コジェネレーションシステムとは？

2026年1月27日

工場の現場でよくある話です。

「ボイラは常に回して蒸気を使っている。一方で、電気代は上がる。非常用発電機はあるけど、平常時は眠ったまま」。

熱も電気も“毎日ちゃんと使う”のに、つくり方だけは別々で、しかも片方（発電側）は大量の排熱を捨てている──この違和感が出発点になります。

コジェネレーション（Cogeneration / CHP: Combined Heat and Power）は、この“捨てている熱”を回収して、同じ燃料から電気と熱をセットで取り出す考え方です。熱と電気の両方が必要な場所では、ちゃんと刺さります。

コジェネの正体は「熱の使い道を決める発電」

コジェネレーションシステムは日本語では「熱電供給システム」とも呼ばれ、英語ではCHP（Combined Heat and Power）です。
定義としてはシンプルで、単一の燃料（または単一の原動機）から、電気と有効な熱（蒸気・温水など）を同時に取り出す方式です。

ポイントは「発電すること」そのものよりも、発電で出る排熱を“使い切る設計”にできるかです。

例：ガスエンジン／ガスタービンで発電 → 排熱回収ボイラで蒸気・温水をつくる
例：燃料電池で発電 → 排熱を給湯・温水に回す（家庭用もこの系統）

分散型で現地発電し、捨てるはずの熱を回収するので、一般に総合効率（電気＋回収熱）は高くなります。米EPAは、CHPの総合効率が65〜80%程度、条件次第で90%近くに達しうると説明しています。
国内資料でも、タイプ別に総合効率80%前後〜（燃料電池は高め）という整理がよく見られます。

論点の整理：何が問題で、何を決める話か

コジェネ検討は「省エネ設備を入れるか」ではなく、実務的には次の意思決定です。

問題：電気と熱を別々につくることで、燃料・電力コスト、CO₂、災害時の脆さ（停電時の操業継続）にムダが出ている
決めること：
1. 熱需要（蒸気・温水）のプロファイルに対して、回収熱を“捨てずに”使い切れるか
2. 電力需要と運転時間に対して、発電を“回し続ける理由”があるか
3. O&M（保守運用）と法令・系統連系を含む運用設計まで回せるか

結局、コジェネの勝敗を決めるのは**熱の需要（量・温度・時間帯）**です。電気だけ欲しいなら別の選択肢が強い場面もあります。

判断基準：安全／法令／品質／コスト／運用／人材で見る

現場で使える判断軸に落とすと、こうなります。

1) 熱電比（熱と電気の“比率”）が現場と合うか

蒸気が多い工場（洗浄・乾燥・加熱・空調）なら相性が良い
熱が少ないのに発電を大きくすると、排熱の行き場がなくなり“捨て熱運転”になって効率が崩れます

2) 運転時間（稼働率）を稼げるか

コジェネは「回してナンボ」。操業が短い、休日停止が多い場合は採算が崩れやすい
逆に24/7に近い設備（ユーティリティ連続、冷温水、給湯負荷が常時ある等）は強い

3) 電気料金・燃料価格・CO₂の前提が社内で合意できるか（稟議の芯）

投資はCAPEXが重いので、「何年で回収」だけでなく、燃料単価・電力単価・稼働率の感度分析が必要
CO₂評価がある会社は、削減価値（将来の炭素コスト含む）も論点になります

