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1 資料 2 次世代エネルギー 社会システム実証横浜スマートシティプロジェクト Yokohama Smart City Project (YSCP) 第 17 回次世代エネルギー 社会システム協議会資料 2014 年 5 月 19 日

2 横浜スマートシティプロジェクト (YSCP) はじめに 2 Copyright 2014 Yokohama Smart City Project

3 将来的な社会像 環境未来都市 横浜の将来ビジョン 文化芸術や成長産業の創出 機能的なビジネス空間 人 企業の交流が新たな文化 産業を沸き起こす好循環化 低炭素で途切れないエネルギーネットワーク 医療 介護 福祉 子育ての切れ目ない連携による安心感 自然環境 ( 水 緑 ) と地勢に恵まれた生活空間 趣ある魅力的なまちなみ Copyright 2014 Yokohama Smart City Project

4 実証事業の全体像 ( 横浜市 +34 社 15 プロジェクトの連携 ) 導 実績 / 標 HEMS(4,140 軒 /4,000 軒 ), PV(36MW/27MW), EV(2,300 台 /2,000 台 ) CO2 排出削減量 (39 千トン /30 千トン ), CO2 削減率 (29%/25%) 需給調整用蓄電池 ( 東芝 日立 明電舎 NEC) 需要家側蓄電池 ( ソニーエナシ ー テ ハ イス シャーフ ) BEMS 蓄電池 SCADA FEMS ( 明電舎 住友電工 ) FEMS スマート BEMS ( 東芝 大成建設 ) オフィスビル BEMS ( 東芝 丸紅 三菱地所 三井不動産 ) 蓄電池 SCADA ( 東芝 東京電力 ) 集配信システム ( 日立 東芝 ) CEMS ( 東芝 アクセンチュア ) 統合 BEMS ( 東芝 ) スマート BEMS ( 清水建設 ) 戸建 HEMS ( ハ ナソニック ) CEMS スマート BEMS ( 明電舎 NEC) 集合住宅 HEMS ( 東京カ ス NTT-F NTT ト コモ ) HEMS カーウィンク ステ ータセンター ( 日産自動車 ) スマート BEMS ( 日揮, 日揮情報システム ) マンション HEMS (JX 日鉱日石エネルキ ー 三井不動産レシ テ ンシャル 東芝 ) マンション HEMS ( 大京アステーシ ) EV 充放電 EV ( 日産自動車 日立 オリックス オリックス自動車 ) 戸建 HEMS ( 三井不動産レシ テ ンシャル 東芝 ) 充電ステーション (JX 日鉱日石エネルキ ー 東工大 ) Copyright 2014 Yokohama Smart City Project

5 実証成果の活用 横浜市南区総合庁舎整備事業 市 センター病院と新南区総合庁舎の間でエネルギー連携を い防災性の向上を図る コジェネレーションを導 し 効率運転を うとともに 廃熱を有効利 し CO 2 削減 省コスト 朽化熱源機器を更新し BEMS によるエネルギーの最適制御を図る 電気事業者 市大センター病院 BEMS 3 南土木事務所作業所 新南区総合庁舎 電気 熱 電気 受電 特定供給 1 電気 阪東橋駅 特別高圧 一括受電 自営線 コジェネレーションシステム 2 1 発電した電気を密接な関係を有する特定の相手に供給を行う 2 ガスエンジンなどで発電する一方 その廃熱を利用して空調等の熱需要をまかなう 3 BEMS により廃熱の有効利用および地域エネルギーの最適制御を行う Copyright 2014 Yokohama Smart City Project

6 実証から実装に向けた公民連携の取組 横浜スマートビジネス協議会 1 市民認知度の向上 2 横浜市内での更なる低炭素都市づくり 2 国内外都市への横展開 エネルギーソリューションセンター横浜 1 インセンティブ型ディマンドリスポンス のビジネス化 2 地域 EMS の総合化と最適エネルギー制御 3 需要家のエネルギーコスト最適化 スマートシティ としての認定制度 Copyright 2014 Yokohama Smart City Project

7 横浜スマートシティプロジェクト (YSCP) 1. 総論 7 Copyright 2014 Yokohama Smart City Project

8 実証事業の全体像 既にインフラが整備されている都市のスマート化に向けた 地域エネルギーマネジメントシステムの導入と社会システムの変革促進 背景 市民とエネルギーの関わり方の変革イメージ 今後の方向感 ( 課題 ) エネルギーセキュリティの強化 関連産業の育成 ( グリーン イノベーション ) 都市の C O 2 削減ピークカット / ピークシフト省エネ 地域 (CEMS) 家庭 (HEMS) 業務 (BEMS FEMS) 運輸 (EV) 地域単位でのエネルギー管理 DR 活用でを促進 地域エネマネ実現地域での最適化 市民レベルでのエネルギーの 地産地消を促進 地域エネルギーの見える化 見える化 HEMS による宅内最適化 DR 連携 HEMS 自動化 業務ユーザーの積極的な DR 連携省エネを促進 省エネ高度化隣接ビル等での最適化建物単体での最適化 運用コスト削減が持続性の鍵 電力システム改革に合わせたシステムの市場投入 デベロッパーと連携した集合住宅のスマート化 HEMS の小型化 低価格化と連動する家電の充実 HEMS データを活用した新サービスの提供 電力だけでなく熱 ガスも含めた複合エネルギーの最適連携 設計 施工 運用面をトータルにとらえた事業スキームの確立 大容量蓄電システムの導入を促す設置 建築 消防規制の緩和 EV 活用の DR 連携高度化を EVエネマネ活用促進 EVによる 他 EMSとの連携による地域での低炭素化需給調整役に ガソリン車でのエコ運転 8 Copyright 2014 Yokohama Smart City Project 快適かつ低炭素な都市の実現節電

