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ENVIRONMENT

コージェネレーションとは|電気と熱を同時につくる省エネ技術の仕組みと可能性

Photo by Urs Lendermann on Unsplash

発電所で電気をつくると、必ず熱も生まれます。通常の火力発電では、この熱の多くが排熱として大気や海に放たれています。コージェネレーション(熱電併給)とは、1つの燃料から電気と熱を同時につくり、その熱を給湯・暖房・冷房・工場の蒸気などに使う仕組みです。

ただし、導入すれば自動的に省エネになるわけではありません。決め手は、つくった熱を使い切れるかどうかです。この記事では、日本での導入状況、向いている施設の条件、「コージェネなら脱炭素」という誤解、水素混焼の動き、そして読者が今日からできる行動までを順に見ていきます。

この記事で学べること

  • 熱を捨てずに使うことで効率が上がる仕組みと、3つの方式の違い
  • 日本の導入実績から見える、民生用と産業用の姿の違い
  • コージェネが向く施設と向かない施設を見分ける判断基準
  • 「コージェネ=脱炭素」と言い切れない理由と、水素混焼など燃料転換の動き
  • 家庭や職場で、秋から冬にかけて今できる最初の一歩

熱を捨てない仕組みと、3つの方式

コージェネレーションは、英語の Cogeneration(Co=共に、Generation=発電)が語源で、国際的にはCHP(Combined Heat and Power)とも呼ばれます。発電そのものは特別な技術ではありません。違いは、発電のときに出る熱を回収して利用する点にあります。

発電と熱利用を別々にしない

電気は電力会社から買い、お湯や暖房はボイラーでつくる、という使い方が一般的です。この場合、発電所では排熱が捨てられ、需要地ではボイラーが別に燃料を燃やします。同じ燃料を二度使えていない状態です。

コージェネは、建物や工場のそばで発電し、そのときの排熱を温水・蒸気・冷水としてその場で使います。燃料が持つエネルギーのうち、電気と熱の両方として使えた割合を総合効率と呼びます。一般にコージェネの総合効率は75〜80%程度とされ、80%以上を示す資料もあります。ただしこれは熱を使い切れた場合の数字です。

ガスエンジン方式

天然ガスやLPガスでエンジンを回して発電し、排ガスや冷却水の熱を回収する方式です。数kWの小型機から数千kWまで出力の幅が広く、病院・ホテル・商業施設・工場で多く使われています。需要の変化に合わせて出力を調整しやすいことも特徴です。

ガスタービン方式

高温・高圧の燃焼ガスでタービンを回す方式で、排ガスの温度が高いため蒸気を取り出しやすい特徴があります。比較的大きな工場や、複数の建物に熱を送る地域冷暖房など、中〜大規模の用途に向いています。

燃料電池方式

水素と酸素の化学反応で発電し、そのとき出る熱でお湯をつくる方式です。燃焼させないため静かで、家庭用の「エネファーム」はこの方式の代表例です。燃料電池に使う水素は、都市ガスなどから取り出して使うのが一般的です。

日本の導入実績は「台数は民生用、容量は産業用」

日本では、コージェネ財団(一般財団法人コージェネレーション・エネルギー高度利用センター)が導入実績を毎年まとめています。ここから、日本のコージェネがどんな場所で使われているかが分かります。

財団統計に見る2026年3月末の姿

同財団の統計によると、2026年3月末時点の累積導入は23,180台、発電容量は14,384MW(約1,438万kW)です。2025年3月末の22,819台、14,239MWと比べると、1年間で約360台、約14.5万kW増えた計算になります。急増というより、着実に積み上がっている状況です。

内訳を見ると、民生用(ビル・病院・ホテルなど)は16,851台で2,917MW、産業用(工場など)は6,329台で11,467MWです。台数の7割強は民生用ですが、発電容量の約8割は産業用が占めています。つまり、数の上では身近な建物に多く、電力の規模では大規模な工場が支えています。なお、この統計の民生用には、家庭用のエネファームなどは含まれていません。

