大型商業施設やホテル、病院、オフィスビルなどで「コージェネレーションシステム」という言葉を聞いたことはありませんか？

「発電設備なのは分かるけれど、普通の非常用発電機と何が違うの？」

「なぜ大型施設ではガスを使って発電するの？」

そう疑問に思う方も多いかもしれません。

実はガスコージェネレーションシステムは、電気をつくるだけではなく、そのときに発生する熱も有効利用するという特徴があります。

さらに、停電などの非常時に電力供給を継続できる設備として、BCP（事業継続計画）や災害対策の面からも注目されています。

今回は、ガスコージェネレーションシステムの仕組みから、大型商業施設などで採用される理由、そして災害時の役割まで分かりやすく解説します。

ガスコージェネレーションシステムとは？

まず「コージェネレーション」という言葉から説明しましょう。

コージェネレーション（Cogeneration）とは、

1つのエネルギーから「電気」と「熱」を同時につくり、有効利用するシステム

のことです。

一般的な発電所では、燃料を使って電気をつくります。

しかし発電の際には大量の熱が発生します。

通常の発電では、この熱の多くが利用されないまま失われてしまいます。

そこで、その熱を捨てずに、

空調
給湯
蒸気
温水

などに利用するのがコージェネレーションです。

資源エネルギー庁も、天然ガス、石油、LPガスなどを燃料として発電し、その際に発生する排熱を同時に回収する「熱電併給システム」と説明しています。

仕組みは意外とシンプル

イメージすると、次のようになります。

ガス

↓

ガスエンジンなどで発電

↓

電気を施設内で利用

同時に、

発電時に発生する熱

↓

給湯・空調などに利用

つまり、

「電気をつくったときに出る熱も捨てない」

というのがコージェネレーションの最大の特徴です。

これが普通の発電設備との大きな違いです。

なぜ「大型施設」と相性がいいのか？

では、なぜ大型商業施設やホテル、病院などでコージェネレーションが採用されるのでしょうか？

大きな理由の一つが、

電気と熱の両方を大量に使うから

です。

例えば大型商業施設では、

照明
エレベーター
空調
冷蔵・冷凍設備
厨房
給湯
店舗設備

など、多くのエネルギーを使用します。

つまり、

「電気も必要」
「熱も必要」

という施設です。

こうした施設では、発電時に発生した熱を空調や給湯などに利用できるコージェネレーションとの相性が良くなります。

普通の発電機と何が違う？

ここも重要なポイントです。

一般的な非常用発電機は、

燃料 → 発電 → 電気

という使い方が基本です。

一方、コージェネレーションでは、

燃料 → 発電 → 電気

に加えて、

発電時に発生する熱 → 給湯・空調など

として利用します。

つまり、燃料から得られるエネルギーをできるだけ無駄なく使おうという考え方です。

資源エネルギー庁の資料では、コージェネレーションの総合効率について75～80％という例が示されています。

もちろん、実際の効率は設備の種類や運転条件、熱の利用方法などによって変わります。

コージェネレーションの大きなメリット①「省エネ」

コージェネレーションの最大のメリットの一つが、エネルギーを効率よく利用できることです。

通常、遠くの発電所でつくられた電気を送電すると、送電の過程でもエネルギーのロスが発生します。

一方、コージェネレーションは、

電気を使う場所の近くで発電する

という特徴があります。

さらに、発電時に発生する熱も施設内で利用します。

そのため、

「つくったエネルギーを、その場でできるだけ使う」

という効率的なエネルギー利用が可能になります。

メリット②「電力ピークを抑えられる」

大型施設では、夏場などに空調設備が大量の電力を使用します。

電力需要が一気に高くなると、施設にとっても電力コストや電力確保が課題になります。

コージェネレーションを施設内で稼働させることで、自ら電力をつくることができます。

さらに排熱を空調などに利用することで、電力需要を抑えることにもつながります。

資源エネルギー庁も、コージェネレーションについて、ピーク時の需要を抑える「ピークカット」に役立つとしています。

メリット③「災害時の電源」として期待される

そして、今回の「地震とLPガス事故」というテーマで特に注目したいのがここです。

コージェネレーションは、災害時のエネルギー供給を支える設備として活用できる場合があります。

停電対応型のコージェネレーションでは、停電時にも発電を継続できるよう設計された設備があります。

資源エネルギー庁も、停電対応型コージェネについて、停電時でも電力・熱を供給できる分散型エネルギーシステムとして、レジリエンス強化に役立つとしています。

つまり、

平常時

電気をつくる
＋
排熱を空調・給湯などに利用

↓

非常時

停電しても、対応した設備で発電を継続
＋
必要な電力・熱を確保

という使い方ができるわけです。

「停電したらコージェネも止まる」のでは？

ここで注意したいのが、

コージェネなら必ず停電時にも動くわけではない

ということです。

これは非常に重要です。

コージェネレーションにはさまざまなタイプがあり、停電時に運転を継続できるかどうかは、設備の仕様や電力系統との接続、非常時の運転機能などによって異なります。

そのため、

「コージェネがある＝停電しても必ず電気が使える」

と考えるのは正しくありません。