9 実証事業目標と達成状況 ( 指標 ) H24.12 CO2 排出削減量 30 千トン CO2 削減率 25% ピークカット効果率 20% 省エネ率 17% PV 導入量 27MW HEMS 導入戸数 4,000 戸 次世代自動車導入台数 2,000 台 H26.04 実績見込 39 千トン 29% 20% 17% 36MW 4,140 戸 2,300 台 内訳区分 内容 H22 H23 H24 H25 H26 住宅用 PV 導入量目標 :4200 戸 27MW 導入戸数実績 ( 累計 ) 2,046 5,414 8,643 10,182 - 電力量実績 MW( 累計 ) HEMS 導入戸数目標 :4000 戸 導入戸数実績 ( 累計 ) ,640 4,140 - 次世代自動車 ( 充放電対応 ) 目標 :2000 台 導入実績台数 ( 累計 ) 427(0) 1104(0) 1879(4) 2314(12) - : 目標達成 9 Copyright 2014 Yokohama Smart City Project

10 実証事業目標と達成状況 ( 全体スケジュール ) H24 年度半ばを 処に CEMS を中 とした地域エネルギーマネジメントシステムを技術的に確 し ディマンドリスポンス (DR) などの運 モデルの確 を っていく フェーズ 上期下期上期下期 2014 開発段階 クイックヒット 地域エネマネ実装完了 評価 検証 CEMS 設計 開発 機能毎に順次リリース BEMS DR 実証 運用モデル FEMS DR 実証 実証 (DR) HEMS 導入済み (628 世帯 ) 13 年度参加者募集 住民説明 HEMS 13 年度 DR 実証 14 年度参加者募集 住民説明 HEMS 14 年度 DR 実証 EV DR 実証 BEMS 統合 BEMS 設計 開発 スマート BEMS 設計 開発 導入 導入 評価 検証 FEMS スマート FEMS 設計 開発 導入 HEMS PV 見える化 HEMS + PV 導入 DR 対応 HEMS 設計 開発 HEMS( 順次 DR 対応 )+PV 等導入 HEMS 単体導入 EV DR 情報提供システム設計 開発 通常 EV の普及促進 充放電対応 EV システム等開発 設計 導入 導入 10 Copyright 2014 Yokohama Smart City Project

11 横浜スマートシティプロジェクト (YSCP) 2. 各論 11 Copyright 2014 Yokohama Smart City Project

12 CEMS (1) これまでの取り組みと成果 主な成果 主要機能の開発を完了し 2012 年 10 月から試運用を開始した (2012 年度 ) 統合 BEMS で電力消費量が最大 22.8% 削減された (2013 年度横浜市公表値 ) HEMS で電力消費量が最大 15.2% 削減された (2013 年度横浜市公表値 ) 新宿実証プロジェクトの DRAS と OpenADR2.0b による接続試験を完了した (2013 年度 ) 需要予測の予測精度を 5% まで改善した (2013 年度 ) 顧客メリット 地域全体の最適制御 CO2 削減 再 エネルギーの活 事業者の声 熱の予測もしたい 運 者の負担を軽減してほしい 動でディマンドリスポンスを実施してほしい 予測精度を向上したい ディマンドリスポンスのインセンティブ単価を 動計算してほしい 12 Copyright 2014 Yokohama Smart City Project

13 CEMS (2) 今年度事業概要 実施理由 HEMS 社会実証 2014 年度は太陽光発電システム付 HEMS 世帯 (1,900 世帯 ) および HEMS 単体世帯 (1,350 世帯 ) を対象にディマンドリスポンス実証を実施する 2014 年度の実証実験の特徴は ダイナミックプライシング加 促進施策として 2013 年度に開発したシャドービリング オプトイン機能により 需要家の参加意思を加味してディマンドリスポンスの双 向の実証実験を うことである OpenADR2.0b 対応負担感の少ないディマンドリスポンスの仕組み作りのため OpenADR アライアンスの最新規格 OpenADR2.0b に準拠した通信ソフトを CEMS と統合 BEMS の双 へ実装し CE MS と統合 BEMS 間の相互接続試験を実施する 項 平成 22 年度平成 23 年度平成 24 年度平成 25 年度平成 26 年度 CEMS と HEMS/BEMS 間の標準 IF の開発 CEMS 機能開発 ( ディマンドリスポンス機能 需要家登録機能 インセンティブ計算など ) CEMS 試運 開始 CEMS 部の機能開発 ( インセンティブ える化機能など ) 2014 年度 CEMS 本格運 実証試験 (HEMSの社会実証 技術実証など ) ADR2.0b 4 対応月 ~6 月 7 月 ~9 月 10 月 ~12 月 1 月 ~3 月 13 Copyright 2014 Yokohama Smart City Project