家庭用エネファームという入り口

家庭向けの燃料電池コージェネ「エネファーム」は2009年に発売され、補助金や機器の改良を通じて普及してきました。パナソニックは2026年4月に、HEMS(家庭のエネルギー管理システム)との連携を強めた新型の発売を予定していると報じられており、太陽光発電と組み合わせて自家消費を高める方向に進化しています。

一方で、家庭で効果が出るかは住まいによって大きく変わります。お湯をよく使う家族の人数、断熱性能、ガス料金プランなどで、使えた熱の量が違うためです。導入前に、使用実績をもとにした試算を取ることが欠かせません。

向く施設と向かない施設を分ける「熱と電気の時間帯」

コージェネの検討で最初に確認するのは、機器の性能ではなく自分の施設の使い方です。中小企業基盤整備機構のJ-Net21は、熱の利用先があることに加え、熱需要の時間帯と電力需要の時間帯が一致していることが必要だと説明しています。

向いている施設の特徴

適した例として、ホテル、病院、銭湯、食品製造業、クリーニング業が挙げられています。共通するのは、電気を使う時間帯に、お湯や蒸気もたくさん使う点です。発電と同時に出る熱がそのまま消費されるので、総合効率の高さを実際の省エネにつなげやすくなります。

注意したいポイント

反対に、冷暖房の熱需要が季節で大きく偏る施設では、夏場に排熱を持て余すことがあります。電気と熱の必要量の比率(熱電比)が、機器がつくる比率と大きくずれると、有効に使えない熱が増えます。

導入費用も軽くはありません。投資回収の年数は、稼働時間、電気とガスの料金、補助金の有無で大きく変わるため、一律の目安は当てになりません。国の省エネ関連の補助金(資源エネルギー庁所管でSIIが実施する省エネルギー投資促進支援の事業など)が使える場合もありますが、公募の対象や要件は年度ごとに変わります。最新の公募要領で確認してください。

判断は「年間の熱の使い方」で

設備メーカーや都市ガス会社の試算では、年間を通じた熱の使い方を前提に効果が計算されます。月ごと・時間帯ごとの電気とガスの使用量が分かる資料を用意すると、現実に近い試算が得られます。この資料づくりそのものが、コージェネに限らず省エネの第一歩になります。

「コージェネなら脱炭素」という誤解と、燃料転換の動き

コージェネは省エネの技術ですが、そのまま脱炭素の技術とは言えません。この違いを押さえておくと、ニュースや提案資料を読むときに迷いにくくなります。

燃料が天然ガスなら、CO₂は出る

現在普及しているコージェネの多くは、都市ガス(主成分は天然ガス)を燃料にしています。燃焼すればCO₂は出ます。効率が高いので、同じ電気と熱を得るのに必要な燃料は減りますが、排出がゼロになるわけではありません。

また、比較の相手である系統電力の側が再生可能エネルギーの拡大で脱炭素に近づくほど、コージェネによる削減の余地は相対的に小さくなります。削減効果は、比べる対象と使い切れた熱の量で決まります。導入を考えるときは、将来の電力のCO₂排出も見込んで試算するのが堅実です。

天然ガスの多くを海外から輸入している点も、エネルギーの安定供給を考える上では見逃せません。

あわせて、日本のエネルギー自給率の現状を確認しておくと、燃料の選択の背景が見えてきます。

水素混焼という次の一手

脱炭素に近づける方法として、水素を混ぜて燃やす動きが進んでいます。日立パワーソリューションズは、出力500〜1,300kW級の既設ガスコージェネに後付けできる水素混焼ユニットを開発し、2025年4月の発売をめざすと発表しました。

東京ガスとヤンマーエネルギーシステムは2026年に、都市ガス仕様のコージェネ「EP370G」を現地で改造し、水素混焼の実証に成功したと発表しています。水素の供給が止まっても都市ガスだけの運転に切り替えて続けられたとされ、既設の設備を生かせる点が特徴です。

課題はコストと供給

ただし、水素やバイオガス、アンモニア、合成メタンといった脱炭素燃料は、コストと供給体制の整備がこれからの課題です。コージェネ財団も、これらの燃料でのCO₂削減をコージェネの将来像として示していますが、普及はまだ途上と見るのが現実的です。「いまの設備が将来の燃料に対応できるか」を、機器選びの確認項目に加えておくと安心です。