4) 系統連系・電源品質・保護協調まで見えるか

連系保護、逆電力、停電時の自立運転の要否、保護リレー協調など、電気側の設計が“後付けで詰む”ポイント
生産設備の瞬低・周波数変動の許容も確認

5) 保守運用体制（人材・外注）

定期点検、消耗品、オーバーホール周期、停止時のバックアップ（ボイラ・受電）
「ベンダー任せで何とかなる」は危険。責任分界と緊急時対応が回るかが重要

実装手順：導入を“設備”ではなく“運用システム”として組む

現場導入の手順を、実務の順番に並べます。

熱需要の棚卸し（量・温度・時間帯）
- 蒸気圧力、温水温度、ピークとベース、休日・夜間負荷
- 熱の使い道（給湯／加熱／空調／プロセス）ごとに“いつ・どれだけ”を出す
電力需要の棚卸し（ベース負荷の把握）
- 30分デマンド、ベースとピーク、瞬低許容、重要負荷
- 「自家消費優先」なのか「ピークカット」なのか目的を固定
方式選定（ガスエンジン／ガスタービン／燃料電池等）
- 熱の形（蒸気が必要か温水で足りるか）で大枠が決まる
- 施設規模、騒音・排気、設置スペース、排熱回収の温度レベルも比較材料
容量（kW）を決める：原則は“熱側に合わせて控えめ”
- よくある鉄則：熱を捨てない範囲で発電容量を置く
- 追加の熱需要（冬季の空調、工程増設）も織り込むが、過大は避ける
熱回収・熱供給系の設計（ここが主役）
- 排熱回収ボイラ、熱交換器、温水タンク、蒸気配管、戻り温度
- 余剰熱が出る場合の逃がし先（吸収式冷凍機、予熱、蓄熱など）を設計段階で用意
電気側の設計（連系・保護・計測・制御）
- 連系保護、逆電力、遮断器容量、保護協調、計測点（発電・回収熱・燃料）
- 監視は「見える化」ではなく、燃費悪化や回収熱低下を検知するために設計
O&M設計（止め方と直し方を先に決める）
- 定期点検計画、部品供給、緊急時の連絡体制、代替運転（ボイラ単独運転等）
- 稼働率が価値なので、停止時間を短くする段取りがROIに直結

よくある失敗と回避策

失敗1：発電量を欲張って熱が余り、結局捨てる

回避：容量は“熱で縛る”。余剰熱の行き場（空調・蓄熱・予熱）までセットで設計

失敗2：「省エネ設備」扱いで、操業・保全の当事者が不在

回避：ユーティリティ担当（ボイラ）と電気主任側（連系・保護）を最初から同席させる

失敗3：計測点が足りず、燃費悪化に気づけない

回避：燃料投入、発電量、回収熱量、放熱（捨て熱）を最低限押さえる。改善が回る

失敗4：停電時に使えると思ったら、系統連系条件で自立できなかった

回避：自立運転を目的にするなら、必要負荷・切替方式・保護設計・訓練まで“非常時運用”を別プロジェクト扱いにする

家庭用コジェネ（エコウィル／エネファーム）をどう位置づけるか

家庭用は「熱需要（給湯）が毎日ある」点で理屈が通ります。

エコウィル：家庭用ガスエンジンコジェネの代表格でしたが、新規販売は終了しています（例：大阪ガスの案内では2017年9月30日で新規販売終了）。
エネファーム：燃料電池で発電し、排熱でお湯をつくる家庭用燃料電池コージェネ。停電時の自立運転対応モデルなど、運用条件で価値が変わります。

家庭用も工場用も本質は同じで、「熱の使い道がある場所で強い」。逆に、熱が余るならコジェネは途端に鈍ります。

要点まとめ（5行以内）

コジェネ（CHP）は、同じ燃料から電気と有効な熱を同時に取り出し、捨て熱を減らす仕組み。
成否は“発電量”ではなく、“回収した熱を捨てずに使い切れるか”で決まる。
判断軸は熱電比・稼働率・連系設計・O&M体制・コスト前提の合意。
手順は、熱需要棚卸し→容量決定→熱回収設計→連系・保護→O&M設計の順が安全。
熱と電気を両方使う現場（蒸気・温水が常時ある場所）では特に効く。

チェックリスト（10項目以内）

熱需要（蒸気/温水）の量・温度・時間帯を数字で持っている
休日/夜間の熱需要があり、稼働率を稼げる見込みがある
発電容量を“熱で縛る”方針（余剰熱を出さない設計）になっている
余剰熱が出る場合の逃がし先（空調・蓄熱・予熱など）を設計に入れた
系統連系の前提（逆電力、保護協調、自立運転要否）が整理できている
生産設備の電源品質要件（瞬低・周波数）を確認した
計測点（燃料・発電・回収熱・捨て熱）を最初から定義した
定期点検・部品供給・緊急対応のO&M体制を確保した
停止時のバックアップ（ボイラ単独運転等）と切替手順がある
稟議用に、燃料/電力単価・稼働率の感度分析を用意した

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