第二仙台北部中核工業団地 「f-グリッグリッ 」を核 ティ計 …...が グ び...

23
平成23年度 スマートコミュニティ導入促進事業 (Ⅰ.スマートコミュニティ・マスタープラン策定事業) 第二仙台北部中核工業団地 「F-グリッ」を核としたスマートコミュニティ計画 平成24年12月 トヨタ自動車株式会社 =Factory トヨタ自動車株式会社 トヨタ自動車東日本株式会社 大衡村

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Page 1: 第二仙台北部中核工業団地 「F-グリッグリッ 」を核 ティ計 …...が グ び 2.スマートコミュニティの概要 地域と工業団地 連携して「F-

平成23年度 スマートコミュニティ導入促進事業(Ⅰ.スマートコミュニティ・マスタープラン策定事業)

第二仙台北部中核工業団地「F-グリッド」を核としたスマートコミュニティ計画グリッ 」を核 ティ計画

平成24年12月トヨタ自動車株式会社

※F=Factory

トヨタ自動車株式会社トヨタ自動車東日本株式会社

大衡村

Page 2: 第二仙台北部中核工業団地 「F-グリッグリッ 」を核 ティ計 …...が グ び 2.スマートコミュニティの概要 地域と工業団地 連携して「F-

1.事業コンセプト(事業の目的)

▽トヨタの工場を核として、工業団地及び地域コミュニティーにおける

エネルギーの 「セキュリティ向上」、「環境性の向上」、「経済性の確保」を

総合的にマネジメント

①安全・安心・安価・安定的なエネルギーを確保①安全 安心 安価 安定的なエネルギ を確保

②地域産業振興・地域活性化に貢献すること

環境性の向上

経済性の確保

工業団地における

総合的なエネルギー

マネジメント経済性のセキュリティの確保・エネルギーの安定供給経済性の確保

確保エネルギ の安定供給・地域防災性の向上

工業団地と地域の

付加価値・競争力・魅力向上

1地域産業振興、地域活性化

Page 3: 第二仙台北部中核工業団地 「F-グリッグリッ 」を核 ティ計 …...が グ び 2.スマートコミュニティの概要 地域と工業団地 連携して「F-

が グ び

2.スマートコミュニティの概要

▽地域と工業団地が連携して 「 F-グリッド構想 」 及び 「 地域コミュニティの

スマート化 」を実施することにより、地域の「防災」「環境」「交通」等の計画を

推進 ⇒「地域と工業団地が 体とな た安全で安心なまちづくり を目指す推進 ⇒「地域と工業団地が一体となった安全で安心なまちづくり」を目指す

◆スマートコミュニティの概要<F-グリッド構想>

■工業団地における「F-グリッド」の実現

テーマ②近隣工場とのエネルギー融通 テーマ①工場エネルギー自給率の向上

< グリッド構想>

テーマ④再生可能エネルギーの大規模導入

テーマ③非常時の地域エネルギーバックアップ

すかいらーく

テーマ⑤工場のエネルギーマネジメント

による省エネ

トヨタ東日本学園 <地域コミュニティのスマート化>

連携

トヨタ紡織東北

大衡村役場

テーマ⑥

地域防災拠点(役場・学校等)の

スマート化推進

⑦住宅 ス ト化

<地域コミュ ティのスマ ト化>

トヨタ自動車東日本

大衡村中枢部

ベジ・ドリーム栗原(野菜工場)

トヨタ輸送

小学校

テーマ⑨

情報のスマート化による

地域エネルギーの見える化

テーマ⑦住宅のスマート化

テーマ⑧交通のスマート化

2

場地域エネルギーの見える化

(大衡村CEMSの構築)

■地域コミュニティのスマート化

(F-グリッドと連携した地域の取組み)

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3主な導入アイテム

▽各工場、事務所毎にEMS(エネルギーマネジメントシステム)と蓄電池

を導入し、分散型電源(コージェネレーション・太陽光)で作った電気と熱を

導入アイテム

工業団地内・地域内でかしこく使うマイクログリッド

導入アイテム

発電・7,800kW コージェネレーション(CGS)

発電・700kW 太陽光発電(PV)

