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世界トップの環境革新企業を目指し、エンジニア採用を強化
省エネ革命の切り札!パナソニックのヒートポンプ開発
環境革新企業を目指すと宣言した2010年のパナソニック。中でも世界的に注目され、中核技術の一つが「ヒートポンプ」だ。家庭用冷蔵庫、エアコン、給湯機などから、電気自動車用エアコン、業務用空調機、産業用冷凍機まで応用範囲も広がる。この技術強化のため、異業種を含む幅広い分野のエンジニアを採用する。
(取材・文/広重隆樹 総研スタッフ/宮みゆき 撮影/濱野哲也)作成日:10.01.22
【Part1】パナソニックが提言するグリーン・イノベーション
省エネ革命の切り札!パナソニックのヒートポンプ開発
環境技術の新たなイノベーションに向けて

 パナソニックの大坪文雄社長は、1月8日、新年にあたっての経営方針発表会で、創業100周年を迎える2018年のあるべき姿として、世界の電機業界でナンバーワンの「環境革新企業」を目指すことを宣言した。個々の製品提供を通して、世界中の人々に、持続可能で、より安心で、より快適で、より楽しいくらしを提案する「グリーンライフ・イノベーション」。さらに、事業活動を通して環境負荷低減をめざし、その中で生み出した技術やアイデア、取り組みを社会に広く提言する「グリーンビジネス・イノベーション」という2つのイノベーションが、革新を促す重要な鍵になる。

「環境革新」という全社的なテーマに基づくグループ成長戦略の中で、最も積極的に言及されたのがエナジーシステム事業だ。例えば「家・ビルまるごとCO2±0(ゼロ)」のエナジーソリューションを提供し、それらのソリューションを個々の家やビル、さらに街区や地域に拡大し、コミュニティグリッドの構築につなげていくというビジョンが語られた。また、環境技術のさらなる高度化を通して、太陽電池、リチウム二次電池、エネルギーマネジメント、さらにエコカーなどの事業をグローバルに拡大していくことも、大きな目標として掲げられている。エナジーシステムこそ、これからのパナソニックの「フラッグシップ事業」なのだ。

図版1
省エネのキーデバイス「ヒートポンプ」

 事業を支える要素技術は、「創エネ」(電気エネルギーをつくる)「畜エネ」(蓄える)「省エネ」(減らす)と、それらの個々の機器をつなげて効率良く使用する「エネルギーマネージメント(つなぐ)」の4つに集約される。なかでも省エネのキーデバイスとして内外の注目を集めているのが「ヒートポンプ」である。

「ヒートポンプ」とは、大気中などから熱を汲み上げ、その熱を有効的に使う技術の総称。自然界にある熱をかき集めて有効な熱エネルギーに転換して加熱に用いたり、汲み上げた熱を外部に放出することで室内や庫内を冷却することができる。冷却用途はエアコンや冷蔵庫でもおなじみで、すでに1世紀以上の歴史がある。加熱についても1970年代後半から実用化されている。

 今あらためてヒートポンプ技術が注目されるのは、地球温暖化防止対策が待ったなしの状況にあるからだ。ヒートポンプは化石燃料を燃やすことなく、熱エネルギーを得ることができる。つまり、原則として作動時にCO2を排出することがない。また、他の熱機器に比べて熱効率が高く、エネルギー消費量が小さいこともヒートポンプの利点であり、その意味で優れた環境特性をもつ技術といえる。

 パナソニックでも、冷蔵庫、エアコンなどヒートポンプ技術を使った製品は数多くあるが、2006年に世界に先駆けて開発した「ヒートポンプななめドラム洗濯乾燥機」のように、他の家電への応用でも優れた実績を残している。また同社は、CO2を冷媒に用い、空気の熱でお湯をわかすヒートポンプ給湯機「エコキュート」でも有力な開発メーカーの一つだ。

