出所 : 山家公雄 迷走するスマートグリッド - 誰も書かなかった次世代インフラの本質 エネルギーフォーラム,2010 年 8 月より作成 2) RegModHarz( レグモドハルツ ) 地域特性 ザクセン = アンハルト州ハルツ郡 ( 約 24 万 1,000 人 面積 2,104k m2 (

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1 2.5 海外事例の調査 海外のスマートビレッジの先進事例の中で 再生可能エネルギーの更なる拡大と熱を含めたトータ ルな制御を地方レベルで実践している欧州の事例を中心に 我が国の農山漁村においてスマートビレ ッジを構想する際に参考となる事項を以下に示す (1) ドイツにおける国家プロジェクト E-Energy 事業 1) E-Energy の概要 E-Energy ICT をベースとした将来のエネルギーシステム として定義 最新の ICT( 情報技術 ) テクノロジーを利用し プロシューマー ( 消費者 : コンシューマーと生産者 : プロデューサーの合体した造語 ) を主体とする 配電網を利用したローカル市場の形成を目的とし 再生可能エネルギーの有効利用 効率的なエネルギー使用を可能とする事業として創設した 地域を単位とする事業を募集し 総事業費 1 億 4000 万ユーロとなる 6 事業が採択された ( 表 2-8) いずれも地理的に特徴のあるエリアの広がりも異なる地域で構成され それぞれ 供給密度の高い大都市圏 供給密度の低い地方圏 供給密度の異なる地域間のネットワーク 等の特徴がある 以下 スマートビレッジ関連事業として農山漁村 地方圏をモデルとした RegModHarz E-Teligence の3 事業の取組を取り上げる 表 2-8 E-Energy:6 事業の特徴事業名対象地域 エリア事業計画モデル地域の特徴 RegModHarz ( レグモドハルツ ) E-DEMA (E- デマ ) E-Telligence (E- インテリジェンス ) MEREGIO ( メレジオ ) Mannhein-mdel-city ( マンハイム モデル シティ ) SmartW@TTS ( スマートワッツ ) ハルツ地域 ルール地方 ミュルハイム市 クックスハーフェン地域 バーデン地方 ライン ネッカー地域 アーヘン地区 多数の分散型電源と揚水発電 ( 蓄電施設 機能 ) の結合による再生可能エネルギーのコンバインド サイクル発電所 の創設 供給者と消費者の統合 情報技術により統合されたスマート ホームの実現 家庭内での家電使用 分散型電源の制御により エネルギー生産及び利用を効率化 電力事業者 消費者 プロバイダー等を結び エネルギー市場を創設 分散型電源 ( 風力発電 ) 冷蔵施設 SPA の各要素の結合 ICT を活用したエネルギーマネジメントシステムにより ミニマム排出地域 へのシフトを図る 温暖化ガス排出を最適化家庭やビルの需給を自動制御するシステムを導入を図り 蓄積された情報関連インフラの活用によりエネルギーバトラー ( 給仕 ) システム開発特定された時間における消費情報と送電管理情報を統合し 正確なインボイスシステムを創設 発電 消費 制御システム管理 45 人口が少なく 再生可能エネルギーが集積する田舎地域 人口密集地域と地方エリアの混在した供給密度の異なる地域 5 万人強の小さな港町 エネルギー需要のうち再生可能エネルギーが 50% を賄う 大規模エネルギー供給者 あらゆる種類の需要家が存在 再生可能エネルギー 分散エネルギー資源が普及する大都市圏 多様なエネルギー関連会社 主体の存在