14 CEMS (3) 今後の事業展開と方向性 想定される展開先 本だけでなく 北 欧州 アジアにも展開する (20 15 年商品化 ) 事業展開に向けた課題 由化が先 している海外については 欧州より北 のほうがニーズが い 国内は電 売全 由化の 針が固まらないこと 針確定後は バージョンアップを う CEMS の運 者が確定していない ロスアラモス DR 実証 アルバカーキー太陽光変動抑制 SETP1 初号機 CEMS SETP2: 制度改革後の改修 14 Copyright 2014 Yokohama Smart City Project

15 CEMS 蓄電池 SCADA (1) これまでの取り組みと成果 < 特徴のある技術開発 > 複数の蓄電池を集約し 仮想的に つの蓄電池とみなすことのできるシステム ( 蓄電池 SCADA (Supervisory Control and Data Accusation)) を開発 集約可能なインターフェイスを持つ蓄電池システム ( 住宅 蓄電池 事業所 蓄電池 系統 蓄電池 ) を開発 蓄電池と蓄電池 SCADA 間のインターフェイスを標準化提案 顧客メリット 多数の蓄電池を 1 つの電源として扱うことにより運 コストの低減が図れる 蓄電池を活 した系統安定化を実施することにより 再 可能エネルギーの導 可能量を増加させられる 事業者の声 再 可能エネルギー導 拡 のため 調整 の確保は必要不可 蓄電池はそのための重要なソリューションとなりうる 需要家蓄電池の未使 領域を系統運 に利 することは 通常のDRよりも確実性の い供給 として考えることができる 地域によっては蓄電設備の導 が義務付けられており 蓄電池の本格的な導 に向けた検討を始めている IEAによる蓄電貯蔵必要量予測風力発電の出力変動を定格の15% と見込むと 2050 年には189GWの蓄電可能量が必要となる蓄電池 SCADAシステム概念図 15 Copyright 2014 Yokohama Smart City Project

16 CEMS 蓄電池 SCADA (2) 今年度事業概要 実施理由 < 今年度実施事業概要 > 昨年度の実証試験結果に基づき 期間の連続運 効率化を 指した機能強化を い 実運 に主眼を置いた実証試験を展開する 運用可能時間の長期化による付加価値の向上 ( 相対的な蓄電池コストの低減 ) 蓄電池の多様な運用を可能にすることによる蓄電池 SCADA の競争力強化 実績 2011 年度システム開発基本設計 2012 年度 2013 年度 2014 年度 システム開発連携確認 実証 機能追加 実証 機能追加 実証 予定 蓄電池 SCADA システム 蓄電池システムの基本設計 開発を実施 蓄電池 SCADA- 蓄電池間のインターフェイスを策定 実証サイトの設営 蓄電池の設置 主要な機能確認実証 基本的インターフェイスの確認 LFC 連続運転機能の追加 複数回 DR の対応 イレギュラーケースでの実証 上位 EMS(CEMS) からの DR 実証 効率のよい充放電計画立案機能追加 系統ニーズに即した DR 方法 予備力の検討 長期運用を見据えた実証 16 Copyright 2014 Yokohama Smart City Project

17 CEMS 蓄電池 SCADA (3) 今後の事業展開と方向性 < 想定展開先 > 米国はカリフォルニアを中心に再生可能エネルギーの大量導入が計画されており 出力変動対策として蓄電池を活用した系統安定化のニーズは強い 欧州は再生可能エネルギーの導入が先行しており これら再生可能エネルギーの導入比率の高いドイツを中心とした国々において蓄電池導入の可能性が高い 本技術を背景とし関連システムを受注 東北電力西仙台変電所蓄電池システムイメージ基幹系統の変電所に設置する世界最大 * となる出力 40MW( メガワット ) の蓄電池システム 項目 実証期間 2011 年度 2012 年度 2013 年度 2014 年度 2015 年 ~ 2020 年 2020 年 ~ 2025 年 2025 年 ~ 1. システム 実証環境構築 機器設置 基本機能の確認 2. 実証試験 機能改良 特殊ケースでの実証 長期運用を狙った実証 3. 実証事業による導入 ( 補助事業や研究など ) 4. 一般普及フェーズ 単一用途での導入フェーズ 複合的な蓄電池の利用拡大 本実証事業 ~ 一般普及段階に至るまでのロードマップ ~( 想定 ) *2013 年 11 月 26 日時点東芝調べ 17 Copyright 2014 Yokohama Smart City Project

18 CEMS 蓄電池 SCADA (3) 今後の事業展開と方向性 < 向性と課題 > 市場が成熟する前に実証を通じて着実な実績を積むとともに インターフェイスの標準化を進め 国産蓄電池および蓄電池 SCADA の海外展開を図る 需要家側にも系統運用者側にもメリットのある経年火力発電機を廃止するだけのピーク需要を削減する DR シナリオの確立を図る 石油火力発電の設備維持費約 7,000 円 /kw 年 CPUC がエネルギー貯蔵装置の導入目標を設定 3 大電力に対して計 1,325MW の目標 (CPUC, ASSIGNED COMMISSIONER S RULING PROPOSING STORAGE PROCUREMENT TARGTS AND MECHANISMS AND NOTICING ALL PARTY MEETING, ) 7,000 円 /kw 年を原資とする DR シナリオを構築 ( 資源エネルギー庁総合資源エネルギー調査会基本問題委員会 ( 第八回 ) コスト等検証委員会報告書 ) 18 Copyright 2014 Yokohama Smart City Project