停電と再エネの変動に備える役割

コージェネには、省エネ以外にも二つの働きがあります。災害時の電源と、再生可能エネルギーの変動を補う調整力です。

停電時にも電気と熱が使えるか

2018年9月6日の北海道胆振東部地震では、北海道全域でブラックアウトが起きました。北海道科学大学では、コージェネを導入していた棟で電気が使えたと報告されています。

ただし、停電時に動くかどうかは機種で決まります。系統から切り離して運転する自立運転機能や、停電時に起動する仕組みが付いていなければ、発電設備があっても停電時には使えません。防災目的で検討するなら、この機能の有無を最初に確認してください。

再エネが多い時代の調整役

太陽光や風力は天候で出力が変わります。コージェネ財団は、コージェネがこの変動を補い、ピーク需要時や電力が不足するときに調整力として動くことで、再エネの利用効率を高められると説明しています。また、需要地の近くに置くことで、送電網の増強を抑える効果も指摘されています。

再エネが増えるほど、コージェネは「再エネの代わり」ではなく「再エネを支える設備」としての位置づけが強まります。

再エネが世界で拡大する中での日本の課題については、次の記事で詳しく扱っています。

複数の分散型の電源を束ねて需給を調整する仕組みも、これから広がると見られます。コージェネはその構成要素になりうる設備です。

脱炭素燃料と再生可能エネルギーの違いを押さえたい方は、全体像をまとめた次の記事が手がかりになります。

今日からできる「電気と熱を一緒に見る」習慣

コージェネをすぐに導入できる立場の人は多くありません。それでも、「電気と熱を別々でなく一緒に見る」考え方は、家庭でも職場でも今日から使えます。

家庭の場合

暖房と給湯の需要が増えるこれからの時期に、直近1か月分の電気とガスの使用量を並べて確認してみてください。検針票や、電力会社・ガス会社の会員ページで見られます。電気とお湯を同じ時間帯に多く使う家庭ほど、エネファームのような熱電併給と相性がよい傾向があります。

導入を考えるなら、複数社に使用実績をもとにした試算を依頼し、補助金の対象と要件を最新の情報で確認してください。給湯分野では、国の「給湯省エネ」事業のように、エネファームが対象になる年度もあります。

職場や施設の場合

店舗・事業所・福祉施設などでは、月別の電気とガスの使用量から、熱を使う時間帯の偏りを確認します。浴場、厨房、洗濯、温水プールなど、安定して熱を使う設備がある場合は、検討する価値があります。

自治体の施設や再開発地域では、地域冷暖房のように複数の建物でまとめて熱を使う方式もあります。個別に導入するより、地域全体で熱を使い切れる設計のほうが効率的な場合があります。

まとめ

コージェネレーションは、電気をつくるときに出る熱を捨てずに使い、同じ燃料から得られる価値を増やす技術です。日本ではコージェネ財団の統計で、2026年3月末時点の累積導入が23,180台、約1,438万kLWに達しています。

台数では民生用、容量では産業用が中心です。効果が出るかどうかは、熱と電気を使う時間帯がそろうかで決まります。

一方で、燃料が天然ガスのままではCO₂ゼロにはならず、比べる系統電力が脱炭素に近づけば削減幅も変わります。水素混焼などの燃料転換が進めば、既設の設備を生かしながら脱炭素へ近づける道が開けます。再エネや蓄電池、需要の調整と組み合わせた、分散型エネルギーの一部として位置づけるのが現実的です。

まずは、自宅か職場の電気とガスの1か月分の使用量を並べてみてください。熱と電気がどんな時間帯に重なっているかが見えるだけで、エネルギーの見え方が変わります。

  • コージェネは1つの燃料から電気と熱を同時につくり、熱を使い切ることで総合効率を高める技術
  • 日本の累積導入は2026年3月末で23,180台。台数は民生用、容量は産業用が中心
  • 向き不向きの決め手は、熱と電気を使う時間帯がそろうかどうか
  • 燃料が天然ガスならCO₂は出る。水素混焼などの燃料転換は進行中だが、コストと供給が課題
  • 停電時の運転には自立運転機能が必要。再エネの変動を補う調整力としても期待される

参考文献

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