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黒潮を利用した海流発電システム”Kグリーンエナジー”が日本のエネルギー問題を救う

「coki -公器性を可視化する-」にて日本が抱えるエネルギー問題や、その救世主として注目される黒潮を利用した海流発電についてインタビュー記事が掲載されました。
以下、サイト内の一部抜粋内容です。

日本のエネルギー自給率は低い。世界有数のエネルギー消費大国であるにもかかわらず、2019年度の自給率は12.1%と、OECD36カ国中35位である。

輸入頼みの日本にとって、ロシアのウクライナ侵攻や、新型コロナウイルスの沈静化に伴うエネルギー需要の急増による石油や天然ガスの価格高騰は死活問題だ。

そんな逼迫した状況を変えるべく新発電システムの実現に力を注ぐのが、日本システム企画株式会社（以下：日本システム企画）代表取締役社長の熊野活行氏である。

配管の赤錆防止装置など独自開発した画期的な製品によって業界にインパクトを与え続けてきた熊野氏は、2009年から海流発電に着目。

欧米諸国が数十年に渡って心血を注ぐも難航してきた分野において、数々の実証試験を成功させてきた。2021年には開発部門を分社化し、事業会社「Ｋグリーンエナジー」を設立。

海洋での試験や実用化の道を着々と進めている。今回は熊野氏に、日本が抱えるエネルギー問題や、救世主として注目される海流発電について伺った。

日本は潜在的な「海洋エネルギー資源大国」である

ー日本で採用されている発電方法には原子力発電を中心に、火力発電、水力発電、風力発電、バイオマス発電などがありますが、なぜ「海流発電」に注目されたのでしょう？

数あるクリーンエネルギーのなかでも、海流発電は膨大なエネルギー源となる可能性を秘めているからです。順を追って説明しましょう。エネルギーを軸に社会を振り返ると、19世紀は石炭の時代でした。

イギリスで産業革命が起こり、蒸気機関が発明されたことで、生産性は飛躍的に向上しました。19世紀後半になると、世界最大の産油国アメリカを中心に石油産業が瞬く間に巨大化します。

便利で安価な石油化学製品が次々と生まれ、人類は史上最大の経済成長を経験しました。

このように19世紀、20世紀の経済発展を支えた石炭や石油などの化石燃料は、元を辿れば太陽エネルギーに行き着きます。

なぜなら化石燃料は数億年前の植物由来からできたものであり、植物は水と炭酸ガスと太陽の光のエネルギーから作られたからです。

つまり、化石燃料は太陽エネルギーを数億年分積み立てた貯金のようなものといえます。この貴重な貯金をひたすら消費して達成したのが過去の経済発展でした。

その結果、大気中の CO2 ガス濃度が上がり、私たちは深刻な地球温暖化に悩まされています。

そのため21世紀は、過去の太陽エネルギーの蓄積（化石燃料）を使い続けて有限資源を枯渇させるのではなく、フローの太陽エネルギーと地球資源の一部など自然界に常に存在するエネルギーを上手に活用しなければいけません。

関連リンク

海流を利用した新発電システム”Kグリーンエナジー”が日本のエネルギー問題を救う｜日本システム企画株式会社代表取締役社長熊野活行 – coki

海流発電でエネルギーの安定供給と脱炭素を加速
「Ｋグリーンエナジー」設立

フジサンケイビジネスアイ「Innovations-i」にて、Kグリーンエナジーの設立について掲載されました。

配管の赤錆防止装置などを手掛ける日本システム企画（東京都渋谷区）が、脱炭素社会を実現する新発電システムの実現に奔走している。同社は熊野活行社長が中心になって2009年から海流を活用した発電システムの開発を進めてきたが、これまでに技術的な課題を解決。今年2月には、この技術を活用するための事業会社、Ｋグリーンエナジーを設立し、実用化に向けた取り組みを本格化する。

「日本は海流発電の適地」と語る日本システム企画・熊野活行社長

熊野社長によると、同社が実用化を目指す発電システムは水車を使用。海流で水車を回し、その動力で発電機を駆動して電気をつくり出すというものだ。

可変式の羽根を搭載した水中でも回る水車を開発。水の流れがある河川などでの実験を経て、発電ユニット部の実用性を確認した。

ユニットは、川底などに固定することなく発電が続けられるよう、水量の向きに合わせて水車の向きを自動調整する技術なども併せて開発したという。同社は今後、実際の海流による発電に向けた海での実験をはじめる考えで、主体となるＫグリーンエナジーへの出資なども募ることにしている。

熊野社長によると、日本近海には黒潮をはじめとする秒速2メートルにもなる強い海流があり、海流を活用した発電を実用化する上では世界的な適地だという。太陽光発電や風力発電といった既存の自然エネルギーと違い、天候や気象条件による発電ムラもないため、エネルギーの安定供給という面でも有望という。

しかし、強い海流のあるエリアは水深が2000メートルを超えるところも多く、海底に発電ユニットを支える柱を立てるなどの構造物の設置が難しい。このため、同社は海底のアンカーからワイヤーで発電ユニットを引っ張り、海中発電する方法の実用化を目指す。

「まずは生み出した電気で水を分解して水素を生産。これを船舶等で需要家に供給する形を目指したい」（熊野社長）という。

日本は化石燃料などの資源に乏しい。しかし、原子力発電所の稼働が低い現在、化石燃料による発電比率は高い状態が続いている。一方で自然エネルギーの利用は進んできたが、安定供給が難しいことから、これ以上の普及には蓄電技術の向上などが不可欠となっている。

その点、海流発電は「日本近海がその適地である上、安定供給も可能。送電は設備の敷設や送電ロスを考えると課題が多いが、水素の形で供給することで一次エネルギーの海外依存度抑制にも貢献できると考えている」（同）という。

