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成果報告書詳細
管理番号20170000000866
タイトル平成27年度ー平成29年度成果報告書 国際エネルギー消費効率化等技術・システム実証事業/実証前調査/実系統への超電導ケーブルシステム導入実証事業(スペイン)
公開日2018/3/16
報告書年度2015 - 2017
委託先名住友電気工業株式会社 株式会社前川製作所
プロジェクト番号P93050
部署名省エネルギー部
和文要約「国際エネルギー消費効率化等技術・システム実証事業/実証前調査/実系統への超電導ケーブルシステム導入実証事業(スペイン)」に係る成果報告書概要

スペインにて、超電導ケーブルの実証事業を行うべく実証前調査として、1)実証場所候補地の探索及び情報収集、2)実証場所でのシステム設計、3)実施スケジュール、体制の検討、4)実証事業の費用の試算と、日本側、スペイン側の分担の取り決め、5)スペインの法令や環境規制の調査、6)事業の普及性の検討、を行った。

1)実証場所候補地 
候補地としては、Aragon州Teruel市の2つの変電所(Fuenfresca変電所とEl Cerro変電所)を結ぶ、10kV/10MVA/2.7kmの線路と、Aragon州Zaragoza市の2つの変電所(Romareda変電所とCalamita変電所)を結ぶ10kV/9MVA/600mの線路の2つを検討した。
2)システム設計
いずれのケースでも、システム構成は超電導ケーブル、ジョイント(300から400m毎に一カ所)、端末、冷却システム、監視・計測システムからなる。Teruelケースは、ジョイントの数は7カ所、Zaragozaケースは1カ所である。Teruelケースでは、変電所内での端末や冷却システムのレイアウトまで検討した。
3)実施体制とスケジュール
日本側は住友電工、前川製作所、スペイン側は電力会社Endesaとで協力して実施していく。EndesaとはIDについて概ね合意を得ている。スケジュールについては、事前の検証試験を行うこともあり、日本での製造、現地工事、竣工試験、実証運転までで、約3.5年かかる計画である。
4)実証事業の費用と分担
分担は、原則日本側で製造し、現地工事はスペイン側が実施することになるが、端末、ジョイントの現地組み立ては特殊であり経験が必要であることから、日本側が担当することになった。費用総額は、Teruelケースで日本側28.8億円、スペイン側4.6億円と見積もった。
5)スペイン法令や環境規制
EU内では、製品を販売する際には、EU加盟国で統一された規格に適合させる必要がある。規格に適合した製品には「CEマーク」を貼付することが出来る。電力ケーブルに関しては、特にこの規制はないが、冷凍機に関しては大いに関係し詳細を調査した。また、現地については特に騒音規制について遵守する必要がる。変電所周辺の建屋内の騒音は、日中が40dBA、夜間が30dBA以内であること、建屋外では、日中55dBA、夜間45dBA以下に抑える必要がある。
6)事業普及の可能性
超電導ケーブルの適用の可能性については、Endesa側から適用可能なリストを頂き、その中から10kV/3000A/3kmのケースでの経済性の検討を行った。CVケーブルと超電導ケーブルの建設費+40年の運転コストは、超電導ケーブルはCVケーブルの1.2倍となり、本条件では経済的なメリットを見いだせない結果となった。分析すると、スペインの土木工事費用が、非常に安価であることが一因であった。調査を周辺国まで広げ、スペインよりも工事費が高い、ドイツ、オランダでの経済性検討を行ったが、超電導ケーブルはCVケーブルと比べて、ドイツでは1.1倍、オランダでは1.15倍と大きな試算となった。
従って、今回検討している導入ケースやコスト試算の条件では、事業の普及は難しい結果となった。経済性のメリットを得るには、超電導ケーブルや冷却システムのさらなる低コスト化、電力料金が大きくなる地域あるいは時期の選定が必要になると思われる。
英文要約Feasibility study on Demonstration of Superconducting cable system in Spain

In this feasibility study, for a demonstration of superconducting cable system in Spain, the following items were conducted.
(1) Research on candidates of a demonstration site and getting their information.
(2) Superconducting system design for the demonstration site.
(3) Planning of time schedule and implementation framework
(4) Estimation of total cost of the project including manufacturing, civil work, installation, operation and maintenance, and arrangement of burden share between Spain side and Japan side.
(5) Research on Spanish low, environment regulations and so on.
(6) Study on future dissemination of superconducting cable business

(1) Research on candidates of a demonstration site and getting their information.
There are two candidates as a connecting line between Fuenfresca substation and El Cerro substation in Teruel city, Aragon state, with 10kV/10MVA/2.7km and another connecting line between Romareda substation and Calamita substation in Zaragoza city, Aragon state with 10kV/9MVA/600m.
(2) Superconducting system design for the demonstration site.
The superconducting cable system are composed of Superconducting cable, joints with every 300 or 400 m, terminations, cooling system and monitoring system, For Teruel case and Zaragoza case, Joint numbers are is seven and one, respectively. In Teruel case, a layout of the system at inside of the substations were designed.
(3) Planning of time schedule and implementation framework
The frame work are arranged as Sumitomo and Mayekawa in Japan side and Endesa in Spain side. Implementation Documents between both sides are almost agreed. According to the time schedule, design, PQ test, manufacturing in Japan, installation in Spain, commissioning tests and operation at the grid are conducted for 3.5 year.
(4) Estimation of total cost and arrangement of burden share.
As burden share, Superconducting cable system manufacturing by Japan side. Installation at the demonstration site by Spain side except assembling termination and joint which are conducted by Japan side because of necessity of special technique and experience. Total costs of Teruel case for each side are 2,88 B\ for Japan side and 0.46 B\ for Spain side.
(5) Research on Spanish low, environment regulations and so on.
In case of selling productions in EU, the manufacturer shall comply EU standards unified between EU countries. The products complied with EU standard are marked with CE mark. For the electric power cable, there is no EU standard, but the cooling system is much related with EU standards. At the demonstration site, a noise regulation shall be complied. According to the regulation, the noise shall be less 40 dB at day time and 30 dBA at night time in the building near substations and 55 dB at day time and 45 dB at night time outside near substations.
(6) Study on future dissemination of superconducting cable business
Endesa informs some future possible lists for superconducting cable installation. We study estimation of economical merit for 10kV/3000A/3km case chosen in the list. At the result, total construction cost and 40 years operation cost of Superconducting cable is 1.2 times larger than that of XLPE cable. One of the reason is that Spanish civil work cost is much lower than our expectation. Estimations of the economical merits for German and Netherland, which have higher civil work costs, are 1.1 and 1.15, respectively.
As a conclusion, Superconducting cable business is very difficult for the studied countries with the conditions in this feasibility study. For future business, cost reductions of superconducting cable and cooling system, installations at the area or country with higher electricity fee, and so on are necessary.
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