2 出所 : 山家公雄 迷走するスマートグリッド - 誰も書かなかった次世代インフラの本質 エネルギーフォーラム,2010 年 8 月より作成 2) RegModHarz( レグモドハルツ ) 地域特性 ザクセン = アンハルト州ハルツ郡 ( 約 24 万 1,000 人 面積 2,104k m2 ( 東京都面積 :2,187 km2 )) では 農村部のダルデスハイム (Dardesheim)( 人口約 1,000 人 ) を中核とし 近隣に多くの風力発電所 (29 基 : 地域全体で約 40 基 最大発電量 6MW) を有するドルイベルク (Druiberg) 等 他 太陽光発電 揚水発電所等の多数の再生可能エネルギーを有する農村地域となっている ( 図 2-21) 地域の電力需要の約 3 分の 2 を再生可能エネルギーによりまかなっており 風量が弱くなる時には他の発電設備や 蓄電施設が代行する Wendefurth Rappbode ダムの出力 80MW(40MW タービン 2 基 ) の揚水発電所が巨大な蓄電機能を発揮し バイオガスシステム 大規模コジェネレーション施設 (5MW) 等が電力変動のバランスをとる役割を担っている また電気自動車の充電ステーションも存在し 電気自動車が将来変動供給に活かされることとなる 図 2-21 ハルツ郡の再生可能エネルギー 出所 : エネルギーパーク HP 資料より プロジェクト概要 ハルツモデル地区は 再生可能エネルギーのコンバインド サイクル発電所 をいうコンセプトの下 地域の再生可能エネルギーをオンラインネットワークの下に統合し 発電 エネルギー貯蔵 消費を制御し 経済的効率的なエネルギー供給を達成することを目指している このコントロールユニットは 仮想サイクル発電プラントの設備を調整し 生産者 消費者の情報が記録され 再生可能エネルギー源を効率的に使用することを可能とする また 家庭においては双方向インターフェース (BEMI) により 家電機器を制御し 分散型エネルギー管理が可能となるシステム開発が行われている 46

3 同様に ICT による電気自動車を電力グリッドに統合 蓄電機能を活用したロードマネジメント 地域での電力制御のシステム構築が目指されている 表 2-9 プロジェクト参加状況 : 再生可能エネルギー 制御可能な負荷 蓄電施設 出所 : エネルギーパーク HP 報告資料 Renewable Model Region Harz: Climate Protection and Energy Efficiency by Modern ICT and Innovative Operation Strategies 注 1:() 内は目標値 注 2:PV: 太陽光発電 Wind: 風力発電 BHKW: コジェネレーション ( バイオマス発電等 ) Storage: 蓄電施設 ( 揚水発電所 ) Household: 一般家庭 Industry: 産業施設 Electro vehicles: 電気自動車 参加主体 産学連携の共同事業体 (19 の企業 公的研究機関 配電会社 大学等 ) CUBE Engineering GmbH Krebs & Aulich GmbH Siemens AG envia Verteilnetz GmbH Vattenfall Europe Transmission GmbH E.ON Avacon AG HSN Magdeburg GmbH 地域エネルギー供給事業者 4 社 仮想発電所コンセプト提供者 in.power 参加研究機関 大学としてフラウンホーファー工場管理 自動化研究所 カッセル大学ソーラーエネルギー供給技術研究所 マグデブルク オットー =フォン = グェルニケ大学があげられる ( ジェトロベルリンセンター報告書 - 東部 5 州を中心とした - ドイツの新エネルギー産業クラスター 2009 年 7 月を参照 ) 表 2-10 RegModHarz( レグモドハルツ ) 事業概要 ドイツ E-Energy 事業 1 RegModHarz( レグモドハルツ ): ハルツ地域 事業概要 地域内で再生可能エネルギー 蓄電施設 家電をスマートグリッドで結ぶことにより 発電 蓄電 消費を適切に管理 制御し 地域全体で仮想発電所を形成している 地域内における効率的な電力利用を図るとともに 余剰電力は固定価格買取制度を通じて買い取られる 地域全体が再生可能エネルギーの供給事業者としての役目を果たし その利益が地域に還元される仕組みを形成 特徴 多様で広範囲な主体の参加 / 公的研究機関 テクノロジー開発会社をはじめ 小規模企業 大学及びその関係機関が参画するとともに 地域住民 政策決定者の積極的な支持を受ける 多様な分散型電源を結ぶ複合型発電と管理 制御 / 風力 太陽エネルギー バイオマス発電 揚水発電施設を統合し 再生可能エネルギーの最適使用を可能とする 固定価格買取制度による地域への還元 ハルツモデル地域再生可能エネルギー バイオマス発電太陽光発電揚水発電風力発電 蓄電機能地域内需要家制御家電電気自動車発電 蓄電 消費制御地域へ余剰電力固定価格買取制度による買い取り 47