蓄電

・50kWh 車載用リユース蓄電池

・給電機能付きPHV

10数台(4.4kWh×10=44kWh) 4地域実証

EMS

・CEMS(地域エネルギーマネジメント)

・FEMS(ファクトリ エネルギ マネジメント)

(豊田市PJ・北九州市PJ)開発技術の展開

収支実績/見通し

経済性環境保全 実績/見通し

環境性安定供給 実績/見通し

セキュリティ

エネルギー需給

3

EMS ・FEMS(ファクトリーエネルキ ーマネシ メント)

・BEMS(ビルエネルギーマネジメント)

異常検知

Msg管理

エネルギ 需給状況/見通しの見える化

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4.F-グリッド検討の舞台 (②第二仙台北部中核工業団地)

▽宮城県の自動車関連産業の集積拠点として平成13年に分譲開始▽宮城県の自動車関連産業の集積拠点として平成13年に分譲開始、

立地企業は現在6社(トヨタ自動車東日本、トヨタ紡織東北、すかいらーく他)

ト タ東 本学園 ゙ジ ド ム栗原 ト タ輸送 中央精機東北等が進出予定▽トヨタ東日本学園、ベジ・ドリーム栗原、トヨタ輸送、中央精機東北等が進出予定

事業主体 宮城県土地開発公社 分譲開始年 2001年

開発総面積:308 6ha用地面積

開発総面積:308.6ha分譲済面積:975,000ha、分譲可能面積:537,000ha

都市計画 工業専用地域

地域指定・自動車関連産業集積区域 ・食品関連産業集積区域

・高度電気機械産業集積区域

㈱すかいら く仙台MDセンタ

すかいらーく

立地企業

㈱すかいらーく仙台MDセンタートヨタ自動車東日本㈱宮城大衡工場 ベジ・ドリーム栗原

トヨタ紡織東北㈱宮城工場 トヨタ輸送、ビューテック㈱

東日本学園トヨタ紡織東北

トヨタ自動車東日本

ビューテック

ときわ台団地 トヨタ輸送

ベジドリーム

三和油脂 サンエイ

ときわ台団地ときわ台団地

中央精機東北

大衡村役場

平林地平林地区区

4大衡小学校

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5. F-グリッドシステムの概要

▽F-グリッドセンターの自家発電設備(CGS、PV)から作った

エネルギー(電気・熱)をF-グリッドCEMSにより制御・最適化を図りながら、

工業団地内の需要家へ効率的にエネルギー融通を行う特定供給

⇒自家発の有効活用の位置付けで電力会社からのバックアップが前提

東北電力

【供給側】CGS

一括受電非常時

太陽光

F-グリッドセンター自営線 F-CEMS BEMS

大衡村CEMS

BEMS+蓄電池

エネルギーマネジメント

村役場等その他周辺地域

電気

       

【需要側】

FEMS FEMSFEMSBEMS FEMS

5

【需要側】

トヨタ自動車東日本/学園ベジドリームトヨタ紡織/トヨタ輸送/中央精機/

ビューテックすかいらーく 他

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6.F-グリッドシステムの機能(①F-グリッドCEMS)

① F-グリッドCEMSによるエネルギーマネジメント

需要側(工業団地内の需要計画・需要実績等) と供給側(CGS、PV・蓄電池、

蓄熱槽等)を最適にマネジメントし、工業団地全体の経済性・環境性を向上

▽ 需給計画の最適化機能

⇒ 各需要家・施設のEMS等から需要に係る過去の電気料金需要家の

<需給計画の最適化イメージ>

情報を収集し、電力と熱を地域内で融通

することによる、コージェネレーションシステム

の最適な運用計画 を作成

・・・気象情報設備計画過去の需給実績

電気料金原料コスト

需要家の需要計画

計画元となる各データの取得

の最適な運用計画 を作成

▽ グリッド内の需給バランス調整

⇒ デマンドレスポンス ネガワット取引など

データを一元管理

⇒ デマンドレスポンス、ネガワット取引など

需要家側にインセンティブを持たせて

需要家側の調整による省エネ・経済性の 複数データを組み合わせ

6

両立を図る最適な供給計画を作成

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6.F-グリッドシステムの機能(②低温水の利用)

②熱の有効利用(エネルギ 利用効率:49%⇒最大74%)②熱の有効利用(エネルギー利用効率:49%⇒最大74%)