 こうした最終製品への組込みだけでなく、パナソニックはヒートポンプユニットや主要コンポーネントの外販も行っている。なかでも、ユニットの心臓部にあたる圧縮機の技術は高く評価されており、圧縮機の世界シェアは、ルームエアコン用で世界1位、冷蔵庫用では世界2位を占めている。

 こうしたヒートポンプの技術蓄積は、今後は自動車にも展開されるだろう。クルマの省エネ技術は、現行のエンジン車以上に、将来の電気自動車では決定的な鍵を握る。例えば、カーエアコン一つとってもヒートポンプ技術を利用することで、大幅な省電力が期待できる。「省エネがクルマを制する」時代に、パナソニックがもつ技術的アドバンテージは魅力的だ。

図版2
【Part2】パナソニックのヒートポンプはなぜ世界で強いのか
主幹技師が欲しがる“熱い”技術者の魂

 今パナソニックは、ヒートポンプを軸にした熱マネジメントシステムの基礎研究や製品開発をさらに強化するために、専門技術者の採用を強めようとしている。その背景と求められる技術者像を、本社R&D部門であるくらし環境開発センターの木戸長生・主幹技師に聞いた。

高効率圧縮機にこめられたパナソニックのヒートポンプ技術

「ヒートポンプにおけるパナソニックの技術的優位性としてはまず、要素技術の高さが挙げられます。例えばヒートポンプの心臓部である圧縮機。冷媒を圧縮し、ヒートポンプのサイクル内を循環させるための装置ですが、その効率では、世界ナンバーワンの自信をもっています」
 と語るのは、木戸長生・くらし環境開発センター主幹技師。パナソニックで長年にわたり、冷蔵庫や熱交換器、ヒートポンプなどの研究開発を続けてきた技術者だ。なぜパナソニックが高効率圧縮機を開発できたのか。その秘密は、ひとつには圧縮機を構成する機構部品の形状や内部の熱の流れ等についての徹底的な解析力にある。

「圧縮機の中を冷媒がいかに抵抗少なく流動するか、モーター回転時のオイル・冷媒抵抗をいかに少なくするか、いかに少ない摺動抵抗でメカを駆動させるかといった、熱・流体・機構などトータルな解析技術力がベースにあります。もちろん、我慢強く実験を繰り返し、解析ツールを駆使し、そのデータを読み取って画期的な技術を発想する技術者の存在も不可欠でした」
 こうした研究の積み重ねで、同じエアコン用ヒートポンプでも、エネルギー消費効率の目安である成績係数(COP)は10年前に比べると約2倍に向上しているという。そして今、温暖化防止技術の切り札の一つとして、ヒートポンプの需要も高まっており、さらなる「成績係数」の向上が求められているのだ。

木戸 長生氏
パナソニック くらし環境開発センター
主幹技師 工学博士
木戸 長生氏

 ヒートポンプは冷媒の圧縮と膨張を頻繁に繰り返す一つの熱システムだ。エネルギー効率の向上のためには、全体を一つの系として捉える必要がある。そのとき、これまでは考えつかなかったアイデアが生まれる瞬間がある。例えば、冷媒を膨張させる際に損失していたエネルギーを回収して、他の用途に利用するのもその一つ。木戸氏は「製品化はまだ先のことだ」としながら、圧縮機のそばに膨張機を配置して、冷媒の圧力が減少する際のエネルギーを取りだし、それでモーターの回転を補助するアイデアを披露してくれた。

「また、熱を発生させるだけでなく、それを蓄える蓄エネの技術も、これからのヒートポンプ、とりわけエコキュートなどの給湯機システムでは重要になります。蓄える熱量はそのままでも、設置スペースを無駄にしないためには、より高密度の蓄熱材料・システムの開発を急がなくてはいけません」
 木戸氏の表情からは、環境ビジネスの追い風の中で、新たなフラッグシップ事業を支える責任感が漂ってくる。

