ヒートポンプのしくみ

ヒートポンプは、ガスや石油による燃焼方式に比べ、CO2排出量の大幅削減を実現する技術として注目を集めています。「ヒートポンプ」は大気中などの熱を集めて移動させるシステムです。電力は熱を運ぶ動力として使うため、少しの電力で大きな熱を利用することができます。

ヒートポンプのしくみ

気体を圧縮すると温度が上がり、膨張させると温度が下がる性質を活用した技術です。ヒートポンプの中では、熱を運ぶ役割をする冷媒(フロンガスや二酸化炭素など)が圧縮による温度上昇と膨張による温度低下を繰り返しながら循環しています。
暖房や給湯の時には、冷媒の温度が外気より下がった時に空気熱を取り込み、冷媒の温度が上昇した時に熱を放出することにより、空気熱を運んで暖房や給湯に利用しています。冷房時は屋内と屋外が逆になり、熱が取り込まれることにより室温が下がります。

ヒートポンプの普及による省エネポテンシャル

民生部門や産業用の熱需要を賄っているボイラ等をヒートポンプで代替した場合、一次エネルギー削減効果(原油換算)は約27,000[千kL](▲約40%)。この一次エネルギー削減効果(原油換算)は約2.6 兆円の燃料調達費に相当し、日本の化石燃料年間輸入額の約11%にあたります(一般財団法人ヒートポンプ・蓄熱センター試算)。

ヒートポンプの普及による省エネポテンシャル

出典:(一財)ヒートポンプ・蓄熱センター

日本が誇る技術革新 高効率ヒートポンプ

オフィスで消費される全エネルギーの4割以上は冷暖房

オフィスなどにおいて、最もエネルギーを消費しているのは冷暖房です。CO2排出量の削減には冷暖房の対策が最も重要です。ホテルや病院、飲食店では給湯のエネルギー消費削減も重要となります。

オフィスビルのエネルギー消費量構成

出典:(一財)省エネルギーセンター

空気熱は再生可能エネルギー

2020年、再生可能エネルギー全体に占めるヒートポンプの割合

EUでは「再生可能エネルギー推進に関する指令※1」において、一定効率以上のヒートポンプにより利用した「空気熱・地中熱・河川水熱・海水熱」を再生可能エネルギーと定義しています。国内では、政府の「未来開拓戦略※2」において、EU方式を踏まえ、2020年の再生可能エネルギー導入目標にヒートポンプを含めています。その目標のうち、ヒートポンプは約3割※3と最大級の導入量が期待されています。

  • ※1

    2009.6施行

  • ※2

    経済財政諮問会議(2009.4)

  • ※3

    (一財)ヒートポンプ・蓄熱センター試算

再生可能エネルギー全体に占めるヒートポンプの割合

「総合資源エネルギー調査会第33回新エネルギー部会」、
「未来開拓戦略(Jリカバリー・プラン)」などからヒートポンプ・蓄熱センター試算

再生可能エネルギーの種類

1次エネルギー源 自然エネルギー エネルギー変換 2次エネルギー
自然界 技術
太陽 バイオマス バイオマス生産 コージェネ、転換設備 熱、電気、燃料
水力 蒸発、降水、融解 水力発電設備 電気
風力 大気の移動 風力タービン 電気
波の動き 波力発動設備 電気
太陽光線 海の潮流 潮流発電設備 電気
地表や大気の熱 ヒートポンプ
海洋熱発電設備 電気
太陽光線 光分解 燃料
太陽電池 電気
太陽熱設備
引力 汐の干満 潮汐発電設備 電気
地球 放射線元素の崩壊 地熱 地熱コージェネ設備 熱、電気

出典:ドイツ環境省’Renewable Energies’(2009)

「ヒートポンプ」は太陽光発電や太陽熱温水器と同じ太陽エネルギー利用!

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