）





56

ｽﾃｰｼｮﾝ


GC-MS 3)0.030.113.590.921.11窒素


GC-FID0.005< 0.005< 0.005< 0.005< 0.005ベンゼンGC-FID0.05< 0.05< 0.05< 0.05< 0.05その他GC-FID0.05< 0.050.08< 0.05< 0.05炭化水素１）メタン

GC-MS0.010.01< 0.010.07< 0.01CO2

GC-FID0.01< 0.01< 0.010.15< 0.01CO

IC0.001< 0.001< 0.001< 0.001< 0.001アンモニアGC-MS0.01< 0.01< 0.01< 0.01< 0.01アセトンIC0.01< 0.01< 0.01< 0.01< 0.01蟻酸


Trace oxygen meter0.01< 0.01< 0.01< 0.01< 0.01酸素

Dew point meter0.5< 0.5< 0.5< 0.50.9水分

GC-MS0.03< 0.030.730.150.05アルゴン

ステーション

< 3


< 3



有明液体水素貯蔵


不純物(vol.ppm)






57

ｽﾃｰｼｮﾝ


GC-MS 3)0.0326.74.6251.75.05窒素


GC-FID0.005< 0.005< 0.005< 0.005< 0.005ベンゼンGC-FID0.05< 0.05< 0.05< 0.05< 0.05その他GC-FID0.05< 0.050.400.99< 0.05炭化水素１）メタン

GC-MS0.01< 0.010.990.070.47CO2

GC-FID0.01< 0.010.18< 0.01< 0.01CO

IC0.001< 0.001< 0.001< 0.001< 0.001アンモニアGC-MS0.01< 0.01< 0.01 < 0.01 < 0.01 アセトンIC0.01< 0.01< 0.01< 0.01< 0.01蟻酸


Trace oxygen meter0.01< 0.01< 0.01 < 0.01 < 0.01 酸素

Dew point meter0.5< 0.51.9< 0.5< 0.5水分

GC-MS0.030.300.121.04< 0.03アルゴン

ステーション

< 3


< 3

横浜・鶴見オフサイト


相模原水電解

秦野灯油改質

不純物(vol.ppm)






58

ｽﾃｰｼｮﾝ





ヘリウム

窒素

アルゴン

酸素

水分

アンモニアアセトン蟻酸

アセトアルデヒドホルムアルデヒドメタノール硫黄化合物２）ベンゼン

その他炭化水素１）メタン

CO2

CO

不純物(vol.ppm)

GC-MS 3)0.031.334.087.38

DNPH/HPLC0.01< 0.01< 0.01< 0.01GC-MS0.01< 0.01< 0.01< 0.01IC0.0001< 0.0001< 0.0001< 0.0001

GC-FID0.005< 0.005< 0.005< 0.005GC-FID0.05< 0.050.09< 0.05GC-FID0.05< 0.05< 0.050.05

GC-MS0.010.050.040.05

GC-FID0.01< 0.01< 0.01< 0.01

IC0.001< 0.001< 0.001< 0.001GC-MS0.01< 0.01< 0.01< 0.01IC0.01< 0.01< 0.01< 0.01

DNPH/HPLC0.01< 0.01< 0.01< 0.01

Trace oxygen meter0.01< 0.01< 0.01< 0.01

Dew point meter0.5< 0.5< 0.51.9

GC-MS0.031.577.260.27

ステーション

6

青梅都市ガス改質

8

瀬戸北オフサイト

GC-TCD3< 3

分析方法検出限界瀬戸南都市ガス改質

製品水素分析結果（ H17年9月）

59

ｽﾃｰｼｮﾝ

8.0

6.1

<5

7.3

<1000

横浜・旭

ナフサ改質

250～1000

6.0

-

<1

33

川崎

メタノール改質

3

5.8

<5

8.1

23.1

千住

LPG改質

6.7

5.8

<1

<10

<1000

青梅

都市ガス改質

4.7

5.8

<5

5.9

3.3

千住

都市ガス改質

1

6.8

<5

9.5

<1000

秦野

灯油改質

2

7.0

<1.0

57

0.0

横浜・大黒

脱硫ガソリン改質

瀬戸南

都市ガス改質排出物

3NOｘ(ppm)

0SOｘ(ppm)

7.2ｐH

2.3COD(mg/L)

排水・廃液

8CO (ppm)排ガス

排ガス、排水・廃液

60

ｽﾃｰｼｮﾝ分析結果

各ステーションで製造した水素に含まれる不純物の分析と水素を製造する際に発生する排出物の測定を行った。

（１）製品水素

H16/3月、H17/3月、H17/9月の３回に渡って

各ステーションで製造した水素を採取して、

不純物の測定を行った。右表のうちN2以外は

いずれも規定値以下であり、さらにこれら以外

の物質も問題になる値ではなかった。

一部のステーションで、50ppmを超えるN2が検出されたが、燃料電池自動車に

問題となる値ではなかった。

なお、これらのデータをFCV用水素の標準化（ISO/TC197 WG12(水素燃料－

製品仕様)）に提供。

（２）排ガス、排水・廃液

水素製造の際に発生する排出物を測定したが、各ステーションの環境に

問題となる量は検出されなかった。

ppm 以下

ppm 以下

ppm 以下

ppm 以下

ppm 以下

1

1

50

2

1

CO :