19 各論 HEMS HEMS (1) これまでの取り組みと成果 1. 家庭内 複数住宅 創エネ蓄エネ省エネ 電気 熱の住戸融通 電力融通 :PV と燃料電池からの電力を融通 熱融通 : 太陽熱温水器や燃料電池からの熱を融通 蓄電池最適制御 需要予測 PV 等発電予測による蓄電池の最適制御 ( 戸建 ) 需要予測 PV 等発電予測による蓄電池の最適制御 ( マンション ) 手動制御 見える化 リコメンドによるピークカット 省エネ自動制御 DR に対応した家電機器の自動制御 その他 家庭向けサービスを組み合わせた自発的な省エネ行動促進 複数住宅での成果例 : 家づくりの工夫 設備の工夫 暮らしの工夫をトータルでマネジメントし 省エネ 省 CO 2 ピークカットに取り組む (2013 年度実績 (4~12 月 ) 省エネ 12% 省 CO 2 45% ヒ ークカット最大 58%) 実証参加者の声 HEMSを使っているのでリアルタイムで使用電力がわかり 省エネ意識が高まった 省エネは当然だと思うようになった これまであまりにも無駄なエネルギー消費をしていたと思う タブレットの利用のついでにエネルギー利用状況を見られるのがよかった ある程度の頻度で見ている世帯は 使用量ランキング 自宅のエネルギー使用履歴の閲覧が多く ランキング上位者が実施している行動を共有したいというニーズがあった 家事のスケジュールに合い 習慣化できると継続的な省エネ行動が見られた DR 要請時に 何をすればよいかわからない という声があり 節電行動のアドバイスや 実際に行われた節電行動の共有化の要望があった 19 Copyright 2014 Yokohama Smart City Project

20 HEMS (2) 今年度事業概要 実施理由 蓄電池最適制御機能向上需要予測 PV 等発電予測による蓄電池の最適制御について 昨年度の実証データを基に 最適化アルゴリズムの改善 パラメータ最適化を い 実証する HEMS 機能の改善 運 需要家の省エネ 動を促進する各種コンテンツの改善 運営を う ディマンドリスポンス機能の強化ディマンドリスポンス効果をより正確に把握するために エアコンの遠隔状態監視機能の拡充 レコメンド内容の改善検討を う 蓄電池最適制御 昨年度までに取得したデータを基に 事業化を 据えた課題の洗い出し 評価を実施する <1> ライフサイクル評価の実施 エネルギーサービス事業を想定し 将来の家電の省電 化や家族 数変化も踏まえた期間評価を実施 エネファームの設置バリエーションの評価も う <2> 事業化に向けた課題の抽出 評価 設計 施 運 をトータルにとらえ 省エネ性 経済性 実施可能性 政策的課題を抽出 対応策の評価を実施 集合住宅に対する電気 熱の住 融通 ( 東京ガス ) 20 Copyright 2014 Yokohama Smart City Project

21 HEMS (3) 今後の事業展開と方向性 < 事業展開ロードマップ > 項目 実証期間 2011 年度 2012 年度 2013 年度 2014 年度 2015 年度 2016 年度 2020 年度 1. 実証事業 システム開発 実証開始 最終成果取り纏め 2. スマートメーター普及 3. HEMS 機器普及 小売り電力自由化 本格的な普及開始 < 実証事業者 住民の声 > 常が忙しいと HEMS を確認するのが 倒 ログインしないと電 の使 状況やひっ迫状況が分からないので 確認しなくなる さい 機でランプが光る等 簡単に状況がわかるとよい 家庭毎の実績や消費レベルに合わせた節電実績をもとに褒めて伸ばす等の 夫 電気使 量の急な変動の理由 消し忘れ等への対応策やアドバイスなどが欲しい ディマンドリスポンスのグループをもっと細分化して 楽しく競える様な仕組みが有ればもっと良かったかも 地デジの双 向データやスマホのアプリの様なリアルタイムでランキングが れると楽しく省エネが出来そう DR のピークに関しての意 ピークの発動をもっと早く教えてほしい 30.9% 料 表が季節ごとに変わるのが 倒 24.3% 1 回のピーク時間が すぎる 18.7% ピークの 数が多すぎる 13.8% 21 Copyright 2014 Yokohama Smart City Project

22 HEMS 事例 Fujisawa サスティナブル スマートタウン 街全体で個別分散型のエネルギーマネジメントを実現 最新の創蓄エネマネシステムを備えるスマートハウスを 100 戸完工 18 年までに順次戸建住宅 600 戸 集合住宅 400 戸 商業施設 (14 年 ) 健康 教育 福祉施設など構築予定 スマート HEMS+ 創蓄連携 S+ エネファームの連動システムを初導入 停電時 PV と蓄電池とエネファームで生活に必要な電力を安定供給 非常時モードへの自動切換え機能実装 エネファーム( 家庭用燃料電池 ) を制御する日本初の創蓄連携システムの導入 各住戸の門灯は非常時の街の灯り機能として作動 22 Copyright 2014 Yokohama Smart City Project

23 HEMS 事例三井不動産レジデンシャル 大京アステージ 集合住宅における付加価値サービスの提供 三井不動産レジデンシャル : 三井の住まい LOOP HEMS データで HEMS とサービスを連携し新たな価値を提供 ライフログを活用し個人毎に最適なサービスをタイムリーに提供 電力ピークカットに協力し省エネ行動を促進 大京アステージ :HEMS データを活用し大京コンソーシアムからマンションユーザへ付加価値を提供 優良な生活関連サービス企業との連携をYS CPで実証 大京アステージマンションユーザ様向けの商用化を検討中 23 Copyright 2014 Yokohama Smart City Project