柔軟性・独創性で技術を革新するエンジニアたち

 ポンプというからには機械工学の技術はベースになるが、さらに、伝熱や流体の熱流体技術、インバーターやパワーエレクトロニクスの電気制御技術、加えて化学材料系の技術など、異なる分野のエンジニアが総結集して作り上げてきたのが、ヒートポンプだ。
 こうした分野の技術者は、長年の冷熱事業のなかでパナソニックにも十分蓄積されているはず。なぜ今、外部から新たに技術者を求めようとするのだろうか。

「ヒートポンプによる加熱技術、例えばエコキュートなどはその典型ですが、これはこれからの世界経済の中でも大きな成長分野です。エコキュートは現時点で国内200万台の普及をみていますが、ガス給湯器に比べれば普及率は低く、逆に言えばまだまだ成長力があります。またEU(欧州連合)ではヒートポンプによって汲み上げる大気熱を再生可能なエネルギーの一つに挙げています。それだけ注目されるいま、私たちはますますこの事業を拡大させていきたい。そのためには、技術者が全然足りないのです」
 必要なのは、単に技術者の数だけではない。エネルギー消費効率を高めるためには、これまでの技術の改良だけでは十分ではなく、新たな技術革新が不可欠だ。

「単にエアコンを設計できますという技術者ではなく、ヒートポンプの性能を一気に上げることができるようなすごいアイデアを発想できる人材を求めています。もちろん、自然の摂理や科学現象に逆らうことはできませんが、それを論理的に観察することで、新しいひらめきが生まれる瞬間が必ずあるはず。そのブレークスルーに挑戦する人が欲しいのです」と、木戸氏は転職エンジニアへの期待感を隠さない。

熱システムに携わってきた異業種エンジニアを歓迎

 もちろん異業種からの人材は大歓迎だ。異業種での経験が、パナソニック社内では生まれなかった新しい発想をもたらすかもしれない。ヒートポンプの利用例としては、ECOカー用のエアコンの開発が期待され、また産業用冷凍機や氷蓄熱式ヒートポンプなどにもその応用例がある。そうした異なる産業領域でヒートポンプをかじったことのある技術者は、まず第一のターゲットだ。

「ヒートポンプそのものの知識がなくても、全然構わないと私は思っています。発電所などのエネルギープラントにおける熱交換器の技術はすぐにヒートポンプに活かせます。また、クルマのラジエーター設計やエンジン放熱システムの解析などに取り組んできた人も貴重な戦力になってくれるでしょう。広くいえば、流体やメカが動く機構のなかで、エネルギーの損失をいかに抑えるか、熱の移動をいかに制御するかという技術領域にかかわってきた人なら、すべて私たちのターゲットになりうると思います」
 ヒートポンプは歴史も長く専門性も高い技術ではあるが、転職可能性は意外と高く、門戸は広く開かれている。柔軟性と独創性を武器に次世代ヒートポンプの開発へ、一歩踏み出すエンジニアに期待が高まっている。

【Part3】転職者に聞く──
進行するエネルギー革命の現場で、環境技術をきわめたい。

 次世代環境エネルギーの研究開発強化に向け、異業界のエンジニアも積極的に採用しているパナソニック。環境技術を極めるべく、自動車メーカーから転職した椎健太郎さんに話を聞いた。

高いレベルの要素技術、技術の奥行きの深さに驚き
椎 健太郎さん
パナソニック
くらし環境開発センター
主任技師
椎 健太郎さん

2003年大学院修了後、自動車メーカー入社。エンジン冷却系のCAEと設計に従事。2009年10月パナソニックに入社、現在に至る。

 昨年10月にパナソニックに転職しました。前職は自動車メーカーのエンジン開発部門で、効率的なエンジン冷却システムの研究開発に従事していました。大学院時代の専攻は船舶海洋工学というもので、自動車エンジンとは直接関係はなかったのですが、6年の勤務の間に解析と設計の基本を叩き込まれ、エンジンの省エネという、これからの環境技術にも触れることができ、私自身としては特に不満のない職場でした。

