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平成2４年５月１４日

日本機械学会関西支部シニア会

２０１２年５月１４日

昨今のエネルギー事情～スマートエネルギー～

大阪府立産業技術総合研究所理事長

1スマートエネルギーとはスマートエネルギーとは

スマートグリッド

供給側と、一般家庭やビルなど需要側との間で、電力の需給情報に加えて、ICT（情報通信技術）を利用して電力に関連する様々な情報のやり取りも可能にする、次世代の電力ネットワーク

スマートハウス IT（情報技術）を使って家庭の消費電力を制御する住宅

スマートシティスマートコミュニﾃィー

生活インフラ全体(生活やビジネスを支える電気、水、通信、交通、建物、行政サービス)を垂直統合して、より効率的な都市や地域社会のあり方を実現する

グリーンエネルギー

電気や熱を生み出しても、二酸化炭素や窒素酸化物などの有害物質を排出しない、あるいは排出が極めて少ないエネルギー太陽光、水力、風力、地熱、天然ガ

ス､ごみ焼却エネルギーが該当する

スマートエネルギー

上記を包含した体系で情報通信技術(ICT)で

賢くなったエネルギーネットワーク

2スマートエネルギーとはスマートエネルギーとは

エネルギーの

要素技術＋ ＩＣＴ ＝

創エネルギー

省エネルギー

蓄エネルギー

需給構造の最適化

低炭素型エネルギー需給ネットワーク

スマートエネルギー

＋

活

エネルギ

ー

＝

3スマートエネルギーの意義スマートエネルギーの意義

・ 皆が同時に供給者と消費者になる可能性

・ エネルギー消費の最適化（コスト、効率、CO2削減…）

・ 選択肢の多様化（品質への要求水準の差異化…）

・ 地域資源活用（空き土地、廃棄物など分散資源活用…）

・ システム変化の柔軟性（カセット式バッテリーなど）

・ ICT 技術進歩の取込（エネルギー技術の進歩・普及速度はICTより遅い）

4スマートエネルギーの技術項目スマートエネルギーの技術項目

スマートエネルギーは下記要素技術のベストミックス化

再生可能エネルギー系統電力網、ごみ焼却発電、太陽光発電、バイオ、風力、地熱など

排熱回収発電・熱利用 ＯＲＣ、ヒートポンプ

バッテリー リチウムイオン電池、カセット式電池、ＮＡＳ、空気電池

固定・車載 用 電源・電池 ＨＥＶ、ＰＨＥＶ、ＥＶ、ＦＣ（ＰＥＦＣ、ＳＯＦＣ）、エネファーム

センシング＆制御パワーコンディショナー、スマートメーター、

ＨＥＭＳ・ＢＥＭＳ、クラウド、ＧＰＳ

5世界の人口と二酸化炭素濃度の推移世界の人口と二酸化炭素濃度の推移

＊1：CO2濃度は1958年以降はﾏｳﾅｹｱでの計測値、それ以前は南極氷床ｺｱ中濃度からの推定値

＊2：出典：U.S. Census Bureau, International Data Base.

500 1000 1500 20000

20

40

60

80

100

260

280

300

320

340

360

380

400 Atomspheric CO2 conc. *1

World Population *2

Ato

msp

heric

CO

2 con

c. [p

pm]

Wor

ld P

opul

atio

n [1

00m

ilion

]

Year [AD]

産業革命始まり

何故スマートエネルギーか？

6世界のエネルギー資源埋蔵量世界のエネルギー資源埋蔵量 (2008(2008年年))