CGSの排熱を

1)蒸気 : 175℃ トヨタ東日本の塗装工程用蒸気に加え1)蒸気 : 175℃ トヨタ東日本の塗装工程用蒸気に加え、2)高温水 : 98℃ をベジ・ドリーム(植物工場)の温水暖房用⇒農商工連携3)低温水 : 60℃ を排水処理施設のばっき槽や塗装ブースの空調に活用3)低温水 : 60℃ を排水処理施設のばっき槽や塗装ブ スの空調に活用

トヨタ東日本宮城大衡工場

1)塗装 程

3)排水処理施設 3)塗装ブース

1)塗装工程

自家発電設備2)植物工場 (ベジ・ドリーム栗原新工場

7

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(ご参考) 「ベジ・ドリーム栗原」の概要(農商工連携)

▽豊田通商㈱の関係会社、豊通食料㈱が出資する農業生産法人

▽宮城県栗原市で日本最大級のパプリカ生産工場(2工場)を操業中

⇒国産品の43%(840t/年)を生産(国内第1位)

自動車工場

大規模温室(野菜工場)

8ベジ・ドリーム栗原・新工場イメージ

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6.F-グリッドシステムの機能(③見える化)

③エネルギー・設備管理の見える化

各需要家・設備のエネルギー利用状況を見える化し、省エネ改善を提案

ユーティリティ設備の異常・メンテナンス監視とメンテナンス要員の融通を行う

エネルギーの見える化 メンテナンスの見える化

収支実績/見通し

経済性環境保全 実績/見通し

環境性安定供給 実績/見通し

セキュリティ メンテナンス画面

トヨタ紡織東北 すかいらーく

エネルギ の見える化 メンテナンスの見える化

グリッド内ユーティリティ設備の

異常・警報・メンテナンス依頼

発報を受けてメンテナンス要員は

現地へ出向き、異常処置や

定期点検を行う

正常

受変電設備異常

メンテナンス

コンプレッサー

正常

受変電設備異常

メンテナンス

正常

異常

メンテナンス

トヨタ東日本学園

コンプレッサー

正常

受変電設備異常

メンテナンス

正常

異常

LPガス設備

正常

異常

メンテナンス ビューテック

異常検知

Msg管理

エネルギー需給状況/見通しの見える化

CGS

トヨタ自動車東日本

ベジ・ドリーム栗原トヨタ輸送

F-グリッドセンター

正常 CGS

コンプレッサー

正常

受変電設備異常

メンテナンス

正常

異常

メンテナンス

ンプレッサ異常

メンテナンス

中央精機東北

テック

コンプレッサー

正常

受変電設備異常

メンテナンス

正常

異常

メンテナンス

メンテナンス

コンプレッサー

正常

受変電設備異常

メンテナンス

正常

異常

メンテナンス

コンプレッサー

正常

受変電設備異常

メンテナンス

正常

異常

メンテナンス

コンプレッサー

正常

受変電設備異常

メンテナンス

正常

異常

メンテナンス

9<見える化イメージ>

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6.F-グリッドシステムの機能(④地域との連携【常時】)

④F-グリッドCEMSと連携して、再生可能エネルギー(太陽光発電)の発電量等

の情報を相互で見える化。村民への環境意識の向上と省エネ行動を促進

工業団地工業団地

<大衡村CEMS> <F-グリッドCEMS>

村役場

PV

PHV・EV

防災拠点

公民館(避難所)

PV

公民館(避難所)

PV 充電スタンド

村役場周辺連携地域

老人福祉センター

PV

老人福祉センター

PV

工業団地

トヨタ自動車東日本

PV

トヨタ東日本学園

PV

PHV・EV

工業団地

トヨタ自動車東日本

PV

トヨタ自動車東日本

PV

トヨタ東日本学園

PV

PHV・EV

トヨタ東日本学園

PV

PHV・EVトヨタスマート

蓄電池BEMS

蓄電池

簡易BEMS

蓄電池

簡易BEMS簡易BEMS蓄電池

スタンド

有線LAN(非常時対応)

有線LAN(非常時対応)

