エクセルギーとは、「着目するシステムが環境と熱的に平衡状態になるまでに取り出し得る最大の仕事」を意味します。保存則で規定されるエネルギーとは対照的に、実際のすべてのプロセスではエントロピーが生成し、これに伴ってエクセルギーは消費されます。すなわち、エクセルギーはエネルギーの“質”の違いを定量的に評価できる指標です。エクセルギーを用いた解析により、各要素プロセスごとの損失量を明らかにし、その結果から廃熱・廃物の有効利用や製造効率・製造手法の改善に関する具体的な指針を得ることが可能となります。

さらに、エクセルギーは物質とエネルギーに共通する資源性の指標でもあり、資源の採取から製品利用・廃棄に至るまでの広い時間的・空間的スケールで、資源性の消失を定量的に把握することができます。近年、二酸化炭素削減や省エネルギー、環境負荷低減が社会的に重要な課題となる中で、エクセルギー解析はプロセス設計・システム最適化のための強力なツールとして注目されています。

本講義では、省エネルギーシステムや循環型社会の構築に向けて、エクセルギーをどのように理解し、活用できるかを学びます。基礎概念から実践的な計算方法、システム解析への応用までを、具体的な例題・演習問題を交えてわかりやすく解説します。

期待される効果

• エクセルギーの意味が理解できる
• 様々な物質やエネルギーの計算方法、それらを踏まえてシステムのエクセルギーの計算・解析方法を習得できる

主な受講対象者

• プロセスシステムの設計、省エネシステムの開発従事者、LCA研究者など

　特段の予備知識は不要です

セミナープログラム（予定）

1．エクセルギーの概念的理解
1.1 エネルギーとエクセルギー
・エネルギーの意味と表現(示強変数、示量変数)
1.2 エントロピーが包括するエネルギー
・拡散とエネルギー
・配置エントロピー
1.3 エントロピーからエクセルギーへ
・カルノーサイクルのもたらしたこと
・環境を基準とすることの意義
・エクセルギーでわかる事，わからない事
・エクセルギー観点での社会システムの捉え方

2．エクセルギーの実践的計算方法
2.1 熱エクセルギーの計算
・伝熱に伴うエクセルギー消費
・相変態(潜熱)のエクセルギー計算
2.2 物質のもつエクセルギー（化学エクセルギー）
2.3 参照種とは
2.4 STEP1：基本物質：酸素，二酸化炭素，窒素のエクセルギー
・混合現象，気体拡散のエクセルギー
・酸素，二酸化炭素，窒素のエクセルギー
2.5 STEP2 ：単体物質のエクセルギー
2.6 STEP3 ：化合物の化学エクセルギー
2.7 混合気体のエクセルギー

3．システムの解析
3.1 計算のためのケース分類
3.2 ケーススタディー1：材料製造の解析
・セラミックスの製造のエクセルギー解析
・鉄の製造のエクセルギー解析
3.3 ケーススタディー2：システムの解析
・ガスタービン他

その他

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