水素充填研究設備「福島水素充填技術研究センター」が完成、運用開始
―HDVへの水素充填・計量技術の早期実用化を目指す―

水素は、燃料電池自動車（FCV）などさまざまな用途での利用が可能で、エネルギーとして利用する際に二酸化炭素（CO₂）を排出しない特性があるため、究極のクリーンエネルギーとして将来の中心的な役割を担うことが期待されています。

また、経済産業省が策定した「水素・燃料電池戦略ロードマップ（2019年3月改訂）」には、フェーズ1として運輸部門での水素の利活用について大型・商用モビリティ（HDV：Heavy Duty Vehicles）を含めた水素ステーションの整備目標が示されています。一方で、HDV向け水素ステーションの整備については、水素の大流量充填方法や大流量計量技術が未開発であるため、技術的課題の解決が求められていました。

このような背景のもと、NEDO（国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構）は2020年度から「超高圧水素インフラ本格普及技術研究開発事業^※1」（事業者：国立研究開発法人産業技術総合研究所、岩谷産業株式会社、株式会社タツノ、トキコシステムソリューションズ株式会社、一般社団法人水素供給利用技術協会、一般財団法人日本自動車研究所）（以下、本事業）でHDVへの大流量水素充填技術および大流量水素計量技術の開発に取り組んでいます。

本事業において、2021年からは福島県浪江町（同町大字棚塩地区　棚塩産業団地内）でHDVへの大流量水素充填技術および大流量水素計量技術に関する技術開発・検証が実施可能な研究施設「福島水素充填技術研究センター（Fukushima Hydrogen Refueling Technology Research Center）」の整備を進め、12月から本格的に運用を開始しました。

本センターには、水素受入設備（トレーラー2台設置可能）、中圧水素圧縮機（4台）、高圧水素圧縮機（2台）、中圧水素蓄圧器（400L×9本）、高圧水素蓄圧器（300L×27本）、水素ディスペンサー（2基）、模擬容器（200Ｌ×10本）が設置されています。HDVおよび模擬容器への水素充填試験・計量試験などを効率的に実施し、主に以下の技術開発に取り組みます。

・大流量水素充填技術開発

気体は圧縮すると温度が上昇します。水素も車載水素タンクに充填する際、同じように温度が上昇します。車載水素タンクは最高使用温度が85℃で設計されているため、水素の充填により85℃を超えないようにする必要があります。水素をゆっくりと充填することで放熱によりタンクの温度上昇を抑える方法では、充填に時間がかかりすぎる課題があり、あらかじめ水素を冷却する方法がとられています。本事業では、HDVへの大流量充填においても水素の予冷温度と充填速度を適切に管理・調整することで短時間かつ省エネな充填が可能となる技術を開発します。

・大流量水素計量技術開発

計量技術は適正な水素燃料商取引のために必須の技術です。計量は流量計を用いて行われますが、HDV向けには大流量でも正確に計測できる流量計の開発が必要です。また、流量計は長期間使用していると劣化などで少しずつ誤差が大きくなる可能性があり、定期的に精度検査を行う必要があります。これまでは水素の流れた量を車載水素タンクの重量変化により求め、その量と流量計の表示値の差から流量計を精度検査していました。しかしこの方法では、HDVの大型車載水素タンクの重量を正確に計測する必要があり、装置が大型で高価なものとなってしまいます。そこで、本事業では標準流量計によって校正された持ち運びできる流量計（マスターメーター）によって水素ステーションに設置された流量計の精度を検査する方法の開発を進めています。これにより、装置を小型で安価とすることができ正確な精度検査が容易になります。

充填試験・計量試験には、隣接する水素製造施設「福島水素エネルギー研究フィールド（Fukushima Hydrogen Energy Research Field （FH2R））」で製造した水素を主に供給します。

大流量水素充填技術を開発することでHDVへの水素充填時間を実用的な10分程度とし、大流量水素計量技術を開発することでHDVへの充填でも正しく計量できるようにすることが目標です。

NEDOは本センターの整備を通じて、HDVへの大流量水素充填技術や大流量水素計量技術の開発を進め、燃料電池HDVの早期の実用化、普及を目指します。

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