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1 資料 3-2 スマートコミュニティについて 平成 24 年 7 月 11 日 資源エネルギー庁 省エネルギー 新エネルギー部

2 1. スマートコミュニティの意義 震災を契機として電力供給の制約が顕在化 需要側においても地域単位での節電 ピークカットといった取組の意義が増大 さらに 震災によって集中型のエネルギーシステムの脆弱性が明らかに 災害に強いエネルギー供給システムが必要 こうした課題に対応し IT 技術と蓄電技術を核として 従来は困難であった 需要のコントロール を行うとともに 再生可能エネルギー等を活用し 地域におけるエネルギー管理を可能とする分散型システムが スマートコミュニティ スマートグリッド IT 技術と蓄電技術がコア スマートメーター HEMS 蓄電池 EV スマートコミュニティ 地域における分散型システム 太陽光発電 コージェネレーション 燃料電池 カーシェアリング 1

3 2. スマートコミュニティがもたらすエネルギー需給の構造変化 従来までは 需要にあわせて 電力会社が 需要者が必要な時に必要なだけ同じ価格帯で電気を供給 震災を経て 季節別や時間帯別の柔軟な電力料金メニューやポイントインセンティブなど 需要家への働きかけ ( デマンド レスポンス ) を通じて需給を調整する 創意工夫の余地が生まれてきている 再生可能エネルギーは変動し 地域性も強い 今後 再生可能エネルギーが発電量の 25~ 35% の割合で導入されれば 従来 供給サイドで担ってきた需給の調整機能を需要家が担うことに 家や地域で需給の波を平準化できれば 系統負荷の低減につながる 大規模集中電源から一方向で供給されるエネルギー供給構造から 需要と供給の双方向による需給調整を行う 分散型のエネルギー需給構造へと変革 従来のエネルギーシステム一方向型 需要にあわせ集中電源から供給 今後のエネルギーシステム 双方向型 集中電源から供給を受けたり 分散電源で住宅や地域で発電 消費を行い 需給をバランス 大規模集中型 2

4 3. スマートコミュニティで実現する将来のくらし スマートコミュニティでは 蓄電池や次世代自動車 家電のコントロールを通じて 家 地域のエネルギーを地産地消していくことが可能に 例えば 需給の状況に応じて 再生可能エネルギーが余る時に電気代が安くなり それに応じて洗濯機が自動で動く ということが将来の HEMS を通じて可能に スマートコミュニティのインフラにエネルギーの情報のみならず 医療や交通システム等 様々な情報ソースを載せることで 需要家を起点とした新たなサービス等の可能性が芽生える 優先順位 3 乾燥機など不用不急の家電を動かす 優先順位 1 エアコンの冷房温度を上げる 優先順位 3 ネットワークから電気をもらう エネルギーの需給に消費者が参加 スマートフォンによる遠隔操作の例 優先順位 2 電気自動車に充電 ( 蓄電 ) 優先順位 2 自動車蓄電池から家庭に電気を供給 発電量 > 消費量 優先順位 4 系統への電力逆潮 家庭内でエネルギーが余る 明日は太陽光エネルギーが余るため 電気は 90% 安くなります 洗濯機を動かしますか? はい 地域でエネルギーが kw 足りません エアコンの温度を 2 度上昇させますか? 協力の場合ポイントを 3 0Pt 進呈!! 優先順位 1 給湯器でお湯をつくる 発電量 < 消費量 家庭内でエネルギーが不足する 携帯電話 いいえ 3

5 4. グリーンイノベーションの契機に 我が国が競争力を有する蓄電技術やエネルギー需給の制御システム 屋台骨である自動車の新たな付加価値も 再生可能エネルギーの導入を契機としたスマートコミュニティに端を発するもの かつて 石油危機を契機とした徹底的な省エネによって未曾有の危機を乗り切った 第 2 の契機は京都議定書 これをトップランナー制度によって乗り越え 日本の産業の強化がなされた 日本だけではなく エネルギーの供給制約や再生可能エネルギーのニーズは世界でも高まっている 国内のエネルギー供給問題をバネに 外需の獲得につなげていくことができる ~ 蓄電池戦略より~ 蓄電池は 現下の厳しい電力需給状況下での需給両面での負荷平準化やスマートコミュニティなどの分散電源の促進にとって核となる重要技術 成長産業分野である 蓄電池の市場規模 ( 兆円 ) 世界市場規模 5.2 兆円 ( 我が国関連企業 0.93 兆円 ) 世界市場規模 20 兆円 我が国関連企業 10 兆円 シェア 5 割 ~ 次世代自動車戦略より~ EV,PHV,FCV 等では電力と連携した 走る電源 としての利用によるピークカット機能 非常用電源機能や 情報技術と連携した安全 利便性等新たな機能の創造 年 2020 年 ( 目標 ) 蓄電池戦略の目標 自動車と電力系統の連携 4

