No.2ベストアンサー
- 回答日時:
う~ん、かなりきわどい勝負と思います。
ただし、あくまで国家全体の炭酸ガス排出量という観点であり、経済性は度外視しています。
燃料は、どれも天然ガスであると仮定し、効率はyougrutyさんのパラメータをそっくり使うとします。
一般ガス給湯器=80% エコウィル=77% あれ?エコウィルは初期投資は高いわ、効率は悪いわ、意味ない?
そんなことないです。
エネルギーの「質」というのがあって、熱エネルギーは最も質が悪いです。
あらゆるエネルギーは最後に熱になるため、熱から他の種類に変換するにはどうしても効率が悪いです。
ですので、「質の悪さ」をどう評価するか?
1つの方法は、電力はエコキュートを使って熱エネルギーに変換し、熱エネルギーにそろえて比較する。
そうすると、電力-->熱の変換効率を400%として再計算すると、
エコキュート:148%
エコウィル:157%
燃料電池:177%
一般ガス給湯:80%
エコジョーズ:95%
一般電気ストーブ:37%(電力-->熱は、効率100%)
で、計算結果の変動要素(経済性以外)ですが、
1.エコキュート:
・発電の燃料の種類でエネルギーあたり炭酸ガス排出量は異なる。
多い順に、石炭-石油-天然ガス-原子力-水力。(原子力については火力より悪いという異論もあり。)
・最新の火力発電(コンバインドサイクル)の熱効率は50%くらいあり、40%は既存火力発電所の全国平均。
・火力発電の廃熱利用(コジェネ)を計算にいれるかどうか。(発電所近辺しか使えない。)
というか、火力発電はコジェネなし、エコウィルと燃料電池はコジェネ、というのが反則気味なんでは?
・ヒートアイランド現象に関しては、エコキュートが最も有利(発電効率が高いほうが有利)。
2.燃料電池:
・水素の供給方法として、太陽熱や風力で海水を電気分解、というのがあり、
この方法なら、設備投資・燃料輸送しか炭酸ガスは発生しない。(ただし、設備投資が非常に高いので、現時点ではこの方法は無理。)
3.燃料電池、エコウィル:
・電力と熱で、どちらかが余った場合の計算方法をどうするか。
どちらか少ないほうを用い、足りないのは買う、とすると、2重投資だし
電力にしわよせがきて、発電の熱効率が落ちてしまう分を勘定するかどうか。
ですので、計算の変動範囲内は一緒と評価、とすると、
・電気ストーブは、明らかに損。
・エコキュート、エコウィル、燃料電池は、だいたい同じ。
強いていえば、エコキュート有利かも。
念のため。yougrutyさんの計算が違っている、というわけではなくで、同じ数値を基にしても
考え方次第で、結果はこんなにも違ってしまうということ。
この回答への補足
丁寧なご回答ありがとうございます。
エコキュートは、寒冷地によってはCOPが小さくなると聞いたことがあります。実際に300~400%の高性能運転をしているのでしょうか。一般人が確かめる術がないので何とも言えませんが。
No.3
- 回答日時:
皆さん素晴らしい回答で頭が下がります。
一般的なことで申し訳ないのですが、ヒートポンプの場合、温水設定温度と周辺環境で大きく性能は変わってきます。
単純化するために逆カルノーサイクルで考えると
T1:高温側温度、T2:低温側温度、η:成績係数とすると
η=T1/(T1-T2) となります。
凝縮温度、蒸発温度は目的の温度、周辺温度からそれぞれ+5℃、-5℃は幅を持っておいたほうがよいでしょう。これとp-H線図から理論成績係数が出るので後は圧縮効率、機械効率を考えて0.7位で割り返してやれば実成績係数は出ます。(手元に線図ありません。)
同じ冷凍(空調)機でも成績係数は 圧縮式>吸収式>デシカント
となりますが、圧縮式はより高品位のエネルギー(エクセルギー)を必要とします。エクセルギーの観点から考えると全てエコキュートが良いのではないような気がします。利用できるエネルギーによってケースバイケースですね。
参考URL:http://www.jsrae.or.jp/E-learning/saikuru/saikur …
No.1
- 回答日時:
○100のガスを使った場合の熱効率の比較
・エコキュート:111~181.3%の熱効率(CO2排出が一番少ない)
・エコウィル :77%の熱効率(電気20と温水57)
・燃料電池(ライフエル):78%の熱効率(電気33と温水45)
・一般的なガス給湯器:80%の熱効率
・エコジョーズ(潜熱回収型給湯器):95%の熱効率
○なぜ上記の効率になるのか?
