2 時代の変遷 エネルギーを取りまく状況

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1 IT 電気エネルギー融合システム開発と国際標準化 2012 年 10 月 25 日 パナソニック株式会社顧問野村淳二 1

2 2 時代の変遷 エネルギーを取りまく状況

3 世界の電力需要 3 世界の電力需要は急速に拡大しており 課題解決は急務 発電量 (TWh) 18,000 14,000 Developing economies (non-oecd) 途上国の電力需要は 先進国の倍の速さで増加 10,000 Developed economies (OECD) 6, 年 出典 :GE analysis

4 日本のエネルギー消費と供給の状況 民生部門 ( 家庭 ビル 店舗など ) のエネルギー抑制ソリューションが必要再生可能エネルギーの割合は約 3% で 拡大が必要 日本のエネルギー消費 電力の用途別シェア 4 (10 18 J) % 18.7% 64.5% 運輸部門 民生部門 産業部門 ( エネルギー消費の伸び兆円 2000 年価格 ) (1973 年 2008 年 ) ( 年度 ) 運輸 1.9 倍 民生 2.5 倍 産業 倍 兆円 2000 年価格出典 : 資源エネルギー庁エネルギー白書 2010 家庭 32% 小口需要家 5% (50kW 契約未満 ) 1 次エネルギー供給のシェア 再生可能エネルギー等 3% 原子力 12% 天然ガス 19% 水力 3% 石炭 21% 大口需要家 40% (500kW 契約以上 ) 中口需要家 23% (50kW~500kW 契約 ) 出典 : 資源エネルギー庁電力市場の状況 石油 42% 出典 : 経済産業省エネルギー需給実績 ( 確報 )

5 電力インフラの状況 5 地域や住宅向けに再生可能エネルギーの導入が進む 原子力発電 水力発電 火力発電 蓄電池 エコキュート 27.5 万 ~50 万 V 送電網 燃料電池 太陽光発電 15 万 4000V 6 万 6000V 配電網 6600V メーター 創エネ 蓄エネ機器 100/200V 風力発電 大規模太陽光発電 バイオマス発電 再生可能エネルギー 地熱発電 電圧標記は日本の場合の値

6 スマートグリッド による電力のインターネット化 電力自由化 電力網が疲弊 停電の発生発電所の投資抑制 需要の安定化 平準化 6 原子力発電 水力発電 火力発電 送電網 配電網 スマートメーター 住宅エネルギー連携 風力発電 再生可能エネルギー連携 大規模太陽光発電 スマートグリッドの促進で送電網を効率化大手メーカーも参入 欧米を中心にスマートメーターの設置加速 2013 年 2009 現在 252 万個 8,120 万個 ( 欧州 ) ( 欧州 )

7 スマートグリッド 7 スマートグリッドは約 120 年間の電力網開発の集大成 Old Electrical Grid (generation, Transmission, distribution) Smart Grid One Way From generation through the last load Two-way transfer Power transfer Information transfer Smart Grid Technology Innovation Group Report, May26, 2010

8 安定した電力需給への貢献 8 電力消費を抑制するソリューションの提供で需給ギャップ解消に貢献 電力需給ギャップが発生 電力消費の抑制に貢献 関東圏需要の推移 (2010 年 8 月実績 ) ( 万 kw) 6, , , , 出典 : 経産省電力需給緊急対策本部 今夏の供給量 < 減らす> 家電 設備のさらなる省エネ化 < 創る> 太陽光発電 燃料電池等々の普及促進と最大活用 < 均す> 蓄電池 エネマネ等々による電力消費の平準化

9 9 住宅への展開

10 家まるごと CO2±0( ゼロ ) のくらし へ 10 創エネ 蓄エネ 省エネにより CO2±0 を実現 CO2 排出量 現在までの省エネ効果 3~5 年後に太陽光発電期待されている + 燃料電池省エネ効果 + 蓄電池

11 HEMSで実現CO2±0 と需給安定化の実現に向けて 11 創エネ 蓄エネ 省エネで CO2 排出実質ゼロ化と電力消費抑制を両立 実現ステップ センサ LED 照明 エアコン 徹底した省エネ 分電盤 冷蔵庫 洗濯機 テレビ 蓄電池燃料電池 電力消費の平準化現太陽光発電 ホーム エネルギーネットワーク 創蓄連携による地産地消

12 HEMS( ホームエネルギーマネジメントシステム ) HEMS 技術は 見える化 から 連携 制御 に 12 エネルギーの見える化 家電 設備機器 環境情報との連携制御 太陽光発電燃料電池 電力 データの蓄積 太陽光発電燃料電池 蓄電池 電力 人の情報 家電 設備機器との接続 サービスの提供 データの蓄積 対応分電盤 計測ユニット 表示 操作 対応分電盤 SEG 分岐回路毎の電力計測 発電量 使用量のモニタリング 家電 設備機器 車と人 環境情報との連携制御