6 5. スマートコミュニティの国内実証 平成 23 年度より 多くの住民 自治体 企業の参画のもと 様々なパターンの代表例を構成する全国 4 つの地域で 大規模なスマートコミュニティ実証事業を展開中 横浜市 広域大都市型 広域な既成市街地にエネルギー管理システムを導入 サンプル数が多く (4000 世帯 ) 多様な仮説を実証可能 北九州市 豊田市 戸別住宅型 67 戸において家電の自動制御 車載型蓄電池を家庭のエネルギー供給に役立てる 運転者に対して渋滞緩和の働きかけ けいはんな学研都市 横浜市 けいはんな 住宅団地型 新興住宅団地にエネルギー管理システムを導入 900 世帯を対象に 電力需給予測に基づき翌日の電力料金を変動させる料金体系を実施 豊田市 北九州市 特定供給エリア型 : 新日鐵により電力供給が行われている区域において 50 事業所 230 世帯を対象に 当日のエネルギー需給状況に応じて 2 時間後の電力料金を変動させる料金体系を実施 5

7 6-1. 北九州市実証の概要 新日鐵が九州電力から配電線を譲り受けし 一般電気事業者の供給エリアから独立して電力の特定供給を実施 新日鐵が柔軟な電気料金を提供し 電気の供給を行っている 東田地区 50 事業所 家庭 230 世帯を対象に 当日のエネルギー需給状況に応じて電力料金を変動させるダイナミックプライシング実証等を実施 環境共生マンション 企業単身者寮 マンション テナントオフィスビル (CEMS 設置場所 ) 太陽光発電 170kW HEMS 設置 スマートメータ設置 寮 太陽熱システム地中熱システム BEMS 設置 太陽光発電 10kW 風力発電 3kW BEMS 設置予定 (H24) 環境ミュージアム 北九州エコハウス 自然史 歴史博物館 太陽光発電 6kW 風力発電 3kW 燃料電池 1kW 太陽光発電 160kW 燃料電池 100kW 蓄電池 120kW BEMS 設置予定 (H24) 6

8 6-2. 北九州市実証におけるダイナミックプライシング 特定供給エリア全体のエネルギーを統合管理する CEMS( 地域エネルギーマネジメントシステム ) を整備 CEMS に集約される電力需給に関する情報をもとに 需給状況に応じて価格を変更し 各需要家に電力料金を通知するダイナミックプライシングを本年 4 月より開始 今年度はピーク時間帯の料金を上げる ( 最大で 10 倍 ) ことで ピークカット効果を検証 CEMS 画面例 ( 系統図 ) ( 運用計画ナビ ) ( 需給運用計画 ) ( 需要予測 ) 7

9 6-3. 北九州市実証におけるインセンティブプログラム その日の電力の逼迫度に応じて ピークタイムにおいて レベル 1(15 円 /kwh) ~ レベル 5 (150 円 /kwh) までの 5 パターンで変動させる実証を実施 実験として 7/5( 木 ) にレベル 2 が発動し 11.9% の省エネ効果 7/6( 金 ) にレベル 3 が発動し 26.4% の省エネ効果を実現 料金テーブル ( 円 /kwh) 区分季節時間帯レベル 1 レベル 2 レベル 3 レベル 4 レベル 5 ピークタイム デイタイム リビングタイム 5 月 ~10 月 13 時 ~17 時 月 ~4 月 8 時 ~10 時 18 時 ~20 時 月 ~10 月 10 時 ~13 時 月 ~4 月 10 時 ~18 時 5 月 ~10 月 11 月 ~4 月 20 時 ~22 時 ~ ~ ~ ~ ~ 時 ~10 時 17 時 ~22 時 ナイトタイム通年 22 時 ~8 時 ( 円 ) ( 円 ) <5 月 ~10 月 > レベル レベル 5 <11 月 ~4 月 > 120 レベル レベル レベル レベル レベル 1 レベル レベル レベル ( 時 ) ナイトリビングデイピークリビングナイト ( 時 ) ナイトピークデイピークリビングナイト 8

