3.5 安全対策・評価技術
3.5.1 研究開発目標
平成5年度より実施されている｢水素利用国際クリーンエネルギーシステム技術（略称WE-NET）｣プロジェクトは、世界に広く存在している水力、太陽光等のクリーンな再生可能エネルギーを利用して水素を製造し、エネルギー消費地域へ輸送して利用する世界的規模のクリーンエネルギーネットワークの構築を目指している。
このWE-NET全体システムの安全を確保するために安全に対する考え方を統一する必要があり、個々のシステムに対しては、想定される事象を適切にシミュレートした事象評価、事故解析評価等を実施した上でシステム･設備が具備すべき機能を明確にする必要がある。
そこで、第 I 期では以下の研究項目を目標として研究を進めた。
（１）システム安全設計明確化
国内外の水素関連システムにおける安全思想、安全目標、安全設計指針、事故例、法令、規格、基準類等を調査する。また、システム毎の設計情報を考慮した上で、想定される異常･事故事象の検討と、安全機能についての検討を継続実施し、システムが具備すべき安全機能を明確にする。これらの検討をもとに、WE-NET システムを設計する際の基本的考え方を示した｢安全設計方針｣を取りまとめる。
（２）各種事故・安全解析の整備
WE-NET各システムに関する各種事故解析・安全解析に用いるデータを収集し、代表的事例をシミュレートできるモデルの開発を行う。モデル開発は液体水素の漏えい・蒸発・拡散を模擬するものと水素の爆ごう状況およびその影響を推定するものに分けて行い、さらに、両者の統合を検討することにより、漏えいから爆ごうに至る一連の事象の影響評価が可能となるようにする。
上記第 I 期全体計画とこれまでの調査研究結果を考慮し、第 I 期の最終年度である平成10年度は以下に示す研究項目を実施することとした。なお、分散利用に係わる調査を平成10年度から開始した。
（１）システム安全設計明確化
安全上の取扱いが液体水素と類似しているLNG施設での安全思想および高温高圧での水素取扱い時の安全目標等を調査するとともに、これまで収集した安全関連情報の整理を行う。これらの調査結果をもとに、施設を設計する際に留意すべき事項を示した｢安全設計方針｣をとりまとめる。
（２）各種事故・安全解析の整備
第 I 期でのモデル開発は液体水素の漏えい・蒸発・拡散を模擬するモデルと水素の爆ごうとその影響を推定するモデルに分けて行ってきたが、本年度はそれらの統合を本格的に検討する。
また、第 I 期での安全評価手法の検討は全て机上で行ったが、次年度からは試験による検証によりシミュレーションモデルの精度向上を図ることを計画している。そこで、液体水素の漏えい・蒸発・拡散および水素の爆発に係わる試験計画を検討し、策定する。
（３）分散利用時の保安技術調査
水素を分散利用する際の（小規模な製造、輸送・貯蔵を含めた）保安技術について、調査・検討を行う。
3.5.2 平成10年度の研究開発成果
（１）システム安全設計明確化
国内外の水素関連のシステムにおける水素取扱いマニュアルや関連法令、規格、基準類等を継続調査した。第Ⅰ期開始当初から調査した事項および平成10年度の調査検討をもとに、システムを設計する際の基本的考え方をまとめた｢安全設計方針（案）｣をとりまとめた。また、関連サブタスクの設計状況を踏まえて、安全設計の観点から各システム毎に考慮すべき異常・事故事象を調査した。
（２）各種事故・安全解析の整備
液体水素の漏えい・蒸発・拡散モデルについては乱流モデルの取込みを、水素の爆ごうモデルについては評価範囲の拡張を検討することにより改良した。また、液体水素が漏えい、蒸発、拡散し、爆ごうに至る一連の過程を評価すべく、両モデルの統合を検討した。その結果、想定事象二例について妥当と思われる計算結果を得ることができ、両モデルを統合して使用できることを確認した。
次年度から、検証によるシミュレーションモデルの精度向上のため、液体水素の漏えい、蒸発、拡散および水素の爆発に係わる試験を行なうことを計画している。そこで、試験条件を詳細に検討し、試験計画を作成した。
（３）分散利用時の保安技術調査
水素を分散利用する際の保安技術の調査として、類似のシステムであるLPG、LNGの自動車燃料充てん設備等の高圧ガスに関する技術基準の調査を実施した。
3.5.3 今後の進め方及び課題
第 I 期において、設備設計する際の基本的考え方を示した｢安全設計方針（案）｣を取りまとめたが、設備設計の実施に際しては、安全装置の設置や設備間距離の確保等種々の設計条件を具体的に提示することが必要である。そこで、今後は設備設計に必要な具体的要求事項を示した｢安全設計基準｣の策定を検討する。
また、これまで机上で検討してきた液体水素の漏えい・蒸発・拡散に係わるシミュレーションモデル開発は、より精度の高い現実的な解析が行うために試験を行い、試験結果による検証を行うことにより改良し、精度向上を図る。 これまで水素爆発については発生する被害が最大となる爆ごうに関して検討してきたが、開放空間において、実際に水素が爆ごうに至る確率はかなり低いとされており、爆燃にとどまる可能性が高いと考えられている。そこで、今後は爆燃について検討を行ない、シミュレーションモデル開発を開始する。このモデル開発についても試験による検証により精度向上を検討する。 さらに万一爆ごうに至るとそれによる被害は甚大なものになることが予想されるので、爆燃から爆ごうに至る転移条件について調査する。以上の検討により、想定する事象の安全性が評価できる方法を確立する。確立された手法による想定事象の安全評価結果は ｢安全設計方針｣、｢安全設計基準｣に反映させる。
分散利用時の安全については、各サブタスクでの検討推移に注意しつつ、的確な指針を提出すべく検討を行う。