CO2 :

N2 :

O2 :

炭化水素 :

不純物 (JHFC要求仕様)

61

ｽﾃｰｼｮﾝ

－製造－


合計 7,117kgを有明に輸送（ローリ受入量）

－払出し－

合計 7,575kgを製造

製造・払出し実績 H16.2～H17.12

62

ｽﾃｰｼｮﾝ液体水素製造設備

8.7614.090.614510.34

LN2(kg/kg-H2)

電力

(kWh/kg-H2)

使用LN2(kg/h)

使用電力量

(kWh/h)

LH2製造量

(kg/h)

LH2１kg製造時の電力、LN2製造実績例(H17.1.5)

液化時投入エネルギ 14.0+8.76x0.4=17.5kWh/kg →17.5x3.6=63MJ/kgLN2 1kg=0.4kWh、電力エネルギ 3.6MJ/kWh

120120H2発熱量（LHV）

183

63

－

－

製造に必要な

ｴﾈﾙｷﾞ

潜熱

顕熱 20-298K

124合計

－液化時投入ｴﾈﾙｷﾞ

0.4

3.7冷熱

製品の持つ

ｴﾈﾙｷﾞ

単位MJ/kg

LH2の冷熱をエクセルギで評価

効率 =

=

= 66.3%

(製品の持つｴﾈﾙｷﾞ)

(製造に必要なｴﾈﾙｷﾞ)

183

124

製造効率の検討例

63

ステーションに共通する課題の検討

64

ｽﾃｰｼｮﾝ

ディスペンサの表示を重量法で検証

模擬タンク試験充填前後の重量差とディスペンサ表示を比較

・流量計は良好な精度（誤差は秤の最小単位（0.05kg）未満）

・全てのステーションで良好な精度を確認

流量計の校正（圧縮水素）

模擬タンク

表示部

65

ｽﾃｰｼｮﾝ流量計の校正（液体水素）

背景：液体水素充填量の確認

充填前後の車両重量差による計測

車両重量測定装置

車重が重いこと風等の影響を受けることから精度に難

少量（数kg）の液体水素の高精度計量方法の検討が必要

66

ｽﾃｰｼｮﾝ高速充填対応

外気温度が高い場合、充填により車載タンク温度が許容値を越える可能性

・外気温と充填開始圧力に応じ、34.4MPaより低い圧力で充填を打ち切るロジック・愛・地球博のFCバス充填でロジックの効果を確認（対象車両が限定されていれば対応可能）

充填開始圧力

外気温（℃）

充填打切圧力34.4MPa

充填制限なし

充填制限あり

FCバス充填試験一例

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 100 200 300 400 500 600 700

バス充填圧力(制御有）【MPa】バス充填圧力（制御無）【MPa】

バス充填圧力【MPa】

時間【sec.】

34.4MPa(充填打切圧力)