10 6-4. 北九州市実証における水素住宅 新日鐵八幡製鉄所の副生水素を住宅の燃料電池で利用し 熱と電気を供給する 家庭内において電気の約 4 割 お湯の約 8 割を燃料電池で賄う 家庭内の電力使用状況や 地域エネルギーマネジメントシステム (CEMS) から電力料金情報を宅内表示器で表示し 節電を促す スマートメーター 宅内表示器 メッセージエリア 2011/9/1( 金 ) 本日の天気 / 27 /22 明日の天気 / 32 /21 宅内表示器画面例 メッセージエリア 2011/9/1( 金 ) 本日の天気 / 27 /22 明日の天気 / 32 /21 メッセージエリア 2011/9/1( 金 ) 本日の天気 / 27 /22 明日の天気 / 32 /21 11:30 電力量 0.10 電流値 40 kwh A エコホ イント 1000 契約電流 60 A 11:30 電力量 0.10 電流値 40 kwh A エコホ イント 1000 契約電流 60 A 11:30 電力量 0.10 電流値 40 kwh A エコホ イント 1000 契約電流 60 A お知らせ 2011 年 9 月 1 日 10 時 54 分 ( 金 ) グラフ 本日の料金表 2011 年 9 月 1 日 基本料金 円 グラフ 電力量日次 日選択 レ前日前年同日 グラフ 新着未読未読 2011 年 9 月 1 日 10 時 54 分 2011 年 8 月 30 日 10 時 54 分 2011 年 8 月 29 日 11 時 43 分 今日も暑くなりそうですね 午後は広い範囲で気温が上昇し 再生可能エネルギー活用情報 電気料金表地域需要お知らせ 円 電気料金表地域需要お知らせ kwh 年 9 月 1 日 1.75 kwh 前日値 当日値 kwh 電気料金表地域需要お知らせ 未読 2011 年 8 月 25 日 14 時 11 分 電気料金変更のお知らせ 参加要請 参加要請 参加要請 緊急 2011 年 8 月 20 日 9 時 1 分 電気料金変更のお知らせ システム情報 5.00 システム情報 システム情報 重要 2011 年 8 月 18 日 18 時 00 分節電の依頼 ( お知らせ画面 ) お問合せ ( 電力料金確認 ) 時 お問合せ ( 電力使用量確認 ) 時 お問合せ 9

11 6-5. 北九州実証における成果 家庭用蓄電池の実証 ( リビオ東田ヴィルコート ) マンション内の 2 軒に 10kWh の蓄電池を導入し HEMS による制御を実施 直近の成果として 昼間の電力購入をほぼゼロに抑える効果が確認できた 実証地区マンション ( リビオ東田ヴィルコート ) 家庭用蓄電池 太陽熱の有効利用 ( 東田クリニック ) 東田クリニックは 透析 専門病院のために 高温の消毒水利用等により 大量の熱を必要とする 実証では 多需要である冬場の熱需要の約 3 割を太陽熱で賄い 電力料金の約 4 割の削減を目指す 実際 熱需要の尐ない夏場において需要の大部分を太陽熱で賄うことが可能なケースも見られている 太陽熱パネル 10

12 7-1. 豊田市実証 ( 住宅 ) 豊田市実証では 東山地区と高橋地区の 2 地区に 太陽光パネル 家庭用燃料電池 エコキュート 蓄電池 プラグインハイブリッド自動車 電気自動車等を備えた 67 戸のスマートハウスを建設中 既に 44 戸は分譲され ( 販売価格は東山地区で約 5,000 万円程度 ) 42 戸には住民が入居済み 建設中の東山地区の街並み 11

13 7-2. 豊田市実証 ( 蓄電池と燃料電池の連携制御について ) HEMS を利用した蓄電池と燃料電池の連携制御を実施 ( 従来技術では 蓄電池 燃料電池が独立して自律運転 ) 毎日 HEMS にて 前日の天気予報をもとに 晴天時には日中のエネファームの運転を停止 曇雨天時には日中のエネファーム運転を続行するなど 天候や地域のエネルギー需給に応じて最適な運転パターンで充放電と発電を実施予定 これにより 現状は約 50% であるスマートハウスのエネルギー自給自足率を 70% まで引き上げることを目指す < 実証システム > HEMS を中心に 各コンポーネントが天候や地域エネルギー需給に応じて最適化 エネファームコントローラ エネファーム 床暖房 浴室暖房 太陽光発電 蓄電池 風呂 HEMS PHV ガスメーター 12

14 7-3. 豊田市実証 ( 交通 ) PHV を快適に利用できるインフラを整備するとともに 今後 超小型 EV のカーシェアリングシステムの導入や 災害時に燃料電池 (FC) バスから学校等に電力供給する実証を行う 太陽光パネルの電気で PHV を充電 超小型 EV( ワンマイルモビリティ )( 導入予定 ) 車外への給電可能な FC バス ( 導入予定 ) 13