4 3) E-Telligence( クックスハーフェン ) 地域特性 北海沿岸の小都市クックスハーフェン ( 人口 5 万人 ) は 風力発電施設が多数立地し 地域のエネルギー供給事業者 EWE AG による風力エネルギー設備容量は 2.5GW にのぼる この他 太陽光発電 バイオマス発電等により地域の電力需要の約 50% が再生可能エネルギーで賄われている 漁港であることから多くの冷蔵倉庫を有し 温泉施設 コジェネレーションで運用されるプール等を有する プロジェクト概要 エネルギー生産者 需用家 エネルギーサービス提供者 系統運用者を透明性に富む電子電力市場へと統合する取組である エネルギー生産者と需要家は インテリジェントな配電系統 スマートグリッド を通じて地域の電力市場へと統合され 大口需要家が有する制御能力も利用される 例えば風力発電の電力生産量の変動に対する調整には 港に設けられている冷蔵 冷凍倉庫が蓄電施設の役割を果たし 地域の電力制御を行っている ( 倉庫会社 エルビン ゴース (Erwin GOOSE) の冷蔵倉庫( 容積 約 15 万 6,000m 3 ) 現在需要家である約 2,000 世帯の参加家庭を募集し 一般家庭を巻き込んだ実地にむけたテストを計画中 図 2-22 E-Telligence イメージ図 風力発電施設 バイオマス発電等 余剰電力売買市場 需要家 冷蔵倉庫 出所 :e-telligence プロジェクト HP Project Summary etelligence 参加主体 エネルギー供給事業者 EWE AG 主導の下 研究機関 エネルギー IT 分野の事業者で構成される 中心メンバーとして energy & meteo systems GmbH BTC AG フラウンホーファー エネルギーアライアンス エコ研究所 OFFIS 情報工学研究所 参加パートナーとしてプール運営会社 冷蔵 冷凍倉庫 ( 前述の Erwin GOOSE) 港湾管理事業者 住宅建設管理会社 風力発電 バイオガス 太陽光発電 熱電併給施設の運用者の合計 6 社 クックスハーフェン市 エネルギー技術の研究所等 6 つの企業と研究機関が参加 ( ジェトロベルリンセンター報告書 - 東部 5 州を中心とした - ドイツの新エネルギー産業クラスター 2009 年 7 月を参照 ) 48

5 表 2-11 E テリジェンスプロジェクト概要 ドイツ E-Energy 事業 2 E テリジェンス : クックスハーフェン地域 事業概要 電力供給者 消費者 エネルギー サービス プロバイダー等を ICT( 情報通信技術 ) で結び 革新的なエネルギー市場の創設を試みる この取組により再生可能エネルギーは地域内のグリッドで連結され 大量の風力発電を市場に供給することが可能となる また 個人顧客も自ら作り出すエネルギーを製品として価値を持つことを認識できる機会が与えられることになり 経済性の改善が保証される 特徴 プロデューサーとコンシューマーの一体化 / 基本的な前提として 消費者と生産者の区別がなくなる プロシューマー :Prosumers の概念を導入し 消費者が地域エネルギー市場に統合される 参加することが基本的な構図となる 風力発電と冷蔵倉庫と SPA による電力制御 / 風力発電の余剰をプールの熱源として利用し 電力使用のピーク時には風力発電を利用するとともに冷蔵施設を停止しピークのシフトを行う 小規模事業者が参加可能なフレームワークの創設 クックスハーフェン ICT によるシステムインテグレート再生可能エネルギー 風力発電風力発電風力発電 冷蔵施設温泉施設余剰電力余剰電力の売買消費者 供給者地域エネルギー市場の創設 4) E-DeMa ( ライン ルール地方 ) 分散型電源とレシーバ付き家電の効率的活用を前提に スマートな ICT ゲートウエイをディマンドサイドに設置し その中にエネルギーの生産利用を効率的に行い得るようなインセンティブを織り込んでいる実証事業である プロシューマのエネルギーの過不足を取引する市場の形成 人口密集地域の中規模都市の家庭を中心に実験 REW エネギー主導の新しい概念の実験等を課題としている ここで実施されている ICT ゲートウエイの標準化されたプロトコルはE-energy プロジェクトの共通のものとしている 参加主体 :REWenegyAG シー メンス ProsytSoftware,Miele 等 出所 : 山家公雄 ( 資料ドイツ経済産業省 和訳 TESI) 図 2-23Eデーマの ICT ゲートウエイとローカル市場 49

