株式会社ゼネシス 研究開発活動 (2016年12月期)

当社は、エンジニアリンググループと伊万里工場において、温度差発電システムを中核とした再生可能エネルギーの有効活用について、各分野にわたって研究開発に積極的に取り組んでおります。
現在の研究開発は、海洋温度差発電(OTEC)、排熱温度差発電(DTEC)、及びこれらに使用される専用の全溶接プレート式熱交換器等の開発を中心に推進しています。特に、これまで製品化を進めてきた高性能プレート式熱交換器については、発電装置以外の一般産業分野への適用においても実績作りを進めています。
当事業年度における研究開発費については、11,473千円となっております。
なお、現在実施している主たる研究開発は次のとおりです。
(1)海洋温度差発電システムに関する研究
当社の中核技術である海洋温度差発電システムに関しては、佐賀大学海洋エネルギー研究センターの指導のもと、発電システム設計の最適化や発電単価の削減など、商用化に向け積極的な研究開発を継続しています。
平成23～26年度、独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)からの委託事業として佐賀大学と神戸製鋼所が実施した「次世代海洋エネルギー発電技術研究開発(海洋温度差発電)」に続いて、2014年度よりNEDOとの共同研究事業として佐賀大学とジャパン マリンユナイテッド株式会社が実施している「海洋エネルギー発電システム実証研究」にも参画し、浮体式海洋温度差発電施設のコスト削減に関する研究開発を進めています。
2013年度より受託している沖縄県の「海洋深層水の利用高度化に向けた発電利用実証事業」の下で建設した100kW級海洋温度差発電装置については、昨年度に引き続き実際の海水の温度差を用いた連続発電運転を継続しており、実運転データに基づくノウハウの蓄積と技術的信頼性確立により、少しでも早い1,000kWクラスの発電実証試験の実現を目指しています。
また、2016年度には沖縄県より新たに「海洋温度差発電における発電後海水の高度複合利用実証事業」も受託し、海洋深層水の多段階利用による経済性向上の実証的研究を開始しています。
(2)排熱温度差発電システムに関する研究
近年、注目を集める未利用熱エネルギーの有効活用を進めるため、当社では石油、鉄鋼などの生産設備から発生する比較的温度が低い産業排熱や、温泉水を通じて地表に湧出する地熱エネルギーに、長年社内に培ってきた海洋温度差発電(OTEC)の技術を適用して発電する研究開発を行っています。この排熱温度差発電(DTEC)は、現在注目を集める未利用熱エネルギーの有効活用の中心技術と期待されており、当社でも早期の普及を目指しています。なかでも、2011年より株式會社ポスコ(POSCO)の製鉄所で建設を進めてきた600kWの発電装置については、昨年度実証運転を行い想定内の発電出力を達成しており、韓国国内でこの成果を利用した地熱発電設備の建設プロジェクトが開始されています。
一方、2007年度より製品化を進めている70kW級の小型排熱温度差発電装置(Mini-DTEC)については、発電実証用プラントでの実証運転を終了し、昨年度より提携先との共同で進めています30kW級の発電装置の実証運転と合わせて商品化に向けた作業を継続しています。
また、株式会社マリタイムイノベーションジャパンを中心とする7社で国土交通省の「2013年度次世代海洋環境技術研究開発費補助事業」に採択された船舶搭載用の小型排熱温度差発電装置(Mini-DTEC)の開発については、5年計画の中で出力25kW程度の発電プラントの基本設計と小型実証発電モデルにおける船舶熱源を模擬した陸上での実証試験に取り組んでいます。今後はこの設計や実証試験結果をもとに、製品開発を進めていく予定です。

(3)プレート式熱交換器の開発
プレート式熱交換器については、これまで経済産業省新規産業創造技術開発費補助事業(平成16～17年度)、NEDOエネルギー使用合理化産業技術開発費助成事業(平成18～19年度)、NEDO イノベーション推進産業技術実用化開発費補助事業(平成21～22年度)、全国中小企業団体中央会ものづくり中小企業製品開発等支援補助金(2009年度)など多くの公的開発資金の助成を受けて、海洋温度差発電や海水淡水化、産業排熱発電などに適した特色のある全溶接プレート式熱交換器(XPプレートと総称)を完成し、2012年から製造販売の事業化を開始しています。
当社が独自開発し市場展開を進めているプレート式熱交換器:XPプレートは、これまでのガスケット式と比べるとより高い圧力や高い温度で使用できる他、圧力損失が低い中で高性能の蒸発凝縮が可能になるなどの多くのメリットを有していますが、残念ながらこれまでの通常のガスケットタイプのプレート式熱交換器と比較するとどうしてもイニシャルコストが高くなってしまうというデメリットが存在します。このため当社では全溶接プレートの高性能というメリットが生きる新たな市場開発に取り組んでおり、発電プロセス用として培われた蒸発凝縮に関する高度な設計技術は、化学プラントの心臓部となる蒸留プロセス用の熱交換器として実績を拡げつつあります。
また蒸発凝縮の次の市場として開発をすすめてきたガスについては、従来のシェルチューブタイプとは比較にならないほど高性能での設計が可能で、結果的に熱交換器の大きさが従来の数十分の一以下と非常にコンパクトにできる可能性が高い事が確認されています。政府が進める未利用熱エネルギーの有効活用の分野においても高温のガスからの熱回収が課題となっており、XPプレートの得意な市場が拡大するものと考えています。
(4)熱交換器の法規対応
熱交換器は内部に高圧を包含するため、その設計・製造については用途に応じて適用される多くの圧力容器に関する法律や規則に定められた厳しい品質管理が求められるため、安全管理が必要となります。
当社の全溶接プレート式熱交換器:XPプレートの設計・製造では、圧力容器に関する技術基準の世界標準とも言われる米国機械学会:ASMEの技術基準をベースに構築した品質管理システムに沿った品質管理が実施されています。
これまで、発電設備用蒸発器凝縮器などに適用される電気事業法、化学工場の蒸留設備など一般産業設備用熱交換器に適用される労働安全衛生法、船舶で使用される熱交換器に適用される世界各国の船級規格など、毎年、各法規への対応範囲の拡大を進めており、2017年には最も厳しい技術基準の一つである高圧ガス保安法が適用される熱交換器の出荷を予定するなど、更なる拡充を予定しております。