次世代エネルギー・社会システム実証事業～進捗状 …...資料1...

資料１

次世代エネルギー・社会システム実証事業～進捗状況と成果等～

平成２６年４月２４日

資源エネルギー庁省エネルギー・新エネルギー部

１．総論

１－１．スマートコミュニティの意義

「スマートコミュニティの導入が進めば、ディマンドリスポンス等によりエネルギー供給の効率化が図られる。また、需要に応じて多様なエネルギー源を組み合わせて供給することによって、コミュニティ内全体では、平常時には、大幅な省エネルギーを実現するとともに、非常時には、エネルギーの供給を確保することが可能となり、生活インフラを支え、企業等の事業継続性も強化する効果が期待される。」（「エネルギー基本計画」（平成２６年４月１１日閣議決定））

GEGE

蓄エネ機器省エネ機器

創エネ機器

スマートコミュニティ

供給力

電力需要（kW）

朝昼夜

火力発電の焚き増し等

節電等

①エネルギー供給の効率化ディマンドリスポンス等によりピーク時の節電等を促すことで、火力発電の焚き増し等によらず、需給を調整可能。

②省エネルギー需給の状況に応じて、創エネ・蓄エネ・省エネ機器等を、快適さを損ねずに最適運転。

ＢＥＭＳ

ＣＥＭＳ

ＨＥＭＳ

③エネルギー供給の確保災害時等には、再生可能エネルギーやコージェネレーション等の分散型電源によって、コミュニティ内でのエネルギー供給が可能。

＜平常時＞

＜非常時＞

従来

今後

需要家サイドに導入された創エネ機器を有効に活用

需要を効率的に制御

※太陽光発電等の出力が不安定な再生可能エネルギーの大量導入を見据えて、電力の需給を制御することで需給をバランスさせることが本実証の当初目的。

2

１－２．スマートコミュニティの構成要素

3

電力会社Ａ家庭

（ＨＥＭＳ）

地域エネルギーマネジメントシステム（ＣＥＭＳ）

ビル（ＢＥＭＳ）

電力会社Ｂ

電力会社Ｚ

省エネ機器／蓄エネ機器（空調、照明、設備、家電、蓄電池等）

GEGE

創エネ機器（ＰＶ、コジェネ、燃料電池等）

構成要素①：エネルギーマネジメントシステム構成要素②：通信インターフェース

通信インターフェース

通信インターフェース

構成要素③：ビッグデータを活用

するためのインフラ

構成要素④：ディマンドリスポンス構成要素⑤：周辺サービス

スマートコミュニティは、「再生可能エネルギーやコージェネレーション等の分散型エネルギーを用いつつ、ＩＴや蓄電池等の技術を活用したエネルギーマネジメントシステムを通じて、分散型エネルギーシステムにおけるエネルギー需給を総合的に管理し、エネルギーの利活用を最適化するとともに、高齢者の見守りなど他の生活支援サービスも取り込んだ新たな社会システムを構築したもの」（「エネルギー基本計画」）。

スマートコミュニティの様々な構成要素について、本実証のこれまでの成果を踏まえ、残された課題と対応の方向性について議論を行っていただきたい。

工場（FＥＭＳ）

２．エネルギーマネジメントシステム（構成要素①）

従来は、エネルギー需要を所与のものとして、エネルギー供給をどのように行うべきかという観点からの施策が行われてきたが、エネルギー供給状況に応じてスマートに消費パターンを変化させることの重要性から、エネルギーマネジメントシステムの開発・実証を実施しているところ。

２－１．エネルギーマネジメントシステム

・電力使用量の予測・再生可能エネルギー発電量の予測

・電力の使用量の実績・再生可能エネルギー発電量の実績

・地域蓄電池の制御・ディマンドリスポンスの発動

・電気料金等の計算

・発電設備の運転計画作成

①実績情報収集 ②需給予測

ＣＥＭＳ

・電力・熱の使用量の予測・再生可能エネルギー発電・発熱量の予測

・電力・熱の使用量の実績・再生可能エネルギー発電・発熱量の実績

・蓄電池、発電設備、熱源機器、負荷の制御

・テナント毎の電力使用量見える化※機器単位のきめ細やかな制御を実施

・蓄電池、発電設備、熱源機器、負荷の運転計画作成※ＣＥＭＳからディマンドリスポンス指令がきた場合、ディマンドリスポンス情報を基にした計画を作成

①実績情報収集

③需給計画③需給計画④需給制御④需給制御

ＨＥＭＳ／ＢＥＭＳ／ＦＥＭＳ

②需給予測②需給予測

5

※赤字が本実証の主なターゲット（従来のＥＭＳでは不足していた機能）

地域単位家庭単位／ビル単位／工場単位

構成要素① エネルギーマネジメントシステム

・地域蓄電池の運転計画作成

・電力使用量の計画策定（同時同量計画）

・発電設備の運転制御

④需給制御④需給制御 ③需給計画③需給計画

ＣＥＭＳは、地域レベルでの分散的な制御を行うものであるが、そのあり方は需要の特性や既存の系統への依存度の強さに応じて変化する。

このため、本実証では四つの典型的なパターンについて実証を行い、地域の需給ひっ迫が予想される場合にＨＥＭＳ等を経由してディマンドリスポンス発動を行ったり、同時同量を図るために地域蓄電池の制御や地域の電力使用量の計画を策定する機能等を有するＣＥＭＳの開発・実証を行っている。