見える化・情報発信

衛星電話

自家発電機自家発電機自家発電機

大衡村CEMS大衡村CEMS

PV

CGS充電

スタンド

PV

CGS

PV

CGS充電

スタンド

充電

スタンド

センター

IPネットワーク

見える化・

小学校(避難所)

PV

見える化・

小学校(避難所)

PV

・地域の再生可能 エネルギーの把握・地域のCO2削減・PHV・EVの利用状況・見える化・情報発信・非常時情報発信 (防災無線併用)

大衡村CEMS・地域の再生可能 エネルギーの把握・地域のCO2削減・PHV・EVの利用状況・見える化・情報発信・非常時情報発信 (防災無線併用)

・地域の再生可能 エネルギーの把握・地域のCO2削減・PHV・EVの利用状況・見える化・情報発信・非常時情報発信 (防災無線併用)

大衡村CEMS

デジタル防災無線

F-グリッドセンター

EMS

衛星電話

F-グリッドセンター

EMS

衛星電話

F-グリッドセンター

EMS

衛星電話

IPネットワ ク

<連携>

農産物展示販売所

PHV・EV

農産物展示販売所

PHV・EV

住宅

PV HEMS

住宅

PV HEMS

トヨタ東日本学園学生寮

PV

トヨタ東日本学園学生寮

PV

見える化環境学習見える化環境学習

集会所全13ヵ所

(避難所)

集会所全13ヵ所

(避難所)

トヨタ紡織東北

PV

ベジ・ドリーム栗原トヨタ輸送他

トヨタ紡織東北

PV

トヨタ紡織東北

PV

ベジ・ドリーム栗原トヨタ輸送他ベジ・ドリーム栗原トヨタ輸送他

10

充電スタンド

見える化・

情報発信

充電スタンド

見える化・

情報発信

(簡易)

タブレット端末PHV・EV

(簡易)

タブレット端末PHV・EV

充電スタンド

PHV・EV

蓄電池

充電スタンド

PHV・EV

蓄電池

スマートフォン

自家発電機

スマートフォン

自家発電機

簡易EMSPVPVPV

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6.F-グリッドシステムの機能(④地域との連携【非常時】)

④ F-グリッドで発電した電力を東北電力が購入し、

防災拠点となる大衡村役場等の周辺地域に電力を供給

自家発電した電力を

大衡村役場F-グリッドセンター自家発電した電力を

電力会社に販売し、電力会社を通じて防災拠点へ供給

電気

災害情報発信拠点( ネルギ 自立型施設)

災害情報を提供

指定避難所(公民館等)

(エネルギー自立型施設)

トヨタ東日本学園衛星電話で通信

11

電気トヨタ東日本学園衛星電話で通信

携帯電話充電

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6.F-グリッドシステムの機能(⑤PHVの充放電とCEMSとの連携)

①常時 :F-グリッドCEMSと連携して、工場負荷の低下する時間帯に蓄電

を行い、CGS稼働率の改善に貢献

②非常時 :充放電システムの一部として、工場内の災害対策本部を対象とした

電灯・コンセント用の電力源として活用

電力の流れ

平常時

太陽電池パネル(50kW)

<常時> <非常時>

PHVCGS 太陽光

F-グリッドセンター自営線 F-CEMS

+蓄電池 平常時

非常時

PHV       

CGS低負荷時CGS低負荷時

充電制御

+蓄電池

PCS 蓄電池

CGS低負荷時の電力で蓄電CGS低負荷時の電力で蓄電

電源切替盤 F-グリッド

PHV

車充電車充電

電力需要

12

災害対策本部へ電力供給

食堂(対策本部)

消費電力

0 6 18 2312 (時)

消費電力

0 6 18 2312 (時)0 6 18 2312 (時)

PHV充電用電力PHV充電用電力

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7.F-グリッドシステムと他地域実証との関連性

CEMSの制御設計や CEMSと需要家EMSとのインタ フェ ス(仕様)CEMSの制御設計や、CEMSと需要家EMSとのインターフェース(仕様)

の部分で他地域実証の技術を展開する

【 トヨタスマートセンター 】

産業部門 民生部門

CGS F-CEMS

・需要予 輸部 通の制御設計

EDMS

・需要予需要予測

・見える化

・ピーク対策

輸部門 通の制御設計

(豊田市PJ)