石油 天然ガス 石炭 ウラン

確認可採埋蔵量（注２） 1兆2580億ﾊﾞﾚﾙ 185兆m3 8260億トン 630.6万トン

地域別賦存状況

北米 5.6% 4.8% 29.8% 20.0%

中南米 9.8% 4.0% 1.8% 0.9%

欧州 1.1% 3.2% 5.6% 1.7%

旧ソ連 10.2% 30.8% 27.4% 23.0%

中東 59.9% 41.0% 0.2% 1.3%

アフリカ 10.0% 7.9% 3.8% 27.0%

アジア・大洋州 3.3% 8.3% 31.4% 26.0%

中国 1.2% 1.3% 13.9% 1.2%

インド 0.5% 0.6% 7.1% 1.3%

年生産量 300億ﾊﾞﾚﾙ 3.07兆m3 67.7億ﾄﾝ 6.65万ﾄﾝ

可採年数 42.0年 60.4年 122年 94.8年（注1）

（注１） ： ウランは十分な在庫があることから年生産量は年需要量（6.65万トン）を下回る。このためウランの可採年数は確認可採埋蔵量を年需要で除した値

（注２） ： ウランは2009年、その他は2008年の数値

出典：石油、天然ガス、石炭：BP統計2009、ウラン：OECD/NEA,IAEA URANIUM2007

7非在来型天然ガスの期待資源量非在来型天然ガスの期待資源量

83年 148年 68年 合計300年

出典：SPE 103356論文 DISTRIBURION OF WORLDWIDE UNCONVENTIONAL GAS RESOURCES (AFTER ROGNER 1996、TAKEN FROM KAWATA AND FUJITA 2001)

8オイルサンド、超重質油の埋蔵量オイルサンド、超重質油の埋蔵量

単位

億バレル

119年18年

69年

9年

合計215年

出典：IEEJ 2006年7月掲載

9

10

飢餓分布

11

12COCO22削減シナリオ削減シナリオ

【中長期的なエネルギーシフト】地域分散型の自然エネルギー

2020 年に電力の20%増の30%、2050 年には100%を目指す。

出典：環境エネルギー政策研究所（ISEP）

13COCO22削減シナリオ削減シナリオ

出典：IEA WEO 2009

14炭酸ガス削減に向けた省エネルギーとは？

15

出典：IEA ”Renewable Information 2010”

発電量の燃料源シェア発電量の燃料源シェア（（OECD,2009OECD,2009年）年）発電量の燃料源シェア発電量の燃料源シェア（（OECD,2009OECD,2009年）年）

その他*

原子力

ガス

石炭

再生可能ｴﾈ水力

その他再生可能ｴﾈ**

水力以外

太陽光発電液体バイオマス0.9%

固体ﾊﾞｲｵﾏｽ

再生可能可燃物/廃棄物1.9%

地熱

その他***

都市ごみ焼却（再生可能）6.0% ﾊﾞｲｵｶﾞｽ

7.6%

28.4TWh

風力

*その他：これらのｶﾃｺﾞﾘ-に属さないもの(非再生可能可燃物の廃棄物､ピ－ト､化学原

料等)

**その他再生可能ｴﾈ：地熱、風力、太陽光、潮力/波力/海流

***その他 ：太陽熱、潮力/波力/海流

1位 米国 9.5TWｈ(33.3%)2位 ドイツ 5.1TWh(17.7%)3位 日本 2TWh(7.1%)

471,370GWh

215,630GWh

18,799GWh

4,304GWh35,643GWh

41,532GWh

1,286,936GWh

Total:10,229.6TWh(10.23PWｈ)

1758.31TWh

193,965GWh277,405GWh

16再生可能エネルギーの種類再生可能エネルギーの種類

太陽光、太陽熱

風力

波力、海洋温度差、潮力、海流等

地熱

雪氷熱

ＢＤＦ

バイオエタノール

藻類による油製造、光合成

廃棄物（ごみ）、ＲＤＦ

生ゴミメタン発酵

汚泥燃料等

廃棄物サーマルリサイクル

廃棄物の有効利用より環境負荷を低減し、安定的に利用し易い。静脈系なので、全体の需要を賄うことは難。

無尽蔵のエネルギーで、エネル

ギー利用時にCO2が出ない。

安定的でないため、需給マッチングが難

自然エネルギー

バイオマス

カーボンニュートラルで、安定的に利用することが可能。季節的な変動食料需要と競合する。

17ＤＯＥ／ＩＥＡ Capital Cost Estimates

18太陽熱発電太陽熱発電

19太陽エネルギーによる水素社会太陽エネルギーによる水素社会

Sun Ｂｅｌｔ地帯(主に中近東)