 ただ、環境技術に興味をもつにつれ、次第に自動車だけにとらわれず、もっと幅広い製品や技術にかかわりたいという欲が出てきたのも事実です。そんな折にふとしたことからパナソニックの技術者と話をする機会がありました。

 最初の印象は「業種こそ違え、環境技術、省エネ技術という点では、同じような課題に取り組んでいるんだな」ということ。自動車と家電という業種の違いよりも、むしろ技術の方向性やアプローチの方法に共通性を強く感じたのです。考えてみれば、エアコンにしてもエンジンにしても一つの熱システムには違いないですから、高効率の冷却や廃熱処理という点では、同じような課題を持っていることは当たり前なんですけれど。

 もちろん、前職とパナソニックの違いも感じました。一つはパナソニックが幅広い要素技術をグループ内に抱えていること。ジャンルの異なる専門家集団が顔を揃え、それぞれが緊密に協業しながら、ものづくりを進めています。また、製品の種類も、守備範囲が広いというか、家電にとどまらず、幅広く展開しています。エアコンという枠で考えただけでも、グループ内には家庭用のエアコンからカーエアコン、業務用エアコン、さらにヒートポンプユニットやコンプレッサーの部品供給を手がけるところまで、さまざまな部門があります。それぞれに省エネの専門家がいます。現在考えられる省エネ技術のシーズをすべて自前でもっている企業ともいえます。

 自動車をアセンブリするというのとはまた別の、その奥行きの広さは魅力的でした。それらの基盤技術にかかわることで、自分も環境エンジニアとして、もう一段階飛躍したいと思うようになりました。

圧縮機のエネルギー効率を限界まで高める

 転職してすぐに、ヒートポンプの次世代圧縮機の開発というテーマを与えられました。パナソニックのなかでも長い歴史と実績をもつ技術ですが、エネルギー効率をさらに高めるためには、もう一段のブレークスルーが求められていました。

 毎日のように、解析ツールを使い、データとにらめっこしながら、所定性能を出すための試験を繰り返しています。テストのやり方などは、前職でも行っていたことなので特に違和感がないのですが、圧縮機というのは意外とガンコなもので、性能がなかなか上がらないので四苦八苦しています。今は壁にぶちあたっているといってもよいかもしれません。

 しかしその高い壁を乗り越えるためには、正攻法しかないと私は思っています。頭が発熱するほどまでに考え詰めること。問題点をすべて洗い出して、一つひとつつぶしていくこと。考えすぎて死ぬということはないのですから、その点は気が楽です。

 パナソニックには他の会社とは違う共同体的な感じがあります。朝礼もちょっと変わっているので、最初は面食らいました。その技術者コミュニティの中で、将来の自分の目標となるような優れた技術者と出会うことができました。これまでの自分は井の中の蛙だったかもしれない。そう思えるほど、そのレベルの高さには驚きます。

 今パナソニックはグループを挙げて、環境技術の革新に突き進んでいることを肌身で感じます。これまでの家電とは次元を異にしたパラダイムシフトを起こすんだ、新たなエネルギー革命を起こすんだ、そんな雰囲気が社内にみなぎっています。まだ転職数ヶ月の新参者ですが、その現場に立ち会えたことがたまらなく嬉しいのです。


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宮みゆき(総研スタッフ)からのメッセージ 宮みゆき(総研スタッフ)からのメッセージ
前職の自動車メーカーでは自動車の環境技術だけだったけど、パナソニックなら家中の家電製品から自動車まで、トータルで環境技術を追求できることがうれしいと語っていた椎さん。新たな環境をとても楽しんでいる笑顔が頼もしかったです。「家・ビルまるごとソリューション」に向けた次の一手が楽しみですね。

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