雪氷熱エネルギーとは？その仕組みとメリット・デメリット

雪氷熱エネルギーとは、冬期に降った雪や、冷たい外気で凍らせた氷を貯冷庫などに貯蔵し、気温が上がり冷気が必要となった中間期から夏期などに利用するものです。ただしこのシステムの運用が可能なのは、北海道など寒冷地に限定されます。
この雪氷熱エネルギーは、全くクリーンなエネルギーであり、2002年に改正された「新エネルギー利用等の促進に関する特別措置法」で新エネルギーとしてい位置づけられました。これにより、このシステムを導入する場合、地方公共団体であれば補助対象経費の1/2、民間であれば1/3の補助金が認められます。

使用する雪を集める方法には、貯雪庫へ重機などを使用して直接搬入する方法と、コンテナを使用する方法があります。また雪の堆積場を造成する方法もあります。

氷を利用する場合は、アイスシェルターの中に水を入れた容器を置き、外気で凍らす方法と、池や沼の氷を利用する方法があります。またヒートパイプを使用して、貯蔵庫の周辺を人工の凍土にして利用する方法もあります。

雪や氷で冷気貯蔵する場合、その温度帯は0～5℃の一般にチルドと呼ばれている温度です。また適度な湿度を保っているため農産物の長期保存に最適で、安定供給による付加価値を得ることが出来ます。

更にじゃがいもなど素材によっては糖度が増すというメリットもあります。また夏期の冷房として使用する場合、使用動力はポンプが主なのでランニングコストは電気冷房に比較して約1/4程度ですみます。このため発電量を抑えるのに役立ちます。

しかし、夏期まで雪や氷などを貯蔵するには相当な量が必要で、それを集め運搬するコストや、貯冷庫などを設備するイニシャルコストが多額になります。また保冷材からの放熱損失があり、冷熱回収や供給性能向上に関する技術開発が今後の課題となっています。

雪氷熱エネルギーは2012年3月現在、全国144施設に導入されています。このうち半数近い68施設が北海道です。北海道は冬期一日の平均気温が氷点下の日が多く、このシステムの導入に最適です。その他はほとんど東北地方ですが、山陰地方の鳥取県にも大山の麓に採用されています。

2010年5月から稼動している北海道新千歳空港のシステムは、冬期空港内に積もった雪を除雪して雪山を造成します。夏期この雪山の冷熱をターミナルビルの冷房熱源として有効利用しています。このシステムでは最大で12万㎥の雪を使用し、冷房電力の18％削減が見込まれています。

日本の降雪量は、年間500億t～900億tあるそうです。そして札幌では毎年100億円以上もかけて除雪作業をおこなっています。北海道は気温的に、どの地域も雪氷熱エネルギーの導入が可能です。デメリットをメリットに出来るこの再生可能エネルギーは、寒冷地に大変適したシステムです。