充填開始時外気温度　３５℃

67

ｽﾃｰｼｮﾝ充填の新たな試み

(1)充填流量制御の統一化・車載タンク容量にかかわらず圧力上昇速度が一定となるように制御・千住ステーションで予備試験開始

(2)充填時の水素ガス温度の制御・低温水素ガス（-10℃程度）の供給・有明ステーションで予備試験開始

今後の確認必要

時間

流量

圧力

模擬タンクへの充填

制御の考え方

68

ステーションの安全

69

ｽﾃｰｼｮﾝ

継続検討必要緊急離脱カプラに代わる車両誤発進

防止手段

水素充填時の緊急離脱カプラ

装填代替案H16/10

実施中火炎検知器の動作時間の設定、

定期検査頻度の設定火炎検知器のメンテナンスH16/9

実施中見学対応、設備搬入に際して区画を

設定して事故防止を図る見学エリアの区画ラインH17/11

実施中充填位置の目安となるポイントを設置し、

停止位置のずれをなくす充填位置の表示H17/11

実施中充填ホースに捩れがかかり接続部が

緩むことに対する対策

緊急離脱カプラ接続部の回り

止めH17/8

H18/1

H17/8-9

提案年月

実施中

アース取得のため半開のドアが、強風で

全開しても安全なように車両停止位置の

確認を行う

車両へのアース線取付け時

の注意

実施中

FCVへの充填時にハンディセンサーを

用いた手順をマニュアル化し確実な

漏洩検知を可能とする体制の整備

水素漏洩確認手順の

マニュアル化

実施状況提案内容

改善提案

70

ｽﾃｰｼｮﾝ改善提案事例

水素漏洩確認手順のマニュアル化FCVへの充填時に従来から実施していたハンディセンサーを用いた手順をマニュアル化し、確実な漏洩検知を可能とする体制を整えた。

充填位置の表示充填位置の目安となるポイントを設置して、停止位置のずれをなくした。

この方法は、水素が漏洩したときにいち早く検知でき、安全を確保できる手段として実施するもの。

実用化時点では設備の信頼性が向上し、このような確認が不要となることが望まれる。

これにより、停車位置が明確になり、ホースに無理な力がかかることを防止する効果やアース取得のためのドアが強風で全開しても安全が確保できる効果がある。

71

ｽﾃｰｼｮﾝ

微量漏洩

微量漏洩

なし

なし

なし

微量漏洩

漏洩

なし

なし

微量漏洩

なし

なし

なし

水素漏洩

の有無

原料ポンプ用埋設配管部の損傷H16/2

充填ホース（緊急離脱カプラのＯリング）からの水素漏洩H18/1

液体水素ポンプ用温度計の断線H15/9

充填ホース（緊急離脱カプラのＯリング）からの水素漏洩（４回発生）H16/7-10

酸素濃度計の指示値不良H17/8,H18/1

液体水素貯槽用真空断熱配管の断熱不良（ベローズ部のピンホール）H17/4

圧縮機の油圧駆動系ピンの破損H17/9

圧縮機のダイヤフラムの微小亀裂H17/4-10

H18/2

H17/7

H17/5

H16/8

H16/4

発生年月

充填ホース（金属フレキシブルチューブ）からの水素漏洩

充填ホース（緊急離脱カプラのネジ部）からの水素漏洩

充填ホース（緊急離脱カプラの接続ネジ部）からの水素漏洩

緊急遮断弁の閉止不良（弁座の傷）

改質管出口部の損傷

トラブル内容

トラブル事例

72

ｽﾃｰｼｮﾝ

状況：

水素製造運転中、水素ガス製造量が低下

水素製造装置を停止し、開放点検した結果、改質管出口配管に亀裂を発見

推定原因：

起動停止時の熱応力の

繰り返しによる

対策：

運転条件の見直し

（起動・停止時の昇温・降温速度を緩和）

該当部位を定期的に継続監視中

トラブル事例（１）

改質管出口部の損傷

原料＋水蒸気

改質ガス

亀裂

73

ｽﾃｰｼｮﾝトラブル事例（２）

充填ホース（緊急離脱カプラ）からの微量水素漏洩状況：

複数のステーションで緊急離脱カプラから水素漏洩を検知

カプラ内部を点検した結果、Oリングの亀裂を発見

推定原因：

充填作業時にカプラに加わった過大な荷重

Oリング硬度の不足

対策：

Oリング硬度変更

充填作業時に水素漏洩の継続監視

過度な荷重時でもOリングのはみ出しを低減する新構造検討

Oリングに無理な力がかからない充填システム（ex.回転機構）

（追記）H17年1月の点検で、数百回使用したOリングに、漏洩には至らないものの傷がみられた。現時点で、緊急離脱カプラは長期信頼性の面で問題があり、新たな誤発進防止対策の開発が望まれる。

74

ｽﾃｰｼｮﾝトラブル事例（３）

状況：

充填開始時にホースから水素が漏洩

ステンレス製フレキシブルチューブに数mm

の亀裂発生

推定原因：

金属ホースが自重及び充填作業の繰返しに

より想定以上に大きく曲げられたことによる

疲労亀裂

対策：

・ホースの急激な曲がりを防止するためFCV

との接続部近傍のホースに保護管設置

・収納時に接続部近傍に曲げ応力がかからないように吊下げ式に変更


亀裂

75

ｽﾃｰｼｮﾝトラブル事例（４）

九州大学にて詳細調査実施

「高圧水素＋曲げの繰り返し」によって、亀裂先端の応力拡大係数が大きくなった結果、寿命の低下となった。


（続き）

九州大学での調査（弾塑性解析、破面観察）の例

今後の対策精度の高い寿命予測 → ホース交換時期の管理

76

ｽﾃｰｼｮﾝまとめ

1. 東京・神奈川地区および愛・地球博で12箇所のステーションを建設・運用し、燃料電池自動車に水素を供給した。その他の地域でも、移動式ステーションにより水素を供給した。

2. 各ステーションで供給する水素中の不純物は低濃度で、燃料電池自動車に適する性状であることを確認した。

3. 運用に伴い発生したトラブルの原因を調査し、対策を講じると共に、これらの情報をステーション間で共有することにより、ステーションを安全に運用することができた。

4. 累積で約8400回の充填を実施し、約23000kgの水素を供給した。

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水素ステーション建設・運用結果 · プとして運用可能 ・水素製造装置の小型・パッケージ化 ・自動制御運転（水素製造装置・蓄圧装

水素ステーション建設・運用結果 · プとして運用可能・水素製造装置の小型・パッケージ化・自動制御運転（水素製造装置・蓄圧装