非常時の電力供給を目的とする場合には、停電対応機能やブラックアウト時の起動方式、燃料供給、重要負荷への電力供給などを含めた設計が重要になります。

大型商業施設でコージェネが注目される理由

大型商業施設の場合、災害時にも、

防災設備
消防設備
照明
通信設備
エレベーター
冷蔵・冷凍設備
空調
給水・給湯設備

など、電力が必要となる設備があります。

すべてを通常時と同じように動かすのではなく、

「災害時に最低限必要な設備へ電力を供給する」

という考え方が重要です。

これがBCP（事業継続計画）の考え方です。

資源エネルギー庁も、コージェネレーションについて、非常時のエネルギー供給確保やBCPへの活用を意義の一つとして挙げています。

イオンなどの大型商業施設との相性

大型商業施設では、

「大量の電気を使う」

だけではありません。

空調や給湯など、

「熱を大量に使う」

という特徴があります。

そのため、

電気＋熱

を同時に利用できるコージェネレーションは、大型施設との相性が良いシステムです。

また、大型施設は災害時に地域住民が一時的に避難する場所となったり、地域の生活インフラとしての役割を期待されたりするケースもあります。

そのため、単なる省エネ設備ではなく、

「災害時にもエネルギーを確保するための設備」

という視点からも重要性が高まっています。

LPガスでもコージェネレーションはできる？

できます。

コージェネレーションは「都市ガス専用」というわけではありません。

資源エネルギー庁の資料でも、コージェネレーションの燃料として天然ガス、石油、LPガスなどが挙げられています。

そのため、LPガスを利用したコージェネレーションも存在します。

LPガスはボンベやバルク貯槽などで施設に供給できるため、導管網に依存しない分散型エネルギーとして活用できる点も特徴です。

ただし、災害時にどこまで運転を継続できるかは、

LPガスの備蓄量
容器・バルク貯槽の状況
ガス配管
発電設備
電気設備
遮断装置
非常時の運転方式

など、システム全体で考える必要があります。

ここでも「遮断弁」が重要になる

ここまでの記事で「LPガスの遮断弁」について紹介しました。

コージェネレーションもガスを燃料として使用する以上、

「災害時に安全に停止できる仕組み」

が重要になります。

例えば、

地震などの異常を検知

↓

ガス供給を遮断

↓

燃焼設備を安全に停止

という安全側への制御が必要になります。

一方で、停電時に継続運転させる必要がある設備については、

「安全を確保しながら、必要な電力を供給する」

という高度な制御が必要になります。

つまり、災害に強いエネルギーシステムをつくるためには、

「発電できること」だけでは不十分

なのです。

発電設備＋ガス設備＋遮断設備＋電気設備＋制御システム

を一体として考えることが重要です。

コージェネレーションは「災害に強い魔法の設備」ではない

ここも誤解してはいけないポイントです。

コージェネレーションが設置されているからといって、

「どんな災害でも電気が使える」

わけではありません。

例えば、

ガス供給設備が損傷する
ガスが安全のため遮断される
発電設備が損傷する
電気設備が損傷する
燃料が不足する
建物そのものが被災する

など、さまざまなリスクがあります。

だからこそ、災害対策では、

「一つの設備にすべてを依存しない」

という考え方が重要です。

コージェネレーション、非常用発電機、太陽光発電、蓄電池などを組み合わせることで、より強いエネルギーシステムを構築することができます。

実際に災害時に活用された事例もある

コージェネレーションの災害時活用は、単なる理論ではありません。

資源エネルギー庁の資料では、2018年の北海道胆振東部地震で北海道全域が停電した際、札幌市の「さっぽろ創世スクエア」でコージェネレーションによる電力・熱の供給が継続した事例が紹介されています。

また、千葉県睦沢町の「むつざわウェルネスタウン」では、天然ガスコージェネレーション、太陽光発電、系統電力などを組み合わせたエネルギー供給が行われ、大規模停電時の電力供給事例も紹介されています。

このように、コージェネレーションは、

「普段は省エネ」

そして、

「災害時にはエネルギーのレジリエンス向上」

という2つの役割を持つことができます。

コージェネレーションが大型施設で選ばれる5つの理由

ここまでを整理すると、大型施設でコージェネレーションが採用される理由は大きく5つあります。

① 電気と熱を同時に利用できる

発電時に発生する熱を空調や給湯などに利用できます。

② エネルギーを効率よく利用できる

発電時に発生する排熱を捨てずに利用することで、総合的なエネルギー効率を高められます。

③ 施設内で発電できる

電力需要のある場所の近くで発電できるため、分散型エネルギーとして活用できます。

④ 電力ピークを抑えられる

施設内で発電することに加え、排熱を空調などに利用することで電力需要のピークを抑えることができます。

⑤ BCP・災害対策になる

停電対応型の設備であれば、非常時の電力・熱供給を支えることができます。

LPガス業界から見ても重要な設備

LPガスを扱う私たちにとって、コージェネレーションは非常に興味深い設備です。

これまでLPガスというと、

「家庭のコンロや給湯器に使うガス」

というイメージが強かったかもしれません。

しかし現在では、

発電

空調

給湯

非常用電源

など、LPガスの利用方法は広がっています。

特に災害が多い日本では、

「普段から使える」