２－２－１．地域エネルギーマネジメントシステム①（実証の概要）

単一部門（家庭）のみの制御複数部門の総合制御

系統依存度が高い

住宅団地型（けいはんな）住宅約700戸等を対象とし、系統の状況に応じて需要サイドで追従を行う実証を実施。また、家庭部門のより一層の省エネに向けた電力会社による省エネコンサルを実施。（関西電力・三菱電機・三菱重工）

広域大都市型（横浜市）住宅約4000戸、大規模ビル等約１０棟を対象とした大規模な実証。また、大型蓄電池等を統合的に管理することで、仮想的に大規模発電所と見立てる実証を実施。（東芝・東京電力）

系統依存度が低い

戸別住宅型（豊田市）創エネ、蓄エネ機器を導入した67戸の新築住宅を中心とし、バーチャルに地産地消を行う実証を実施。また、暮らしの中における次世代自動車を含む次世代交通システムを実証。（トヨタ自動車・中部電力）

地方中核都市型（北九州市）新日鐵住金の特定供給エリアで実証。コジェネをベースロード電源と見立て、地域内の全ての需要家180戸にスマートメーターを設置し、需給状況に応じて電力料金を変動させるダイナミックプライシングを実施。（富士電機・新日鐵住金）

GEGE

GEGE

6


地域内の効率的なエネルギー管理を行うために必要な、家庭、事業所等をネットワークで管理するための地域エネルギーマネジメントシステムを開発。

計四カ年を要して、初年度はシステムの基本設計、２年目以降は実証・検証及び追加開発を行い、２０１４年度は最終評価を実施。

２－２－２．地域エネルギーマネジメントシステム②（実証の成果）

7

2012年度2011年度 2014年度2013年度システム基本設計

実証・検証追加開発


実証・検証

実証スケジュール

・ＣＥＭＳ基本システム（ＰＶ発電量予測、消費電力量予測、データベース、ディマンドリスポンス機能）を開発

・需要家システム（ＨＥＭＳ、ＢＥＭＳ等）、外部システム（気象情報システム等）とのインターフェイスを開発

・需要家向けインセンティブ見える化機能の開発

・ローカル蓄電池の制御機能の開発

・通信環境の整備と各ＥＭＳ間の通信接続の試験

・ＯｐｅｎＡＤＲ（※１）に対応するＣＥＭＳを開発し、電力ＤＲＡＳ（ディマンドリスポンス指令を出す電力会社システム）と接続試験を実施

・シャドービリング（※２）機能の開発

各種の実績データに基づく各種機能の改良

実証事業

開発

改良

実証


（※１）OpenADRデマンドレスポンスに関する技術標準である米国の規格（※２）シャドービリング電気料金型DRへの需要家誘因策。通常料金加入者に対して、電気料金型ディマンドリスポンスに参加した場合の電気料金を事前に通知する仕組み

実証事業者は、国内外の一般電気事業者、新電力、電力サービスプロバイダー（一括受電マンション事業者等）、アグリゲーターのような事業者を販売先として想定し、概ね２０１５年度頃から本格的に事業展開する方向で検討を進めている。

具体的には、従来、取組が十分になされてこなかった需要サイドの機能である低圧向けの変動型の電気料金を提供するための機能や、ネガワット取引を行うための機能を導入していくことが想定されている。また、電力システム改革により、新電力等の新規参入者が現れることが想定されるが、小売事業者に課される同時同量を図るための機能としての導入も想定されている。

２－２－３．地域エネルギーマネジメントシステム③（事業化の見通し）

需要予測

供給サイド需要サイド

同時同量（需要量と供給量を

一致）

再エネ供給（供給力として再エネ電源を活用）

電気料金（低圧向けの変動型電気料金提供）

ネガワット取引（需要削減量を供給力として見立てて取引）

一般電気事業者導入済み導入済み導入済み未導入または一部導入

未導入または一部導入

新電力導入済み導入済み未導入または一部導入



電力サービスプロバイダー（一括受電マンション事業者等）－－－



アグリゲーター－－－－未導入または一部導入

ＣＥＭＳの提供機能と展開先イメージ

8

想定される展開先


ＣＥＭＳの普及に当たっては、ＣＥＭＳの活用によって新たに提供される重要なサービスの一つであるディマンドリスポンスが、費用に見合った効果を有するのか等を明らかにするとともに、ディマンドリスポンスに関する知見を広めることが必要と考えられる。

また、ＣＥＭＳの機能を最大限に発揮するためにも、ＣＥＭＳと連携できるインフラ（下位のＥＭＳやスマートメーター等）や、ネガワット取引のルール等の基盤を整備することが必要と考えられる。