13 入力ユーザの設定内外の情報部の情報アンビエントインテリジェンスシステム (*) (AmI) としての HEMS の概要 13 例 消費電力に上限値 1 日の消費電力量に目標値 家電の稼動優先順位など宅 例 家電や設備の動作状態 各種センサーの情報 蓄積した過去データ 生活パターンの認識 家族 人等の状態情報など外 例 天気予報 地域 EMS 連携 電力需給状況 時間別料金 家電の稼動履歴 その他外部サーバ情報など 出 予測など計画策定など算算出 計画 例 空調などの負荷予測 消費電力量の算出 太陽光発電の発電量予測 例 家電のスケジューリング 家電の動作条件の調整 アドバイス表示の内容など フィードバック 社会ベネフィット 例 省エネ (CO2 排出量削減 ) 負荷の平準化 - 安定した電力需給 - 発電効率の向上など 出力 例 家電の制御 設定 アドバイス表示 地域 EMS 連携 ユーザベネフィット 例 省エネ (CO2 排出量削減 ) 電気代の削減 売電量の増加など (*) M.Weiser : The Computer for the 21st Century, Scientific American (1991)

14 Mark Weiser 14 Mark Weiser ( ) was a chief scientist at Xerox PARC in the United States. Weiser is widely considered to be the father of ubiquitous computing, a term he considered in Weiser, Mark (1991) : The Computer for the 21st Century. In Scientific American, 265(3) P Specialized elements of hardware and software, connected by wires, radio waves and infrared, will be so ubiquitous that no one will notice their presence. The most profound technologies are those that disappear. They weave themselves into the fabric of everyday life until they are indistinguishable from it.

15 HEMS の運用例 1 15 消費電力に上限値 kw 4 ピークをシフト 給湯機の湯沸し 食洗機 洗濯機のタイマー運転 kw 4 1 日の消費電力 (HEMS 無し ) 上限を設定 H H kw 日の消費電力量に目標値 全体を抑制エアコンの温度照明の調光 H

16 16 ビル 施設 工場への展開

17 スマート ECO ビルシステム概要 ビルのエネルギーマネジメントシステム センサーなどによる照明 空調のきめ細かな省エネ制御 17 空調 照明 ブラインドの協調制御 ブラインドの開閉で昼光の採光を制御 フロアごとの協調制御による省エネ効果 照明 不要な照明をカット 照明用電力の削減 空調 不要な空調をカット 空調用電力の削減 パナソニック電工株式会社東京本社 ( 汐留ビル )

18 エミット ビルマネジメントシステムの構成 (1/2) 18 センサー等による照明 空調のきめ細かな省エネ制御をトータルに実現 データ収集分析ツール 1 省エネツール サービス 3 ブラインド協調制御システム 省エネ制御システム 4 マルチ方式空調コントローラ クライアントパソコン 調光 ~ 昼光 5 フロア居住者参加型 ヒトセンサ システム エネルギーマネジメントシステム 2 エミット EMS サーバ SW-HUB SW-HUB 無停電電源装置 インターネット イントラネット インターネット接続モジュール インタフェース 中央監視盤制御機器計測計量モジュール 電力量計量 温湿度計測等の端末 建物設備

19 エミット ビルマネジメントシステムの構成 (2/2) 19 群管理 エリアマネージメントネットワークへ センター監視装置 設備台帳装置 (BMS) エネルギ管理装置 (BEMS) TCP/IP HTTP エミット ミドルウェアにより 非 IP 系のマルチプロトコル対応を実現 ファイアウオールルーターなど TCP/IP HTTP Ethernet IPv6 フロア統合コントローラ 空調 熱源コントローラ BACnet 電力コントローラ HTTP BACnet BA ネットワーク マルチアフ リ 照明コントローラ 電力 フロア統合思想のビルシステム 空調照明フ ライント I/F 機器 アプリケーション層 ネットワーク層トランスポート層 データリンク層物理層 PC 系 TCP/IP Ethernet WiFi PLC etc IP 系プロトコル LONWORKS 設備機器 エミット ミドルウェア emnet (EMIT) フィールドバス NMAST 非 IP 系マルチプロトコル対応

20 加西工場への展開 20 加西グリーンエナジーパークの概要 環境対応車向け二次電池 リチウムイオン 2010年度月産100万セル 2015年に1,000万セル 三洋CE(株) ソーラーサイン ソーラー 駐輪場 管理棟 ソーラーサイン HEV工場 ニッケル水素 リチウムイオン ソーラー街路灯 蓄電池棟 敷地面積 約188,000 CO2削減目標 約 2,480t/年 CASBEE評価 最高の S ランク 大規模スマートエナジーシステム 1MWメガソーラー 1.5MWhリチウムメガバッテリー 施工した鹿島建設の評価