需要予測

・見える化

・ピーク対策・・ ・・

充電器FEMS BEMS HEMS

PV、蓄電池PV、蓄電池

EVPHV

13

制御

情報

・地域エネルギーマネジメント

システム共通インターフェース

:JIPDEC (北九州市PJ)

EVPHV

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8. F-グリッドの事業費(導入コスト)

▽F-グリッドシステムの初期投資額は、約10.8億円

充放電機能を持つ環境車両をF-グリッドシステムとの連携を検討(約2.5億円)

項目 内容 積算額(億円)

①F-グリッドシステム

1.電力システム 配電線(自営線)工事

2.非常時送電非常時送電連系線工事、

ブラックアウト対応

10.8

ブラックアウト対応

3.変電所改造 既設設備の改造と新設

4.ガスエンジンコージェネ 既設CGSの改造

5.再生可能エネルギー PV設置(700kW)

6.F-グリッドセンター F-CEMS、各事業所 EMS

7 充放電システム 蓄電池 TMEJ30kWh TB20kWh7.充放電システム 蓄電池 TMEJ30kWh、TB20kWh

8.熱融通システム CGS低温水利用

②充放電機能付環境車両 PHV、HVバス等 2.5

14

②充放電機能付環境車両 、 ス等 5

合 計 13.3

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9.導入スケジュール

▽2013年より特定供給にて事業開始▽2013年より特定供給にて事業開始

①2013年:複数工場間の電力融通(トヨタグループ関連工場、及び既設工場)

②2014年以降ⅰ)工業団地に新規進出する企業への電力融通②

ⅱ)非常時バックアップ送電により、役場等周辺地域に電力供給

時期(年度) 2012 2013 2014 2015時期(年度) 2012 2013 2014 2015

事業対象範囲単独工場 複数工場間 工業団地内/役場等周辺地域

タグ プ 設 ぜ大日程

トヨタグループ・既設他の工場へ電力を融通

既存・新設を織り交ぜた多くの工場へ電力融通

非常時バックアップ送電

東北電力がF-グリッドの発電電力を購入し、東北電力の高圧配電線から村役場等周辺地域に電力を供給

15

村 等 地域 電力を供給

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10. F-グリッドの導入効果(①省エネ性シミュレーション結果)

▽現状(TMEJ単独でCGSを導入したケース)に比べ、

省エネ性で約2倍(10%⇒23%)

比較基準

2012年 ▲10.1%TEMJ単独

2014年~

2013年 ▲21.6%

▲23.3% 7社へ供給

5社へ供給

0 100,000 200,000 300,000 400,000 500,000 600,000

一次エネルギー消費量(GJ/年)

電力 都市ガス LPG 重油

<前提条件>

①電力 760k kWh 省エネ

16

①電力 9760kJ/kWh 省エネ法

②都市ガス 45MJ/Nm3 仙台市ガス局公表値

③LPG 50.8MJ/kg 温対法

④重油 39.1MJ/L 温対法

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10. F-グリッドの導入効果(②環境性シミュレーション結果)

▽現状( ME でCGSを導入した ス)に▽現状(TMEJ単独でCGSを導入したケース)に比べ、

環境性で約3倍(5%⇒18%)の効果

▽ CO2削減量 4 576t-CO2/年 ⇒ 住宅1 000軒分に相▽ CO2削減量 4,576t CO2/年 ⇒ 住宅1,000軒分に相当

2012年

比較基準

▲5.1%TEMJ単独

2014年~

2013年

▲17.8%

▲17.6%

7社へ供給

5社へ供給

0 5,000 10,000 15,000 20,000 25,000 30,000

CO2排出量(t-CO2/年)

電力 都市ガス LPG 重油

<前提条件>

電力 0 42 k - 2 kWh H22年度東北電力 排 係 (環境省)

17

電力 0.429kg O2/kWhH H22年度東北電力実排出係数(環境省)

都市ガス 2.29kg-CO2/Nm3 仙台市ガス局公表値

LPG 3.00kg-CO2/kg 温対法

重油 2.71kg-CO2/L 温対法

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11. 事業実施体制(運営組織の概要)