6 参考 : その他ドイツにおけるバーチャルグリッドの取組 上記の事例以外のバーチャルグリッドの導入について ドイツの事例を以下に示す 再生可能エネルギーの活用可能性を拡大する方法として いくつもの小型発電設備をネットワーク 化し 一つの大型発電所のように見立てる バーチャル発電所 の構想が動き出している 具体的には 太陽光発電や風力発電等発電量の変動が大きな発電施設に関し 気象条件等に左右されないバイオマス発電やコジェネレーションシステム等を組合せ これらの施設間をインターネット等の ICT( 情報通信技術 ) を使ってネットワーク化して管理し それによって一つの発電所としての機能を持たせるものである a) ドイツ ウナ市 ( ノルトライン ウエストファーレン州 ) ここでは 5つのコジェネレーションシステムと 2 つのウインドファーム 1つの太陽光発電施設 さらに1つの小水力発電施設を組み合わせて これらの施設のある地域に電力と熱を供給するバーチャル発電所を運転されている b) ドイツ ゴスラール市等を中心としたハルツ地方西部 ( ニーダーザクセン州 ) ここでは バーチャル発電所を電力需要のピーク時に利用する調整電力用エネルギープールとして 大手電力会社から購入する電力量を抑制するために利用している 電力需要の変動に効率的に対応するため 地域の個人住宅に設置された小型のコジェネレーションシステム約 200 基と小水力発電施設 非常用電源施設をネットワーク化してバーチャル発電所としている それによって 電力需要のピーク時に電力を供給し 大手電力会社からの電力購入量に出来るだけ変動がでないような対応をしている (2) オランダにおけるアムステルダム スマートシティ事業欧州を代表するスマートグリッドとして 2011 年の稼働を目指している この実証事業では 1 生活分野におけるスマートメーターの普及とエネルギー使用の見える化 2 業務分野における既存ビルの省エネ化によるスマートビルへの変換 3 運輸分野におけるEVの普及と重点ポイントの整備 そして船舶の電化 4 公共空間におけるCO2フリー化 ( ゴミ収集車のEV 化 ごみ圧縮機への太陽光発電の利用等 ) の推進の4つのサブテーマについて課題を設定している また ローカルエネルギー市場を目指して パワーマッチャー (PowerMatcher) という需給制御システムの開発を行っている ( 出所 : 山家公雄 平成 21 年度環境対応者普及方策検討会 講演資料 ) 図 2-24 アムステルダム スマートシティ事業イメージ 50

7 これは ディマンドサイドの主体が有するエネルギー関連設備を需要要素と供給要素とに分解して その情報を集積して均衡する量や価格を決めるシステムである 構成員が相互に発電や最適な形で電力の融通が可能となるようなシステム実現を目指している 図に示すように パワーマッチャーはそれぞれの要素にセンサーを付けて ICT 技術を駆使し 収 集 加工 回送する 出所 : 山家公雄氏 (ECN&VITO 和訳 TESI) 図 2-25 ローカルネットワークシステムの PowerMatcher (3) デンマークにおける EDISON 事業国内に豊富に存在する風力発電と将来の主なエコカー候補であり普及が予想される EV 類とのコラボレーションにより 両者が互いに Win Win の関係等の相乗効果を生み研究開発事業が進められている 実証実験では コンソーシアムが形成され ドンエナジー デンマーク工科大学 シーメンス等 IBM がグリッドコントロール技術の開発を行う EV バッテリーをリース方式で利用できるインフラ整備を目指す この事業の背景には 車が 1 日に約 2 時間しか稼働していない 9 割が 1 日 1 時間しか稼働していなく ほとんどが大気状況になっていると言う現実がある これを一元管理効率的な充電を行う EV 類を巨大な電池として系統安定化に利用しようという考え方である 出所 : 山家公雄 平成 21 年度環境対応者普及方策検討会 講演資料図 2-26 デンマークにおける EDISON 事業 51

