成果報告書詳細
管理番号20130000000339
タイトル平成24年度成果報告書 情報収集事業 太陽熱発電の技術動向及び開発目標に関する検討
公開日2013/6/28
報告書年度2012 - 2012
委託先名株式会社野村総合研究所
プロジェクト番号P09018
部署名新エネルギー部
和文要約要約(和文)
本調査は、以下の4章立てとなっており、1)から3)の結果を踏まえて、4)を検討した。
1)太陽熱発電の市場及び技術・コストパフォーマンス
2)日本の太陽熱発電に関する現状と課題
3)各国の技術開発動向
4)日本における技術開発目標の策定

1)太陽熱発電の市場及び技術・コストパフォーマンス
市場の現状では、現在稼働中のほとんどのプラントは、政策的な支援のあったアメリカ、スペインに設置されており、トラフ型が8割弱を占めている。将来の温暖化対策の一方策として標準シナリオで、2020年には、10-25GWの導入が期待されている。技術・コストパフォーマンスは、現在稼働している7プラントの集光方式、蓄熱の有無、発電能力、年間発電量、設備利用率、建設コスト、FIT/PPA価格、LCOEを調査し、把握した。タワー型、トラフ型でLCOEを比較すると年間発電量の多さと低O&Mコストなことからタワー型が低い。蓄熱の有無でLCOEを比較すると蓄熱設備設置により稼働率を向上させることができることから、蓄熱有りの方がLCOEを低下させることができる。
2)日本の太陽熱発電に関する現状と課題
日本のシステムメーカーが実施している太陽熱発電プロジェクトを概観すると共に、システムメーカーだけでなく、部品メーカー、太陽熱発電事業への投資を行っている商社や銀行といった投資家の活動内容を整理した。また、関連産業への取組の現状のアンケート調査を実施し、我が国企業の太陽熱発電ビジネスへの参入課題の分析を行い、その対応方策を検討した。現状では我が国企業は、いくつかの試験設備の建設・運営には携わっているが、本市場へ本格的に参入できていない状況にある。このため、世界的に技術開発途上にあるタワー型に注目している。参入課題としては、コスト水準や実績が多くの企業から挙げられている。このためしたがって、技術開発余地のあるタワー型の技術開発と実証プラントによる実績作りによりこれらの課題を克服することが求められる。
3)各国の技術開発動向
世界をリードする技術開発を実施しているアメリカ、欧州の技術開発計画を中心に計画目標値、個別要素技術の開発課題、予算規模等の情報収集・整理を行い、我が国の技術開発計画策定のベンチマークとした。アメリカは、シェールガスの開発により、ガス火力発電のコストが低減しており、タワー型で、直達日射の高い地域で、それを見据えたコスト目標を達成するための技術開発が進められている。一方、欧州では、トラフ型、タワー型を限定せずに、コストの1/3-1/2への削減を達成するための技術開発が進められている。
4)日本における技術開発目標の策定
我が国企業が2020年頃に国際的に競争力を有する技術や実績を獲得することを目標として2017年までの今後5年間の技術開発計画を策定し、技術開発計画の実施や目標達成に必要となる支援施策についても検討した。目指すべき太陽熱発電システムの姿は、100MWクラスの蓄熱付きのタワー型で水消費量を抑えて、耐久性も向上させるものである。コスト水準は、国内のDNIを前提として、太陽光発電システムと競合できると共に、海外の高いDNIの地域では、欧米での目標値に匹敵するLCOEで25-30円/kWhである。これらを達成するための予算規模としては、100億円レベルが必要とした。要素技術開発としては、我が国の強みを活かせる集熱・集光制御技術とヘリオスタット、高温域での蓄熱材料開発等を優先的に進めることとした。
英文要約Summary (English)
1. Theme: Information collection of “technological trend and development target of Concentrated Solar Power (CSP)”
2. Purpose of research: At the end of this research, plan and target of CSP’s technological development will be formulated. Since that development plan would be significant for Japanese firms, it is expected to reflect to R&D project which organized by Japanese government. Domestic successful CSP demonstrations may contribute to introduce that technology to the world.
3. Summary of research: This research is composed with followed 4 chapters; 1) Market, technology and cost-effectiveness of CSP, 2) Current circumstances and issues of Japanese CSP, 3) Technological trend in the world, 4) Technological development target in Japan. Research result of chapter 1-3 was reflected to chapter 4.
As for the finding in chapter 1, about market, technology and cost-effectiveness of CSP, most of CSP in the world is located in the US and Spain, where political support is extensive. Less than 80% of CSP is trough-type. Since CSP is expected to play a role of against global warming, it is planned to introduce 15-20GW in 2020 (average scenario). As for technology and cost-effectiveness of CSP, followed information was collected and analyzed; availability of thermal storage, power generation capacity, annual power production, facility utilization ratio, construction cost, price of FIT / PPA and LCOE of 7 operated plants in the world.
In chapter 2) Current circumstances and issues of Japanese CSP, reviewed CSP projects which operated by Japanese system providers, sorted relationships among component manufacturer, investors (bank, trade company) and held questionnaire investigation. Also analyzed issues and correspondence for penetration in world CSP market. Currently, Japanese firms have not been able to penetrate on its full scale, facing some issues of cost level or record of installation of CSP. Therefore Japanese firms are attracted by tower-type, which has potential of technological development and to overcome those issues for business penetration. In chapter 3) Technological trend in the world, reviewed technological development plan in the US and EU which lead world CSP market. In particular, reviewed planned target number, technological issues of each element technology and scaled budget. Utilized them benchmark for Japan.
In chapter 4) Technological development target in Japan, composed 5 year plan of technological development by 2017. This plan expects Japanese firms to get global competitiveness. Also reviewed needed support to achieve this technological development target. Targeted ideal CSP is, tower-type with 100MW of thermal storage to save water use. Cost level of it was set as 25-30 JPY / kWh based on domestic DNI, to compete with solar cell. Budget for this system is estimated 10 billion JPY. Developments of component technologies are assumed as control technology of thermal collection and light condensing, heliostat, thermal storage with advantage of Japanese firms. To achieve technological development plan, there is a need to operate development plan continually. Suggested the necessity of national plant to promote demonstration of new idea. Also establishment of research authority to support basic research will also be meaningful.
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