都市ガス配管で水素

都市ガス配管で水素を送った場合、
燃料として燃やすと都市ガスに比べ火力はどうなるのでしょう？
またそれで燃料電池発電するとどれ位の電力になるでしょう？

No.5 ベストアンサー 回答者： hg3 回答日時： 2014/10/31 00:24

ご質問への回答については、既に出ていますので、補足に対してコメントさせていただきます。

＞改質器を使って水素を取り出すところ、どこかのプラントでまとめてやったらどうかと思ったからです。

もともと、水素は、化学工場や製油所でまとめて大量に作られています。その方法も、都市ガスを改質して水素を作るのと基本的に同じです。一か所でまとめて大量に作る方が、効率が良いし、安く作ることができます。
しかし、その水素を、各家庭に供給するのが大変なのです。もし、ボンベ等で運ぶとすれば、一度に大量の水素を運ぶことができませんし、コストがかかります。もし、ガス管で供給しようとしたなら、水素専用に新たにガス管を整備しなければなりませんから、その整備のために膨大なコストがかかります。

だから、結局、既に家庭に供給されている都市ガスを改質して水素を製造する方が、コスト的にも、インフラの整備と言う面でも有利だということです。

＞一か所で集中的にやればコジェネでもできるのではないか？
逆です、熱を利用するのは各家庭です。1か所でまとめて熱が発生してしまったら使う場所まで熱を運ばないといけなくなります。
つまり、コジェネというのは熱を使用する場所で分散して行う事に意味があるのです。1か所に集中してしまったら意味がありません。

ちなみに工場等で水素を製造する場合は、コジェネにしなくとも、熱をできるだけ無駄なく利用するように設備が作られています。

この回答への補足

そうですか、効率が悪いんですね。
都市ガスなら既存の配管や燃焼設備が使えるし、
結局そこに落ち着くんですね。

補足日時：2014/11/02 12:32

No.6 回答者： jkpawapuro 回答日時： 2014/10/31 11:06

はい御想像通り電熱線が組み込まれています。

No.4 回答者： jkpawapuro 回答日時： 2014/10/30 12:04

>改質器で水素を取り出す際熱が出ますが、それを再利用しようとすればそのためのしくみ＝温水器のような装置も必要になりますよね？

まずここが大きな間違いです。メタンから水素を取り出す水蒸気改質法は強烈な吸熱反応です。発熱反応ではありません。
家庭用燃料電池のキモは、発電排熱を改質機の熱源と給湯暖房の熱源にすることにあります。
よって水素改質機を集中供給する場合、改質機に必要な熱源をどこからもってくるかという問題があります。
そこをクリアする無償の熱源が無ければ、エネルギー効率的に大きくマイナスです。
よって発電機と改質機を遠ざけることはエネルギー効率的にも命とりになります。

この回答への補足

そうですか、改質器は熱が必要なんですねえ。
そうすると、今考えられている家庭用都市ガス燃料電池は、始動時は電熱かなんかで始動し、
始動後は燃料電池で発生する熱を利用するみたいな感じでしょうか？

補足日時：2014/10/31 07:35

No.3 回答者： masa2211 回答日時： 2014/10/29 23:18

＞水素を燃料として燃やすと都市ガスに比べ火力はどうなるのでしょう？

都市ガスの４割くらい。

理由。
以下の条件とします。
・配管内の圧力は同じ。

これより、体積当りの熱量（低発熱量）で比較する。（質量をそろえて比較するのではない。）
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%99%BA%E7%86%B1% …
において、1モル当たりの発熱量は、
水素50KJ　都市ガス（メタン）121ｋJとなる。よって約40％。

No.2 回答者： edo_edo 回答日時： 2014/10/29 13:30

単純に火力は３倍、発電量も３倍、危険度は１００倍

燃焼器具は全て買い変えなければ使えません

この回答への補足

ご回答有難うございました。

危険度の算出過程を示して頂けますか？

補足日時：2014/10/29 17:04

No.1 回答者： kamobedanjoh 回答日時： 2014/10/29 13:29

水素分子は、あらゆる可燃性ガスの中で最も粒子が小さく、質量も軽いため、ガス管接合部に適切なパッキン材がありません。

火力は弱く、他の燃料ガスとの混合も困難です。重いLPガスとは分離してしまいます。
NPガスに対しても、性質は同様です。
ガス漏れの危険性が極めて高いため、家庭燃料としての供給には適していません。
発火点も低く、可燃混合比も７～９７％程度と、僅かなガス漏れや少しの空気混入で発火しやすいという、管理上の難点があります。
配管の維持管理が困難で人手も掛かり、管理コストも高くなります。
燃焼（酸素との化学反応）で熱または起電力と水が発生し、CO2を排出しない点で環境には優しいのですが、以上のような安全管理と、水素ガスの供給を電気分解に頼っている現在の技術では、エネルギー効率としてはマイナスになります。燃焼に必要な酸素も、電気分解で同時に生産されています。
化学分解法も存在はしますが、生産コストは現段階、電気分解に遠く及びません。
発電量が生産時消費電力を上回ることはあり得ません。必ず何らかの損失が伴いますから。

この回答への補足

ご回答有難うございました。
そうですか、火力が弱く、ガス管ではパッキン等に難があると言うことですね。

ちなみに水素を入手するのに電気分解ということですが、
元々このように思ったのは、家庭用燃料電池で都市ガスから電気を取り出す際、改質器を使って水素を取り出すところ、どこかのプラントでまとめてやったらどうかと思ったからです。
各家庭の燃料電池に改質器が要らなくなるのではないか？
改質器で水素を取り出す際熱が出ますが、それを再利用しようとすればそのためのしくみ＝温水器のような装置も必要になりますよね？
一か所で集中的にやればコジェネでもできるのではないか？と考えたのですが。

補足日時：2014/10/29 15:40