24 BEMS (1) これまでの取り組みと成果 BEMS は ビル内の機器を制御するものである YSCP では スマート BEMS の各種活 モデルとビル群の統合管理としての実証を実施 制御手段 手段間接制御直接制御 種別 オフィスビル 商業施設 工場 大規模ビル群管理 系統状況に応じて 管理下にあるビル ( オーナー ) に対してディマンドリスポンス量を割当て指令 (BEMS1 東芝 ) ディマンドリスポンスの方式 削減量目標値を達成したら削減量に対して節電報酬を支払う CCP 方式 (Capacity Commitment Program: コミット型リベート ) 事前通知をした上で削減量に対して節電報酬を支払う PTR 方式 (Peak Time Rebate: ピーク帯リベート ) 冬季 (2013 年 1 月 ~ 実証 ) ピーク時間 :17:00~20:00 最 22% ビークカット実現 夏季 (2013 年 7 月 ~ 実証 ) ピーク時間 :13:00~16:00 最 22.8% ビークカット実現 蓄熱活用モデル 潜熱蓄熱槽で空調制御を行うとともに蓄電池でピークカット (BEMS2 大成建設 ) 車載用蓄電池活用モデル 大型ショッピングモールにてコジェネレーションと蓄電池と組み合わせて熱主運転することにより 運転効率をはかるとともに ピーク時発電を継続的に削減 (BEMS3 明電舎 ) 商用施設にてコジェネレーションと蓄電池と組み合わせ運転最適化 (BEMS4 日揮 ) 蓄電池を内蔵した EV 充放電システムと合わせ運転効率をはかるとともに ピーク時発電を継続的に削減 (BEMS5 清水建設 ) 蓄電池太陽光発電活用モデルコージェネレーション レドックスフロー蓄電と集光型太陽光発電システムを合わせエネルギー供給適切にコントロールしエネルギー利用効率向上 (FEMS1 明電舎 ) 24 Copyright 2014 Yokohama Smart City Project

25 BEMS (1) これまでの取り組みと成果 主な成果 ネガワット取引形式による DR 配分計画を作成する機能や DR 代 機能を有する統合 BEMS を開発 蓄熱 発電 蓄電の連携させて最適運 を うスマート BEMS を開発 スマート BEMS および定置 型リチウムイオン蓄電池システムによる複合エネルギーシステムを開発 リチウムイオンキャパシタとリチウムイオンバッテリーの利点を かすハイブリッド蓄電システムを開発 テナントの判断による 主的な節電制御を可能とする BEMS を開発 PTR によるディマンドリスポンス実証にて 拠点全体で最 22.0% 夏季で最 22.78% のピークカットを達成 顧客メリット スマート BEMS 導 よる省エネの実現 ディマンドリスポンス対応によるインセンティブ収 の獲得 所有する発電設備 / 蓄電設備の稼働率向上 事業者の声 テナントが 居するオフィスビルでは 節電がかなり進んでおり 拠点全体の 5% 程度のピークカットが限界 (20% という 標との乖離 ) 拠点内にディマンドリスポンスの仕組みを構築できれば 定常の節電 動にも転 できそう テナントにディマンドリスポンス参加してもらい インセンティブを付与するとなると ビル内でアグリゲータのようなことをする必要がありそう EMS を いることで エネルギー消費状況の える化が え 省エネ 法の計画に かせる ハイブリッド蓄電システムで 既存技術では難しかった低電流を回収できるため 社の 然エネルギー発電システムへ導 できそう 25 Copyright 2014 Yokohama Smart City Project

26 BEMS (2) 今年度事業概要 実施理由 ネガワット取引による夏季 DR 実証 : 標達成によるインセンティブを 払う CCP(Capacity Commitment Program) による DR 実証 (2013 年度冬の継続 ) YSCP 参加者によるコミットできる最 ネガワット提供量の把握とその時の需要家が必要なコストを求める OpenADR2.0b 導 による共通インタフェースの強化 : 既に統 された CEMS- 統合 BEM S-BEMS 間のインタフェースを OpenADR2.0b に移 し 電 DRAS-CEMS- 統合 BEMS- スマート BEMS の同 プロトコルによる 気通貫の検証を い 事業展開しやすいディマンドリスポンスの通信インフラへの移 を図る スマート BEMS の制御機能の改良 : 事業展開 / 実 化に向けた さらなる省エネ能 の向上 ディマンドリスポンス対応能 の向上を図る 横浜ワールドポーターズ 実証設備概要 ( 大成建設 技術センター敷地内 ) 26 Copyright 2014 Yokohama Smart City Project