太陽エネルギー

海上輸送（ケミカルタンカー）

積荷 揚荷

風力 太陽熱太陽光

太陽エネルギー変換設備

電気･熱エネルギー

水素製造・水素キャリヤ製造設備

熱分解

電気分解

水素キャリア製造

水素

水素キャリア

先進国地域(主に日本及び北米)

水素キャリア

受入基地

陸上輸送(パイプライン・タンクローリー)

小型サテライトステーション(水素製造設備)

水素水素キャリア

水素

低炭素のエネルギー(動力・熱・電気)(ガスタービン、ガスエンジン、ボイラ等)

太陽

於砂漠

遠距離輸送

20太陽エネルギーの可能性太陽エネルギーの可能性 ～地球の面積～～地球の面積～

全世界の陸地面積：1億4889万0000 km２

海面：3億6105万9000 km２

砂漠の面積： 3600万 km２

日本の面積： 38万 km２

日本の排他的経済水域： 447万 km２

21太陽エネルギーの可能性太陽エネルギーの可能性

砂漠での日射量：２,２００ kWh/m２/ｙ（東京：１,２６８ kWh/m２/ｙ）

一次ｴﾈﾙｷﾞｰ（全世界）：１０２.２ 億ﾄﾝ/ｙ（石油相当）原油１kL＝３８.２GJ 、比重０.９２５として１０２.２（億ﾄﾝ）/０.９２５×３８.２（ＧＪ/ kL ）

２.２×３.６（ＧＪ/m２）/１０６（km２/m２）

＝５３,２９０km２

燃料を造る効率を２０%とすると

５３,２９０/０.２＝２５３,３００km２ (砂漠の0.7％)

(日本の67%)

全世界の一次エネルギーを太陽エネルギーで

22

全世界消費電力量 ： ２０.２８ ＰWｈ/ｙサンベルトでの日射量 ： ２,２００ kWｈ/m２/ｙ太陽熱発電効率を ３０% とすると

２０.２８×１０１５ Wｈ／２.２×１０６ Wｈ/m２ ／０.３＝ ９,１８２ km２／０.３＝ ３０,６０７km２

（砂漠の０.１％）

(日本の11%)

全世界の消費電力を太陽熱発電で

全消費電力に必要な面積

太陽エネルギーの可能性太陽エネルギーの可能性

日刊工業Ｈ２４．０３．０６

24ＣＯＰ１７：２０１３年以降の新市場メカニズム

・分散型ガバナンスの「市場アプローチ」日本提案の二国間クレジットなど

・中央集権型ガバナンスの新メカニズムセクトラルクレジットなど

・京都メカニズム現行メカニズム

上記メカニズム併存によりグローバルな低炭素技術投資促進のための統一基準が困難ではないか？

25

人類技術全史の技術の内的発達法則による時代区分阪大名誉教授 石谷清幹によるものを加工

人類史 猿人 原人/旧人 新人

自由度

０ １ ２ ３ ４ ５

原動部作業部

両者の間に相対運動

両者の間に＋機構

両者の間に＋コンピュータ

ＩＣＴﾈｯﾄﾜｰｸ

技術総体 前史単一道具

時代複合道具時代

機械時代コンピュータ時代（前途洋々）

ユビキタス

動力技術 前史 人力時代 畜力時代風車水車時代

熱機関時代 直接発電時代量子効果

ﾅﾉｴﾝｼﾞﾆｱﾘﾝｸﾞ

文化史科学史

約300年前数十万年前 現在;閉塞感数万年前 近未来;自由度獲得移行

未来;自由度獲得

量子力学(1928)

電気(1799)ﾀﾞｲﾅﾓ(1832)

ﾆｭｰﾄﾝ力学(1687)