15 7-4. 豊田市実証 ( ポイントインセンティブ ) ピーク時には使った電力量に応じ Edy によるポイントを徴収したり 電力需給の緩んだときにはポイント付与したりすることにより 擬似的ダイナミックプライシングの導入を行う 今後は 交通における燃料費節減のため 運転者に働きかけを行い 渋滞している地域を回避した者に対してポイント付与を行うなどのデマンドレスポンス実証を実施予定 EDMS 各種システム アプリ群 豊田市実証 ポイント計測 管理システム EDMS ホ イント原資 連携先ポイントシステム 連携先のポイント管理システム 1 生活者のポイント付与対象行動データが端末から DB に伝送 DB 2 行動内容に応じて EDMS ポイントを生活者に (DB 上で ) 付与 3EDMS ポイントが一定量貯まった段階で 生活者の指示によって Edy との交換を可能に 情報端末 4 生活者に連携先ポイントシステムのポイントを配布 5 コンビニ等でポイントを使用 生活者 エコキュート FeliCa リータ ライター 蓄電池 家庭 コミュニティ HEMS 車載テ ータロカ ー 14

16 7-5. 豊田市実証における成果 昨年 11 月より実施した電力量の見える化により 昼間の太陽光発電により得られた電気を蓄電池に充電し 夕方に放電するという行動が進み需要の平準化が進んだ 見える化住宅では分電盤の消費電力が 8.6% 低く 見える化によりエアコン利用の抑制など省エネが進んでいる ポイント付与のデマンドレスポンス実証を昨年 12 月から開始 見える化と併せて約 30% の節電が実現出来ている 15

17 7-6. 豊田市実証における成果 (PHV からの家への放電 ) 震災後 注目が集まっている災害時に家庭へエネルギー供給が出来る車載蓄電池から家への給電 (V2H) 技術の開発を行い 実証を秋から本格実施 先行して開発を行っていた系統と遮断して電力供給を行う V2H システムについては本年度冬頃を目途に商品化 V2H : Vehicle to Home V2H の際の HEMS 画面 16

18 8-1. 横浜市実証 ( 住宅 ) 集合住宅における電力 熱の統合制御 ( 東京ガス社宅 JX 日鉱日石社宅 ) 集合住宅に太陽光発電 燃料電池 太陽熱 EV 等を導入し 住棟内で電力 熱の融通を行う実証を本年 4 月より実証開始 再エネ導入 分散型エネ導入 電熱融通 統合制御 HEMS 導入により エネルギー使用量の約 40% 削減を目指す ( 東ガス社宅 ) JX 日鉱日石社宅 実証において B ルート を採用 震災以降の需要抑制への社会的ニーズの高まりもあり スマートメーター周辺の取組が加速 我が国で初めて B ルートの実証を実施予定 実証の成果は今後 電力会社における柔軟な電力料金体系の構築に活用 スマートメーターと HEMS との接続インターフェイスの標準化により HEMS との情報連携が進み 多様なサービスの創出を図る これにより エネルギー利用情報へのアクセスがオープンに ( 参考 ) スマートメーターの通信ルート A ルート : 電力会社による自動検針 B ルート : 電力使用情報を直接家庭に提供する方式 17

19 8-2. 横浜市実証における成果 蓄電池制御システムの実証と標準化 系統に導入された蓄電池を容易に管理運用するために 蓄電池制御システムとそれと通信して充放電する蓄電池システムを開発 系統側と需要家側に置いた蓄電池を制御し 電力系統の不安定化を取り除くことを目指す 蓄電池制御システムと蓄電池システム間のインターフェースに基づいて 日本発の規格案を IEC TC57 に提出 IEC (International Organization for Standardization) : 国際標準化機構 ) 変電所に設置予定の大型リチウムイオン蓄電池 18

20 9. けいはんな実証における成果 電力会社による先進的な取組 家庭向けのエネルギーコンサルティング (ESCO) を行うとともに エネルギーの宅内見える化端末を用いた通信販売 ヘルスケア セキュリティなどの新ビジネスの展開を検討中 ある広域エリアで一括受電をし そこに導入する地域エネルギー管理システム (CEMS) の運用に関して 電力会社自身がプレイヤーとして関わっていくことを検討 ヘルスケアの具体的事例 高齢者見守りサービスハウス内に設置されるセンサーから 高齢者の行動情報を取得し ネットワークを介して 高齢者を見守るサービス エネルギー見える化端末を使ったサービスの概要 19