21 21 街まるごと への展開

22 店舗 ビル街区幅広いエネルギー関連商品群 22 創エネ蓄エネ省エネ配線エネマネ家エアコン 薄型テレビ 分電盤 ライフィニティ 燃料電池 太陽光発電システム ヒートポンプ給湯機 定置型蓄電池 洗濯機 食洗機 コールドショーケース 冷蔵庫 LED 照明 大型空調 配線器具 ビル用分電盤 EV 充電コンセント 幹線パワナビ 電力監視ユニット エネマネユニット 定置型蓄電池システム 無電極照明 リチウムイオンソーラー街路灯 遠隔計測 EV 充電 照明制御システム

23 家まるごと から 街まるごと まで サスティナブルなグリーンライフスタイルの提供 家まるごとソリューション サービス [ 戸建住宅 集合住宅 ] コンシェルジュ / トータル生活サポート セキュリティ ヘルスケア エンタメ エコ / メンテナンス インフラ作り サーバー SEG 家電 設備 創エネの活用 蓄エネの活用 つながる機器の拡大 生活家電セキュリティヘルスケア AV 家電 家から街ままで統合ソリューションの実現 省エネ / メンテ / レポーティング 創エネ SEG 省エネ 蓄エネ 23 店舗まるごとソリューション 街区ソリューション 地域発電地域蓄電創蓄連携 EV 充電 SEG: Smart Energy Gateway 家庭内と外部とを繋ぐゲートウェイ機能 電力 熱エネルギー 情報を制御する機能を持つ機器

24 スマートシティ関連プロジェクト 24 天津エコシティ イメーシ E-Energy コンセフ ト 藤沢 SST イメーシ E-Energy 天津エコシティ FUJISAWA サスティナフ ル スマート タウン マスタ ール シティ イメーシ 横浜スマートシティフ ロシ ェクト ( 出典 : 横浜市 ) マスダール シティ 横浜スマートシティプロジェクト カリフォルニア大学サンディエゴ校

25 街まるごとへの取組み 25 FUJISAWA サスティナブル スマート タウン 藤沢市 デベロッパーと協業 当社工場跡地 (19ha) を活用 2013 年度街びらき セキュリティ 1 店舗まるごと 家まるごと 戸建住宅 道路 高齢者施設 公園 コミュニティグリッド 集合住宅 商業施設 医療施設まるごと ヘルスケア 公共施設まるごと パナソニックが考える 街まるごと を世界へ発信 自治体 他企業との連携による街づくりのパイロットモデル

26 パナソニックの考える SST : Sustainable Smart Town の基本コンセプト 26 自然の恵みを取り入れた エコで快適な 街のくらしを実現 電力 熱 情報のネットワーク化によりくらしのニーズを把握し 機器 システム ソューションがさりげなく住民生活をサポート ソリューションLayer 家まるごと 集合住宅まるごとソリューション コンシェルジュ / トータル生活サポート エンタメ ヘルスケア インフラ作り エコ / メンテナンス セキュリティ サーバー 創エネの活用 SEG つながる機器の拡大 家電 設備 生活家電 セキュリティ ヘルスケア AV 家電 店舗まるごと ビルまるごと工場まるごとソリューション 省エネ / メンテ / サービスレポーティング SEG 省エネ 創エネ 蓄エネ 街区ソリューション 地域発電地域蓄電創蓄連携 EV 充電 サービス Layer ソサービス Layer 戸建住宅 カーシェア 集合住宅 EVサイクル 太陽光 ハ ーク & ライト ン情報ネットワーク Layer AC/DC Power Line Communication + Wireless Communication SEG SEG SEG SEG SEG AC/DC Hybrid - Network エネルギーネットワーク Layer 変電所 供給 負荷

27 27 国際標準化動向

28 直流配線インフラの概要 と業界動向 交流からの直流変換の無駄を排除し 賢く 電力を活用 28 創エネ / 蓄エネ設備 何故 直流配電なのか? 省エネ家電 / 設備 太陽光発電など蓄電池 AV 家電情報家電 LED 照明 熱 熱 直流交流交流直流 直流 交流変換でロス発生 発電 / 蓄電は 直流で実施 家電 / 設備の多くは 内部で直流に変換して利用 この無駄をなくすのが直流配線システム 創 / 蓄エネルギーを 無駄なく家電 / 設備で利用

29 電力送電網の歴史 1877 年ジョゼフ スワン 1882 年トーマス エジソン ミュンヘン博覧会 白熱電球発明 世界初の配電システムとして 研究所 ( マンハッタン ) 周辺の59の利用者に直流 110Vの電気を供給 ミュンヘン~ミスバッハ間 57kmを直流送電 29 電流戦争 勃発ジョージ ウェスティングハウス直流派トーマス エジソン VS. 交流派ニコラ テスラ [ 直流 - 交流 定電圧 - 定電流 単相 - 三相 周波数 人体への影響 ] 1893 年シカゴ万博 交流が採用され 25 万個の電灯に電力供給 この結果 電力送電網は交流へ 発電電力送電網電力需要 送電の高効率化 遠隔地からの伝送距離