供給者と需要者が 体とな た事業体『F グリッドセンタ を組成して供給者と需要者が一体となった事業体『F-グリッドセンター』を組成して

オペレーションを実施

トヨタ自動車東北電力

F-グリッドセンター

工業団地企業への電力/熱供給エネルギーマネジメント(見える化・

・電力供給バックアップ

地域エネルギー事業者

・統括トヨタ自動車東北電力

仙台市ガス

省エネ等)の実施主体

・所有の発電機、送電線、受変電設備を利用した電力・熱供給、管理運用・特定供給の供給者(特定供給組合)・省エネ協議会・エネルギーマネジメントの実施非常時のエネルギ ックアップ

・通常時の電力供給者・非常時の電力供給者

・都市ガス

・料金支払い

豊 通商・事業協力

・「F-グリッド」展開者・事業の統括・支援・協力

仙台市ガス局

・通常時電力/熱利用・見える化/省エネサービス設備 用サ ビ

・非常時のエネルギーバックアップ(工業団地内・地域)・通常/非常時の

燃料供給者・料金支払い

・料金支払い・省エネ 会/

豊田通商事業 力

・技術協力

・設備導入支援・運営支援

ビュー

・設備運用サービス・非常時バックアップ

トヨタ

ベジ・

中央

省エネ協議会/地域連携参加

トヨタ自動車東日本ト

すか

ーテック

電力需要家 熱需要家

タ紡織東北

・ドリーム

栗原

央精機東北

トヨタ関連会社

・設備運営管理

トヨタ東日本学園

ヨタ輸送

いらーく

・ ・

18

工業団地事業者

・電力需要家、熱需要家・発電機、送電線、受変電設備等の保有者・見える化/省エネサービスの受益者

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▽ F グリッドセンタ が 工業団地内企業に現状のエネルギ コストと 等

12.収支計画

▽ Fーグリッドセンターが、工業団地内企業に現状のエネルギーコストと同等

の値段で販売した場合の収支は黒字 (3年毎のCGSメンテ時は赤字)▽ 供給開始より10年での初期投資回収を目 に推進

社 社 (供給先)20年

▽ 供給開始より10年での初期投資回収を目標に推進

(単位:百万円/年)

社 社 (供給 )20年間累計2013 2014 2015 2016 2017 ・

・ 2023

売上高 840 942 942 942 942・・942 18,736

当期利益 59 20 -88 44 13・・63 325

現預金808 1 2 138 2 341

・6 8 1 26

19

期末残高808 152 138 255 341

・678 1,269

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13.地域経済振興計画(地域経済への影響)

▽工業団地と大衡村の取組みの相乗効果により、環境対策、工場の誘致、

雇用・定住人口の増加等による大衡村の魅力向上や地域活性化を期待

⇒ 経済波及効果(生産額約53億円、雇用者約300人)

工業団地内 業との連 による リット

F-グリッドからの非常時送電による村役場ならびにその周辺地域のエネルギーセキュリティ(防災性)の向上

防災性の高いまちづくりや環境に配慮したエネルギー導入等、地域計画の推進

◆工業団地内企業との連携によるメリット

地域エネルギー情報のネットワーク化による省エネルギー推進 等

◆2014年時点における経済波及効果

経済波及効果・生産額 5,283百万円

・ 用 2 4人用者 294人

・波及効果倍率 1.6倍直接効果

生産額 3,375百万円雇用者 185人

第一次波及効果生産額 1,088百万円雇用者 56人 第二次波及効果

生産 81

20

生産額 819 万円雇用者 53人

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14.事業展開計画(事業展開性)

プ ジ▽ 本プロジェクトのノウハウを生かし、国内外へのパッケージ展開を検討

国内)・岩手県金ヶ崎工業団地(トヨタ自動車東日本岩手工場他)

・愛知県内工業団地群 (トヨタグループ各社他)

海外)各国の電力事情、制度、エネルギー価格等の適合性を考慮の上検討

◆トヨタ自動車の国内生産拠点とF-グリッド展開

愛知県内の工業団地群

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Page 23: 第二仙台北部中核工業団地 「F-グリッグリッ 」を核 ティ計 …...が グ び 2.スマートコミュニティの概要 地域と工業団地 連携して「F-

第二仙台北部中核工業団地第二仙台北部中核工業団地「F-グリッド」を核としたスマートコミュニティ計画

ご清聴ありがとうございました