21 10. 東北におけるスマートコミュニティの展開 復興フェーズにある被災三県 ( 福島 宮城 岩手 ) において スマートコミュニティを構築 現在 8 地域においてマスタープランを策定中 本年秋頃には対象地域を選定し 平成 27 年度までにスマートコミュニティを構築 再生可能エネルギーを最大限に活用する災害にも強い家づくり HEMS ( ホームエネルギーマネジメントシステム ) 太陽光発電 次世代自動車 バスを電力インフラとして活用 電力不足時 : 電気自動車 家庭電力余剰時 : 家庭 電気自動車 燃料電池 次世代自動車 蓄電池 防災拠点に再生可能エネルギーと蓄電池 コジェネを整備 再生可能エネルギーの変動にあわせて需給バランスを調整 GE 20

22 11. 一般電気事業者のダイナミックプライシングへのインプット 4 実証事業においては スマートメーターを導入し 季節別 時間帯別料金を想定した実証実験を実施 価格弾力性を考慮した 時間帯別料金 (TOU : Time Of Use) ピーク制料金 (CPP : Critical Peak Pricing) の実施に加え ピーク時間帯の負荷削減量に応じた報酬 ピーク時の節電報酬 (PTR : Peak Time Rebate) やピーク時以外の時間帯に料金を下げる ボトム制料金 (CBP : Critical Bottom Pricing) 等も実施 北九州実証では 本年度から当日の電気需要の急増減に対応し電気料金が変動する リアルタイム プライシング を世界で初めて実施予定 < 国内 4 地域における実証内容 > 横浜市 豊田市 けいはんな 北九州市 来春にデマンド レスポンス実証をスタートし 最終的には家庭 4000 軒まで拡大 多様な需要家で実証を行う 実証の結果は 東京電力管内におけるダイナミック プライシング等の柔軟な料金メニューの検討に活用予定 昨年 12 月より 太陽光パネル 家庭用燃料電池 エコキュート 蓄電池 プラグインハイブリッド自動車 電気自動車等を備えた家庭 69 軒を対象にデマンド レスポンス実証を開始 見える化により約 8% デマンドレスポンスにより約 30% の省エネを実現 今夏より 世帯構成に偏りが無く 太陽光発電等のエネルギー機器を所有していない家庭約 800 件を対象に 大規模デマンドレスポンスを行う 本年 4 月より 家庭 230 軒 50 事業所において 世界初の試みであるエネルギー需給状況に応じて当日に料金を変動 (2 時間前に通知 ) させる リアルタイム プライシング を実施予定 得られた知見は九州電力へ提供予定 約 26% の省エネ効果を実現 21

23 13. スマートコミュニティ実証における制度面の課題 要望について スマートコミュニティ実証事業の取組の中で 以下の制度面の課題 要望が事業者から寄せられている < 低圧託送の自由化 > 実証事業成果を活用した地域エネルギー管理システムの展開に当たり 低圧託送を可能としてほしい < 特定電気事業 特定供給の促進 > 電線路の譲渡プロセス 基準の明確化実証成果 ( 地域エネルギー管理システム ) を活用した特定電気事業の導入に当たり 一般電気事業者からの電線路譲渡プロセス 基準の明確化が必要 自営線保有要件の緩和等特定電気事業又は特定供給の実施に当たって 事実上一般電気事業者の送配電設備が利用できず また 特定電気事業の許可に係る審査基準においては電気工作物 ( 自営線 ) を自ら保有することとされており 障壁となっている < 一括受電の促進 > 一の需要場所 の定義の見直し 一の需要場所 : 電力会社との電力需給契約の最小単位 現在 原則道路をまたいだ区画は 一の需要場所 と認められないため 実証事業成果を活用した地域エネルギー管理ビジネスの展開に当たり 高圧一括受電の導入が困難 電気自動車の普通充電器の設置に対する同一敷地内における 複数の需給契約 を認めてほしい < 系統情報の提供 > 系統情報の提供 系統情報 : 電圧や潮流情報 配電系統図実証成果 ( 地域エネルギー管理システム ) を活用した事業展開に当たって 一般電気事業者の系統情報を提供してほしい < 非常時の電力供給の自立化 > 非常時の一般電気事業者配電網の活用系統からの電力供給が途絶えた非常時に 一般電気事業者の配電網を一時的に活用した電力供給を可能としてほしい 22 平成 24 年 3 月 6 日総合資源エネルギー調査会総合部会電力システム改革専門委員会参考資料 1-1 より抜粋

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