30 ー日本の電気事業 年 1886 年 7 月 5 日 1887 年 エジソンが白熱電灯を実用化 あかりの日 (10 月 21 日 ) 東京電灯株式会社企業活動開始 (1883 年 2 月 15 日設立 ) 直流送電名古屋電灯 神戸電灯 京都電灯 大阪電灯設立東京電灯エジソン式直流発電機を輸入 1889 年 大阪電灯交流式配電を開始トムソン ヒューストン社製交流発電機 125 ヘルツ 東京電灯と大阪電灯との間で直流 交流論争 東京電灯 直流 大阪電灯 交流

31 ー日本の電気事業 年 東京電灯浅草火力発電所操業開始ドイツAEG (*1) 製交流発電機 50ヘルツ 1897 年 大阪電灯 GE 製発電機を増設アメリカ GE (*2) 製交流発電機 60 ヘルツ 1939 年 4 月 電気庁設置 日本発送電株式会社設立 ( 民有国営 ) 電力国家管理時代 (*1) AEG ドイツの電機メーカ 1883 年トーマス エジソンの特許を取得したユダヤ人実業家エミール ラーテナウが DEG(Deutsche Edison-Gesellshaft) を設立 1887 年に AEG と社名変更 AEG(Allgemeine Elektrizitäts-Gesellschaft) General Electricity Company( 英訳 ) (*2) GE : General Electric Company 1889 年エジソン Edison General Electric Company 設立 1892 年 General Electric Company

32 宅内給電の将来 事業用電気工作物 AC100/200V 日本電気技術規格委員会 (1997 年 6 月設立 ) が電気事業法の 審査基準 や 技術基準の解釈 に引用を求める民間規格 基準の制定 承認などの活動を行う 32 一般用電気工作物 AC /DC 分電盤 太陽光 ( 単独運転検出装置が必要 ) 計量器 DC/DC DC12V DC200V PC 携帯電話充電 AC /DC AC /DC その他家電製品 AV 機器デジカメ充電携帯電話充電 充電 (PCS) DC/DC 携帯電話充電 電力貯蔵 ( 蓄電池 ) 放電 充電 EV 放電 DC400V

33 標準化動向 年 ( 予定 ) の配線部材の国際標準化制定にむけて活動中 IEC 国際電気標準会議 CENELEC 欧州標準化委員会 欧州域内標準 SMB 標準管理評議会 技術委員会 MSB 市場戦略評議会 SG1 : エネルギー効率と再生可能エネルギー SG2 : 超高電圧技術 SG3 : スマートグリッド SG4 : LVDC DC1,500V 以下 SWG(EEE) TC69 TC64 SC23E SC23B (LVDC: 低電圧直流 ) 送配電 ( スマートグリッド全般 ) EV 充電用コネクタ住宅用電気設備全般に関わる重要規格住宅用遮断器 ( 漏電遮断器含む ) プラグ, コンセント及びスイッチ SG :Strategic Group 戦略グループ SWG:Special Working Group TC :Technical Committee 技術委員会 SC :Sub Committee 分科委員会 EEE : Electrical Energy Efficiency

34 規格と国際標準化機構 34 設立会員数 加盟数概要 IEC 1906 年正会員 (60 ヶ国 ) 準会員 (21 ヶ国 ) アフィリエート会員 (81 ヶ国 ) 計 162 ヶ国 ISO (*1) 1947 年会員段階 + 通信会員 + 購読会員計 162 ヶ国 ITU 1865 年国連加盟国にバチカンを加えた 191 ヶ国が加盟 電気 電子技術及び関連技術に関する国際規格を策定し発行する国際機関 電気分野を除く工業分野の国際規格を策定し発行する国際機関 国際電気通信連合憲章に基づき無線通信と電気通信分野において各国間の標準化と規制を確立することを目的とする国際連合の専門機関 WTO 1995 年 157 ヶ国自由貿易促進を主たる目的として創設された国際機関 (*2) (*2) GATT(General Agreement on Tariffs and Trade) ウルグアイ ラウンドにおける合意に基づいて 1995 年 1 月 1 日に GATT を発展解消させて設立 GATT: 1947 年多国間協定締結 (23 ヶ国 ) 1948 年発足 2005 年時点の世界貿易機関 (WTO) の加盟国 (*1) 1928 年に設立されたISA( 万国規格統一教会 :International Federation of the National Standardizing Association) が1947 年にISOに再編され 現在に至る

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