数学天体

青銅器鉄器

音言葉文字

26

電力会社送電線ネットワーク

発電量を予測

再生可能発電

スマート・レスポンスの活用によりLOHASオフィスの実践

生グリーン電力の需給バランス管理

需要量の把握

発電量と需要量のリアルタイムでのマッチング

天候データと予測

EVﾊﾞｽ・タクシー最適充電箇所と運用予測

EVカーとスマート･パーキングV2Gの拠点としても利用

インテリジェント照明など、スマート・レスポンスの活用

発生したエコポイント利用の為のスマート・ショップ

ＰＨＶ

ＥＶ

ＥＣＣ

清掃工場

メガソーラー

ＧＰＳ衛星

カセット式バッテリー

ﾀﾞﾑ

スマートエネルギーの例スマートエネルギーの例

27

28日本の現状日本の現状 ～各国のＧＤＰ推移～～各国のＧＤＰ推移～

29日本の現状日本の現状 ～特許出願件数の推移～～特許出願件数の推移～

600,000

500,000

400,000

300,000

200,000

100,000

（件）

2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010

490,226

391,177

344,598

167,432

150,555

出典：日本貿易振興機構 北京事務所HP（JPO年次報告書、SIPO年度報告、KIPO年度報告、USPTO年度報告、EPO年度報告）

日本

米国

中国

欧州

韓国

0

30

（注）平成20年は速報値

事業所数・従業者数及び製造品出荷額等の推移 （従業者4人以上）

大阪府の工業（製造業）は、事業所数、従業者数ともに長期的に減少傾向にある。平成20（2008）年（速報値）は、事業所数が前年比2.6%減、従業者数は1.3%の減少。

一方、製造品出荷額等は前年比0.7%の増となり、平成10（1998）年以降6年連続で減少していたが、平成16（2004）年からは5年連続の増加。

関西の現状関西の現状 ～関西の事業所数の推移～～関西の事業所数の推移～

出典：経済産業省「工業統計表」

31

•自治体（府、市、区）主導による特別区域のProject•民間企業間の異業種交流•産学の連携•産官学連携•サイエンスリンク

グローバル戦略は何か？

日本として 関西として

海外発展国（BRICｓ、東南アジア、アフリカ）との共生

関西の現状関西の現状 ～関西のベクトル～～関西のベクトル～

32アンブレラ産業コンセプト（何がゴールか？）アンブレラ産業コンセプト（何がゴールか？）

出典：経済産業省 産業技術環境局 産業技術政策課 （平成２０年１２月３日）

33

• オールジャパンの意味（パートナー）

• 囲い込みとは？

新製品

新製品の製造方法

製造装置・システム をパッケージとする

生産ライン

販売チェーン

リストラ人材の活用

☆この枠組み原型を崩さない工夫が必要

近未来展望近未来展望（何がゴールか？）（何がゴールか？） ～提言～提言11～～

34

近未来展望［空洞化の防止近未来展望［空洞化の防止（何がゴールか？）（何がゴールか？） ］］ ～提言～提言22

～～

日本大企業中小企業群

海外ものづくり企業

技術的差別化優位性

中小企業知的集約型企業への脱皮

プロセス技術

技術の差別化・囲い込み

生産技術

装置技術共

有

35中期的未来展望（中期的未来展望（55～～1010年：年：何がゴールか？）何がゴールか？） ～提言～提言33～～

大企業

中小企業

海外企業（中国・東南アジア・韓国ｅｔｃ）

知財の共有化技術の共有化 開発活動

新産業（開発成長型の企業群）

日本

アライアンス

海外企業との共創

36

ヨーロッパと中東・北アフリカ(MENA)諸国に持続可能な電力を供給するインフラ

ＥＵＭＥＮＡ諸国の取組みＥＵＭＥＮＡ諸国の取組み（何がゴールか？）（何がゴールか？） ～～ESERTECESERTEC～～

世界の取組み世界の取組み（何がゴールか？）（何がゴールか？） ～～グローバルグローバルDESERTECDESERTEC～～

38長期未来展望（何がゴールか？）長期未来展望（何がゴールか？） ～提言４～～提言４～

• 国家

陸 領有権

海

空

所有から 共有の価値

経済活動

情報産業

民間企業

合弁会社

多国籍企業

人類平和・幸福

パートナー

アライアンス

共用へ

国家主導から民間主導へ

EPA,FTA,TPP

39

完

ご清聴有り難うございました。

平成２４年５月１４日

府立産技研 古寺 雅晴