27 BEMS (3) 今後の事業展開と方向性 統合 BEMS 想定される展開先 ネガワットアグリゲータ : エネルギーソリューションセンター横浜の ち上げ ディマンドリスポンス市場の ち上がりと連動を取りながら 需要家を中 に推進 事業展開に向けた課題 ディマンドリスポンスの経済効果検証 インセンティブ型 DR 実証を並 して進 中 ベースライン等のルール整備 機能 ( スマート )BEMS 想定される展開先 電気 / 熱を活 する新築ビル / 場や 年間を通じて安定した熱需要のある事業所 病院 ホテル 教育施設 病院 住宅 場 業務 など順次具体化中 事業展開に向けた課題 リチウムイオン蓄電システムのコスト低減 容量蓄電システムに対する設置 建築 消防規制 コジェネ等の活 を増やすための熱有効活 項目 実証期間 2011 年度 2012 年度 2013 年度 2014 年度 2015 年度 2020 年度 2025 年度 1. 実証事業 2. ネガワットアグリゲータ事業展開 3. 高機能 ( スマート )BEMS 普及促進 支援事業 ( 新規補助事業 ) 4. 高機能 ( スマート )BEMS 一般普及段階 システム開発 DR 実証開始 最終成果取り纏めインセンティブ型 DR 実証立ち上げ準備エネルギーソリューションセンター横浜 ( ネガワットアグリゲーション ) 適用拡大 実建物提案へのデータ活用 実建物提案 検討 新規補助金等活用による導入拡大 本格的な普及開始 27 Copyright 2014 Yokohama Smart City Project

28 FEMS (1) これまでの取り組みと成果 2012 年度からプロジェクトに参画し 2012 年度は主に実証試験に必要な設備の設計 開発から導入し 2013 年度は実証試験を中心に行い課題等を抽出した 統合最適制御の開発 実証 集光型 PV の発電予測 需要予測の開発 実証 ディマンドリスポンス (DR) の実証を実施した 2012 年度 2013 年度 2014 年度 FEMS 実証に必要なRF 蓄電システムと集光型 PV の自社導入 既設ガスエンジンCGS RF 蓄電池のリモート制御用の制御盤を設計開発し導入 スマートFEMS を現地導入し R F 畜電池 CGS 集光型 PVと組み合わせた試運転調整を完了 過去実績と気象予測 条件に基づく発電予測と需要予測を開発し実証試験を実施 CGS RF 蓄電池の統合最適制御機能の実証試験を実施 地域連携実証としてディマンドリスポンスのPTR, ネガワット取引 +CCP 実証を実施 実用化に向けた発電予測と需要予測の実証試験 実用化に向けた CGS RF 蓄電池の統合最適制御の実証試験 自立型事業所の構築検討 地域連携における国際標準規格の実装と実証 実施事業者の声 工場ではエネルギーセンター等の構築は難しいので 24 時間無人運転にて ディマンドリスポンス他 エネルギーのコミュニティー連携に参加する事は エネルギーコストの削減という点やCSRでも期待でき 実用化を急いでほしい 統合最適制御の開発 実証 事業環境に応じて 夫々個別に導入されてきたRF 蓄電システム CGS( 発電設備 ) 集光型 PVであるが 統合的に最適制御する事により 事業所内の省エネ CO2 削減を更に進める 集光型 PVの発電予測 需要予測の開発 実証 需要予測値及び発電予測値を基に最適計画 制御を行う この能力を最大限に引き出すために 高精度の集光型 PVの発電予測 需要予測を開発し 実証を行う ディマンドリスポンス(DR) の実証 地域レベルでのエネルギー効率向上を図るため 統合 BEMSと連携してディマンドリスポンスの実証試験を行う 28 Copyright 2014 Yokohama Smart City Project

29 FEMS (2) 今年度事業概要 実施理由 実 化に向けスマート FEMS の 動再予測 故障の際の 動復旧及び系統に依存しない 型事業所検討が必要である事から 今年度は実 化に向けた機能改善や実証試験を実施する (1) 実 化に向けたスマート FEMS の機能改善 (2) 型事業所の構築検討 (3) 地域連携における国際標準規格である OpenADR2.0b を実装 スマート FEMS 1 故障発生時に自動的に待機の 装置に切替える RF 蓄電池 CGS 2 待機装置に切替た後 自動的に 再計画を行い 運転を継続する 蓄電池や発電機の故障発生時の自動復旧機能 実用化に向けたスマート FEMS の機能改善 (1) 蓄電池や発電機が故障した際の自動復旧機能や 予測機能が外れた場合の自動再予測機能等の改善を実施 (2) 負荷変動の大きな事業所に対する 系統に依存しない自立型事業所の構築を検討する 地域連携における国際標準規格である OpenADR2.0b 実装 実証 29 Copyright 2014 Yokohama Smart City Project

30 FEMS (3) 今後の事業展開と方向性 展開場所およびビジネスの種類 電源の信頼性が求められる事業所のほか 計画発電が求められる太陽光発電所などを想定 持続的なビジネスモデル スマート FEMS のビジネスモデルは 需要家へ設備導入するケースとクラウドサービスの二通り またディマンドリスポンス機能による RF 蓄電池やガス発電装置を用いた電力品質の安定化対応向け 電源の信頼性が求められる事業所 RF 蓄電池と CGS( ガス発電装置 ) を病院等に導入し スマート FEMS により電源の安定供給と BCP 対応を実施する 計画発電が求められる再生可能エネルギー発電所 不安定な再生可能エネルギーによる発電所に対して 安定した電源供給を可能にするため RF 蓄電システム及び CGS を 導入し スマート FEMS による最適計画 制御を行う 30 Copyright 2014 Yokohama Smart City Project