・エコキュート
100のガスを使って火力発電所で発電した場合、40の電気ができます。
その後、送電線や配電線を伝わって家に届くまでのロスで37になります。
しかし、エコキュートはヒートポンプを利用して空気中の熱を集めるため、1の電気で3~4.9の熱を出すことができます。
よって、37の電気では、37×3~4.9=111~181.3の熱を使えます。
100のガス→37の電気→111~181.3のお湯
実際には、深夜電力はガスだけでなく、原子力や水力などでも発電しているため、CO2排出で比べるともっと少なくなります。
三菱電機 エコキュートとは
http://www.mitsubishielectric.co.jp/home/diahot/ …
・エコウィル
ガスの場合、大型ガスタンクから家庭に届くまでのロスがないため、100のガスは、100家庭まで届きます。
それをガスエンジンで発電機をまわして、20の電気を作ります。
ガスエンジンをまわすと、熱くなるため、その排熱で57のお湯ができます。
よって、合計77%の熱効率になります。
東京ガス エコウィル紹介ページ
http://home.tokyo-gas.co.jp/ecowill/ecowill03_01 …
・燃料電池(ライフエル)
まず家庭まで100のガスが届きます。
それを燃料処理装置で改質し、水素を取り出します。
ガスには、もともと炭素の成分がふくまれているため、水素を取り出す際、二酸化炭素が発生します。
その水素と酸素を反応させて33の電気と、化学反応する際の排熱で45のお湯ができます。
よって、合計78%の熱効率になります。
東京ガス 燃料電池ライフエル紹介ページ
http://home.tokyo-gas.co.jp/lifuel/lifuel04.html
・一般的なガス給湯器
家庭に届いた100のガスを燃焼させて80のお湯を作ります。
よって、80%の熱効率になります。
・エコジョーズ
家庭に届いた100のガスを燃焼させて80のお湯を作った後に余った200度の排熱で水を温め、15の予熱をしておくため、合計95%の熱効率になります。
東京ガス エコジョーズの紹介ページ
http://home.tokyo-gas.co.jp/living/bathroom/onsu …
○経済性の比較
・エコキュート
オール電化向け料金プランで深夜電力が安くなるため、都市ガス給湯器と比べ、光熱費が年間約57,500円お得になります(コロナHPより)。
コロナ エコキュートの経済性
http://www.corona.co.jp/eco/feature/index.html
・エコウィル
ガス料金の割引があるため、光熱費が年間約30,000円お得になります(東京ガス調べ)。
東京ガス エコウィルの経済性
http://home.tokyo-gas.co.jp/ecowill/ecowill04.html
・燃料電池(ライフエル)
燃料電池の専用料金プランがあり、一般料金から3%の割引を行うとともに、毎月のガス料金の上限が9,500円になります(東京ガス)。
東京ガス 燃料電池専用料金プラン
http://home.tokyo-gas.co.jp/lifuel/lifuel05.html
・エコジョーズ(潜熱回収型給湯器)
使用ガス量が約13%削減できるため、一般的なガス給湯器と比較して年間で給湯だけなら約10,000円、床暖房を合わせると約14,000円お得になります。
○まとめ
今のところ、タンク等の設置スペースがあれば、エコキュートが一番CO2排出が少なく、環境にも経済的にも優しいと言えます。
下の参考URLは、エコキュート補助金制度についてです。
申請して、受理されてから工事すると45,000円の補助金が出ます(先着順)。
参考URL:http://www.jeh-center.org/ecocute/e-index.html
この回答への補足
丁寧なご回答ありがとうございます。
金銭的にもやはりエコキュートなのでしょうか・・・
しかし、実際の性能が気になるところです。
2年後には燃料電池も一般販売することですし・・・
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