8 (4) 欧州における実証実験の主な狙い 以上 欧州が取組んでいる実証実験等について 取組の概要を整理すると以下の様なテーマを持っ て取り組んでいることが分かる 1) 政策的側面 再生可能エネルギーの更なる拡大と有効利用のために 電気だけに限定するのではなく 地域のユーティリティを形成している熱やガスをも含めたエネルギーの制御をローカルに行うとともに 総合的エネルギー事業のマネジメント構築を図り 地域活性化を目指すものである ローカル市場の形成を通じた経済主体が行うエネルギー活動の最適化を図るものである 背景には 欧州全体のエネルギー消費に占める火力発電の割合が多く 老朽化が進むに従い海外からの石油 天然ガス輸入等も増えてきている それらが紛争問題等を抱える地域である等 地政学的リスク回避を図ることで エネルギーセキュリティ問題と経済統合に向けた取組を目指している 地域単位でスマートグリッドのシステムを開発 構築することを目指し ドイツにおける E-enrgy の募集をみても 地域の異業種連合によりアライアンスを組んで 課題を解決する体制をとる地域毎の取組である 電力部門だけでは これまで変革が難しかったエネルギー政策とそれに関連した技術革新等について エネルギーと ICT の融合を図ることで 将来のエネルギーシステムに向けたパラダイム転換を図ろうとするものである 世界に先駆けて再生可能エネルギ の導入を始めた結果 それを受け入れる余地が少なくなりつつあり さらに一段と普及させるためにはソーシャルインフラの整備のほかに 蓄電池を含む調整電源を整備することが課題となっており そのためにもスマートグリッドにいち早く取組む必要がある エネルギーの自由化を進めるために 送電線をユーティリティから分離独立させるいわゆるアンバンドリング ( 一括して提供される製品やサービス等を分解し 顧客に組合せ購入要素の選択権を与えること ) の面からの取組でもある 2) 経済的側面 上記政策の狙いで述べたように 欧州のスマートグリッドの狙いの一つがローカル市場を通じた地域の活性化であり それを誘発するための経済的インセンティブ等の仕組みを構築しようとするものである その基本システムは ICT 技術やエネルギー制御技術を駆使し 需給が複雑に入り混じる設備や機器を需要と供給に仕分けて 行動の指標となるプライシング ( 供給要素と需要要素を細かく分類することで調整 ) が形成されるような仕組みが盛り込まれている また アンバンドリング問題に象徴される送電線をユーティリティから分離させる電力の自由化をさらに進めるとともに それだけでなく 地域の熱やガス さらには水を含めた総合的なソーシャルインフラを扱う地域産業を創出することで地域経済の活性化を担う基盤強化を図るものである 以上の取組は 地域発意の経済主体の創出につながり 地域の経済の基盤となるばかりでなく 地域主権 地域分権による経済活動への転換を目指すものである 3) 社会的側面 従来エネルギーを使う一般市民は 単に消費するだけであったが 自らエネルギーを生産したり 貯めたり 販売する主体にもなるプロシューマとなることで 経済主体の新たな主体の一つとして重要な役割をなし地域のソーシャルインフラの整備やエネルギーセキュリティ問題における意思決定に主体的に関与するようになる そして 再生可能エネルギーの更なる推進や温室効果ガス排出量の大幅な削減にも大きな役割を果たす ドイツの配電網は自治体が運営し 地方財政を支える貴重な財源の一つになっている そして 従来は電力を生産 送電する側に力が集中していたものが 主役が配電会社に移ることで 配電網やそれを利用する様々な主体が登場することで地域活性化に役割を果たす 地域の多様な主体の参画により ある程度自分自身でエネルギーをマネジメントすることになる とりわけ 熱を発する機器は 調整が穏やかであり蓄エネルギーの機能をもつため 自身や地域の調整役となる 空 52

9 調 洗濯機 冷蔵庫 SPA( プール等 ) ヒートポンプ コジェネレーションシステム (CHP) 太陽光発電 乾燥器 食器洗い機 等をうまく活用し エネルギーのピークシフトをリアルタイムに行い そこに関連した地域ビジネスが生み出される 4) 技術的側面 実証実験の技術的な取組課題として最も大事な部分は ICT 技術と蓄電 蓄熱技術である 蓄電 蓄熱の方法としては 大規模風力発電に対応して 冷蔵庫や SPA と温泉用 CHP の組合せ 揚水発電 EV 等の導入等が検討されている ドイツ E-Energy では 再生可能エネルギーの有効利用と効率的使用にこの双方向性の ICT 技術の開発に力を入れている これは 再生可能エネルギーの制御とディマンドサイドの主体が有する様々な関連設備について 需要要素と供給要素に分解し その情報を収集 処理してバランスを取り 量や価格付け ( プライシング ) をして エネルギー活動の最適化を図るエネルギーマネジメントシステムの開発であり 標準化を目指した共通のプロトコルの開発は四つの E-Energy で共通のものとしている プライシングの形成と需要調整を行うためには 我が国では一般にスマートメーターが必要であると言われるが これをドイツの実証実験では ICT ゲートウエイと呼んでいる エネルギー関連の装置機器を更新するのみならず 電力 ガス 水などのスマートメーターとも更新する家庭の全てのユーティリティの情報を集約する役割を持つ これにより 再生可能エネルギーの有効利用や効率的なエネルギー使用を可能とする 以上 その背景にはエネルギーセキュリティの問題と経済統合があり このスマートビレッジを通じてローカル市場の構築を視野に 電力の自由化とアンバンドリング問題 そしてプライシングを通じて 市民がプロシューマとして行動 ICT を活用して双方向性で需要と供給を調整する そこには新たなローカル市場が形成されるとともに プロシューマとして地域の意思決定に参画していくことが ひいては地域主権や地域分権が図られることになる 53

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