31 FEMS (3) 今後の事業展開と方向性 事業ロードマップ 項目 実証期間 2011 年度 2012 年度 2013 年度 2014 年度 2015 年度 2020 年度 2025 年度 1. 実証事業 2. 普及促進 支援事業 ( 新規補助事業 ) 3. 国際標準規格 (OpenADR2.0b) 実装 機器設置 データ取得 / 課題抽出 最終成果取り纏め 大型蓄電システム緊急実証採択国際標準規格の実装 実証 4. 一般普及段階 本格的な普及開始 具体的展開事例 敷地面積 : 5,000 m2 電池盤 電解液タンク 大規模実証プロジェクト ( 北海道電力 ) 経産省プロジェクト 場所 : 北海道電力南早来変電所 RF 電池 : 出力 = 15 MW 容量 = 60 MWh 期間 : 2013 ~ 2017 目的 : 再生可能エネルギー増大のための系統安定化 電力変動の平滑化( 短周期変動対策 ) 需給調整( 余剰電力の貯蔵 : 下げ代対策 ) 31 Copyright 2014 Yokohama Smart City Project

32 運輸 (1) これまでの取り組みと成果 1 充放電 EV システム 2EV を利用したディマンドリスポンス 3 エコ充電スタンド EV シェア (EV-EMS) 4 次世代サービスステーションにおける蓄電 充電統合システム 技術開発の成果 1 2 EVを各種エネルギーマネージメントシステムと連携させることで 太陽光発電電力をEVに蓄電し有効利用するための充放電 PCS EV 通信機能を開発 CEMSと連携可能なDR 対応カーウィングスデータシステムを開発し ディマンドリスポンスとしてEVを活用 3 充電スタンドに設置する蓄電池 太陽光発電システム 充電器を用いたエコ充電スタンド EMS の設備 機器を適切に管理 制御できる EV によるカーシェアリングサービス 4 複数台の電気自動車 (EV) への同時 短時間充電を可能とする 蓄電 充電統合システム 開発目標 ( お客様メリット ) 1 2 V2HシステムによるCO2 削減効果を20% とする EVが地域の電力需給調整に利用可能であることを確認 3 エコ充電スタンドにおいて EV に充電する太陽光発電の割合を高め EV の Well to Wheel CO2 排出を 15% 以上削減する 4 電力供給抑制時の動的な EV 充電制御による待ち時間の短縮 複数充電器運用時の蓄電池電力のアシストによる電力ピークカットを最大 50%(2 台同時急速充電時 ) アンケート結果 1 2 システムが充放電スケジュールを自動で計画作成し 制御 計画を変更することはほとんどないので 便利在宅中で 充電したいタイミングが一致した場合は協力できた インセンティブが貰えるので 協力した 3 EV カーシェアの不安項目 航続距離をあげた方が 75% 貸出時の充電量満充電が必須 :81% SOC70% 以下 :50% が不安 SOC50% 以下 :94% が不安 4 横浜から箱根に行くのに小田原で充電しようとしたら 2 時間待ちだった 帰りは御殿場で 充電しようとしたら 2.5 時間待ちだった 混んでいる充電ステーションでは充電に時間がかかるのが不便 32 Copyright 2014 Yokohama Smart City Project

33 運輸 (2) 今年度事業概要 実施理由 充放電 EV システム エコ充電スタンド EV シェア (EV-EMS) 次世代サービスステーションにおける蓄電 充電統合システム 実施概要 昨年度の夏 秋 冬データと合わせ 今年度は春 夏データを取得 四季を通じたデータ取得を行い 太陽光発電電力の利用率 CO2 電気代節約効果を確認する 昨年度は 機能検証と一般利用者を対象とした実証を実施 カーシェア運用優先 ( 即充電によるSOC 確保優先 ) での運用データを収集 今年度は カーシェア運用優先だけでなく エネルギー効率化優先によるDR 評価検証を行う 昨年度は 模擬運用試験による冬期のピークカット効果の定量評価を実施した 今年度は 夏期のピークカット効果の定量評価を実施する 実施理由 ビジネス展開の検討を可能にするために 四季を通じたデータ取得を行い V2Hシステムの太陽光発電電力の利用率 CO2 電気代節約効果を定量化する カーシェア利用状況に応じた EV-EMS 運用評価を行い 評価検証データを蓄積するため 夏期において ピークカットによる系統への影響を低減させながら 最大 EV 来店台数でも運用可能であることを確認するため 蓄電池 60kWh PV Panel 10kW PV Panel 2.4kW 急速充電 充放電 Gun 急速充電 充放電 Gun 蓄電池 64kWh V2H システム エコ充電スタンド 次世代サービスステーション 33 Copyright 2014 Yokohama Smart City Project