関連リンク

海流発電でエネルギーの安定供給と脱炭素を加速 「Ｋグリーンエナジー」設立　　日本システム企画｜イノベーションズアイ

2021年2月24日に専門紙「空調タイムス」に「Kグリーンエナジー」について掲載されました。

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掲載内容

低廉かつ安定的に水素を生成

海流（黒潮）発電システム部門を分社化、エネルギー変換効率約４割の高効率

日本システム企画は脱炭素社会を実現する新発電システム「Kグリーンエナジー」の研究・開発部門を今月１日付で分社化した。Kグリーンエナジーは同社が約13年前から取り組んできた海流（黒潮）発電システムで1年を通じ安定的に流れている黒潮の運動エネルギーを利用して発電し、この電気を使って脱炭素社会の実現における有力エネルギーの一つ「水素」を効率的に製造するもの。

海流発電は日本を含め世界各地で研究が進められているが、エネルギー変換効率の低さが課題となっている。同社は、低い変換効率の原因がプロペラによる運動エネルギーの回収にあると分析。エネルギーの回収手法として独自の水車羽根を考案し約4割という高い変換効率を実現した。

2009年から14年にかけて「発電機の構造設計施策及び試験機の河川における実験」「大規模発電機の羽根の構造及び強度試験」「発電効率を高めるためのローター及び可変翼の改良実験」「発電効率を最高に高めることの確認実験」など４段階に分けて各種試験を実施。この第4段階の試験では理論的発電量である37%の発電効率を達成した。

並行して特許取得活動も積極化。これまでに①発電基本体、②発電効率を向上させる（流速の速い場所に設置する）技術、③トータルコスト削減に繋がる発電機の設置工事を安くする設置工事方法、④コスト削減に寄与するメンテナンス回数を削減するための発電機の構造、⑤発電効率を高めるための海流の蛇行に合わせ方向を自動制御する方法、⑥単一地区により多くの発電機を海中設置するための技術、⑦発電したエネルギーを水素で貯蔵・運搬する技術、⑧水を効率よく水素と酸素に電気分解する技術_等の特許を取得している。

新会社は現在、実際の黒潮を使った実地試験に協力してくれる自治体を募っている。菅首相が世界に約束した「2050年に温室効果ガスの排出量実質ゼロ化」の実現では、内燃機関自動車から電気自動車への転換など端末側の更なる電気化等が謳われている。当然、電力需要が大幅に増大するが、これを賄うだけのクリーンエネルギー発電は心細い状況。水素はエネルギー源として有望視されているものの、その製造方法や運搬・貯蔵方法には課題が多い。「Kグリーンエナジー」は、水素を低廉、かつ、安定的に調達する方法として極めて有望であり、今後の動向が注目される。

2021年2月24日に専門紙「空調タイムス」（PDF)

2020年4月20日発行、情報誌「FACTA」2020年5月号にて当社代表取締役社長 熊野へのインタビュー「黒潮発電でエネルギー革命」が掲載されました。

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インタビュー内容

「黒潮発電」でエネルギー革命

――海流に着目した理由は。

熊野：地球のエネルギーは原子力を除き、太陽に依存しています。石炭は太陽光で育った木が地下に眠って固体化したもので、石油も植物が液体化したものです。我々は19世紀と20世紀に、数十億年にわたる太陽光エネルギーの蓄積を一気に使い、植物が吸収してきた炭酸ガスを大気に放出し、温暖化を引き起こしました。「再生可能エネルギーで環境を改善する」とは、過去の蓄積を使わず、降り注ぐフローの太陽光エネルギーで賄うということです。ただ、太陽光により蒸発し雨として落ちてくる水を蓄えその位置エネルギーを利用する水力発電も、太陽光そのものを使う太陽光発電も、太陽光でできた温度ムラで空気が動くのを利用する風力発電も、地球の3割でしかない陸上にもたらされるエネルギーの利用です。海に注がれる残り7割のエネルギーは、温度差で液体が動く海流などになっています。これを使わない手はありません。

――先行者は失敗続きです。

熊野：15年以上前から米国や英国、韓国、日本が海流発電試験を実施していますがどこもうまくいっていません。流体力学の専門家は、定説では気体も液体も同じだから海でもプロペラを使いなさいと言います。そこで一番流れが速いところを見つけてプロペラを置くわけですが、陸上だと地上20～30mに設置すればよいのですが、海流は深さ1千～2千mのところの海面下100mぐらいがもっとも流れが速いんです。じゃあ、海底からスカイツリーのような構造物を建ててその上にプロペラを置きますか。スクリューが付いた潜水艦みたいなのを研究しているところもありますが、どちらもお金がかかり過ぎますよね。私は専門家の言う定説ではうまくいかないと思い、10年前から水車を使った実験をしています。

――水中で水車が回る？

熊野：普通、水車は上のほうは空中で、下のほうにだけ水が当たり、回ります。上も下も同じように水が当たれば回りません。そこで、上半分に水流が当たらないよう斜めに板を取り付けました。さらに水流を受け止める板を可変翼にして、下半分にあるときは開いて水流を受け、上半分にあるときは畳まれて水流を受けないで戻るようにしました。原理も構造も簡単で、板金の技術があれば作れます。

――残る課題は。

熊野：国土交通省と経済産業省の方と意見交換した際に「ぜひ実現してください」とエールをいただいたので、さっそく和歌山県沖で実験をしようとしたのですが、県のほうから協力は差し控えたいと言われました。黒潮は世界三大海流の一つです。なんとか日本で海洋実験し、実用化したいと思います。

（聞き手／本誌編集人 宮﨑知己）

関連外部リンク

日本システム企画　代表取締役社長　熊野活行氏：FACTA ONLINE