34 運輸 (3) 今後の事業展開と方向性 充放電 EVシステム 太陽光発電と連携させるV2Hシステム (YSCP 実証システム ) は太陽光発電の自家消費ニーズが高まる時期 (2010 年代後期以降を想定 ) を目標に商品化の可能性を検討する EVを利用したディマンドリスポンス 商品化は 試験以降 電力会社 CEMS 運営会社等のビジネス化計画に対応して進める エコ充電スタンドEVシェア (EV-EMS) 運用者側のエネルギー効率改善と利用者側の利便性改善は相反するため 時期など運用パターンを分けたユーザにも分かり易い運用が必要 EVを用いたエネルキ ーマネシ メントを行うシステム単体だけではなく 他 EMSとの連携を行うことで地域など特定エリアでの需給調整が可能な1つのオプション ( サブシステム ) として提案 事業展開を行っていく YSCP エコ充電システム ( 出力可変充電器 ) は カスタマイズし NEDOハワイ実証適用 YSCP EV-EMSの技術 ノウハウを NEDOハワイ実証のEVECCにおけるEV 充放電計画制御に適用 次世代サービスステーションにおける蓄電 充電統合システム 事業の展開ロードマップ事業終了後 市場環境 システム性能を確認した上で事業展開を検討する 事業の展開ロードマップ 以降 YSCP 要素技術開発 要素技術開発 実証試験 充放電 EV システム EV ディマンドリスポンス V2H 商品化 太陽光発電連携 V2H 商品化 YSCP 要素技術開発 NEDO ハワイ実証 商品化 LEAF to Home 発売〇商品化検討 ( 前提 : 太陽光発電の自家消費がメリットとなる制度の整備 ) 要素技術開発実証試験 (EV10 台規模 ) 実証試験 (EV200 台規模 ) 〇商品化計画 ( 前提 : 電力会社等の計画に対応 ) 34 Copyright 2014 Yokohama Smart City Project

35 運輸 (3) 今後の事業展開と方向性展開事例 不安定な再生可能エネルギーと需要インバランスを地域で解消するため 電力系統需給バランスを制御して再生可能エネルギーの効率的な運用を支援するエネルギーマネジメントシステムと連携し EVエネルギーコントロールセンタ経由にて蓄電池やEVの充電制御を実施本技術を背景とし関連システムの実証開始 ハワイ日米スマートグリッドの実証サイト始動 Japan US Island Grid Project 大量導入された再生可能エネルギーによる余剰電力の利用効率向上 EV を主体とするデマンド側の蓄電ストレージを統合管理し余剰電力吸収や周波数変動の調整を行い自然エネルギの最大活用を行う ( 系統蓄電池による EV 模擬 ) 1YSCP エコ充電システム ( 出力可変充電器 ) ハワイ実証向けにカスタマイズし適用 2YSCP EV-EMS EVECC における EV 充放電計画制御への技術 ノウハウ適用 35 Copyright 2014 Yokohama Smart City Project

36 横浜スマートシティプロジェクト (YSCP) H26 HEMS 社会実証 36 Copyright 2014 Yokohama Smart City Project

37 H26 年度 YSCP 社会実証 (HEMS 単体 1,350 軒 ) 需要家の負担感の少ないディマンドリスポンスの実証 (TOU PTR) 潜在的な需要家の誘因の為の仕組みの実証 ( シャドービリング ビルプロテクション ) TOU CPP 料 メニューに加 意志を確認し DR の効果量を 通す実証 ( オプトイン ) Gr 仮想料金グループ サンプル数目標 :1350 オプトイン誘導方法 1Web 画面からの疑似明細提示 2 郵送によるお得感の説明 (Gr5) のみ 加入促進インセンティフ 期待加入率 意思確認 ( 夏 1 回のみ ) ヒ ークカット効果 Gr0 PTR Gr1 コントロール Gr2 CPP with TOU % オフ トイン型 Gr3 Gr4 CPP with TOU SB CPP with TOU SB+ キャッシュ 250 前年度の電力消費量より算出 - 60% オフ トイン型 Gr5 TOU オプトイン 類似な電力消費パターンより算出 前年度の電力消費量より算出有り 90% オフ トイン型 類似な電力消費パターンより算出 TOU 加入の経済的メリット 社会的意義を丁寧に説明 ( 半日お得プランの簡易版 ) TOU に加入すると 年間 3,000 円相当のお得 ( ただし 実証のポイント精算は 7~9/12~ 1 月の 5 ヶ月で行います ) - オフ トイン型 37 Copyright 2014 Yokohama Smart City Project

38 H26 年度 YSCP 社会実証 (PV 付 HEMS 1,900 軒 ) (1)H25 年度加入者 Gr 仮想料金グループ サンプル数目標 :700 オプトイン誘導方法 1Web 画面からの疑似明細提示 加入促進インセンティフ 期待加入率 意思確認タイプ Gr1 コントロール ヒ ークカット効果 Gr2 Gr3 Gr4 CPP with TOU CPP with TOU SB CPP with TOU SB+ キャッシュ % オフ トイン型 200 類似な電力消費パターンより算出 - 60% オフ トイン型 200 類似な電力消費パターンより算出有り 90% オフ トイン型 (2)H24 年度加入者 Gr 仮想料金グループ サンプル数合計 :1199 Gr1 コントロール 353 Gr2 CPP1( 60-) 426 Gr3 CPP2( 100-) 420 実証参加者合計 4,000 世帯 実証参加者 一般実証 3,250 世帯 特定団地等その他実証 750 世帯 形態 HEMS+ 太陽光発電 1,900 世帯 HEMS 単体 1,350 世帯 HEMS+ 太陽光等 38 Copyright 2014 Yokohama Smart City Project

39 横浜スマートシティプロジェクト (YSCP) 地域事例 39 Copyright 2014 Yokohama Smart City Project

1. 目的 実施計画 高度なエネルギーマネジメント技術により 需要家側のエネルギーリソースを統合的に制御することで バーチャルパワープラントの構築を図る < 高度なエネルギーマネジメント技術 > 蓄熱槽を活用した DR 複数建物 DR 多彩なエネルギーリソースのアグリゲーション < 便益 > 系統安

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