２－２－３．地域エネルギーマネジメントシステム④（事業化の見通し）

Ｑ．ＣＥＭＳのどういった機能に関心があるか？

• ディマンドリスポンス契約の管理機能、ディマンドリスポンス発動を通知するための通信機能、料金計算機能、ＥＭＳ間相互連携によるディマンドリスポンス、需要管理機能等。

• 料金やインセンティブなどソフトによる需要側の管理全般

• ディマンドリスポンス発動の仕組や需要抑制行動の具体的内容、需要抑制量を確実に確保する効果的手法、適切なインセンティブのあり方。

• 過去の実績情報や気象データからの再生可能エネルギー発電量等の電力供給量予測。

• 関心はない。需要予測や計画作成、ディマンドリスポンス発動等については、より簡素かつ安価な方法で達成することが可能と考えるため。

Ｑ．ＣＥＭＳの導入に当たっては、どのような点が重要になるか？

• ディマンドリスポンスの費用対効果。

• 当該システムの価格とその導入による収益可能性。

• ネガワットの価値評価や運用方法等に関する公平かつ透明な共通ルールを定めた指針。

• 各事業の詳細や実証結果等に関する情報開示。

• 原発稼働状況、再生可能エネルギーへの対応技術の見込み。

• 関心はあるものの、１０年後の環境を想定しての検証であり、時期尚早と認識。

想定販売先の主な意見

9


ＨＥＭＳは、エネルギーの需給状況に応じて、家庭内の創エネ機器、蓄エネ機器、省エネ機器を制御するものであるが、そのあり方は家庭の世帯構成やライフスタイル等に応じて異なる。

このため、本実証では、様々なバリエーションを実証している。本実証では、１０事業を行い、従来のＨＥＭＳにはない、電力需要予測、リコメンド、自動制御、学習制御等の開発・実証を行っている。

２－３－１．ホームエネルギーマネジメントシステム①（実証の方針）

創エネ蓄エネ省エネ

家庭内

熱電併給

• エネファームによる熱電併給(豊田：東邦ガス)

自家消費率向上

• 蓄電池、PHVによるPV電力の蓄電、HPによる蓄熱(豊田：デンソー)

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(横浜：東京ガス、豊田：デンソー、けいはんな：オムロン、北九州：積水化学)

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(横浜：東芝等、豊田：デンソー、シャープ等、けいはんな：オムロン、北九州：積水化学)

自動制御

• ディマンドリスポンスに対応した自動制御(横浜：東芝、豊田：デンソー、北九州：積水化学)

複数住宅

電気・熱の住戸間融通

• PVによる電気、エネファームによる熱を住戸間で融通(横浜：東京ガス)

共有蓄電池

• タウン共有蓄電池に各家庭のPV余剰電力を蓄電(北九州：積水化学)

ＰＶ電力住戸間融通

• タウン単位でのエネルギーマネジメントによるPV電力の住戸間融通(北九州：積水化学)

10


家庭内で効率的なエネルギー管理を行うことや、CEMSと連携し、地域の電力需給に貢献するために必要な、家庭内をネットワークで管理するためのホームエネルギーマネジメントシステムを開発。


２－３－２．ホームエネルギーマネジメントシステム ②（実証の成果）




実証・検証


・ＨＥＭＳ基本システム（ＰＶ発電量予測、消費電力量予測、データベース、ディマンドリスポンス機能）を開発

・家庭内機器（蓄電池、ＰＶ、家電等）とのインターフェイスを開発

・Ｂルートに対応するスマートメーターとＨＥＭＳ間の通信インターフェイスを開発

・通信環境の整備と各ＣＥＭＳ及び家庭内機器間の通信接続の試験・学習制御機能の開発

・自動制御機能の開発

11


実証事業

開発

改良

実証


実証事業者は、国内のハウスメーカー、マンションディベロッパー、一般消費者を販売先として想定し、概ね２０１４年度頃から本格的に事業展開する方向で検討を進めている。

見える化機能等を搭載したＨＥＭＳは、新築住宅（集合住宅を含む）を中心に既に事業展開済み。今後は、主に既築住宅（集合住宅を含む）への導入を想定した簡易版から、ディマンドリスポンス機能を搭載する等の高機能版まで幅広いメニューを検討し、スマートメーターの導入状況等に合わせて本格的に事業展開する方向で検討中。

２－３－３．ホームエネルギーマネジメントシステム ③（事業化の見通し）

［出典］富士経済『スマートコミュニティ関連技術・市場の現状と将来展望2013』

12

見える化リコメンド自動制御

市販済一部導入または未導入

（今後新築で導入）

一部導入または未導入

（今後新築で導入）

ＨＥＭＳの提供機能と展開先イメージ



0

5,000

10,000

15,000

20,000

25,000

30,000

35,000

40,000

45,000

2011年（実績）

2012年（実績）

2013年（見込）

2014年（予測）

2015年（予測）

2016年（予測）

2017年（予測）

2020年（予測）

日本のＨＥＭＳ市場（百万円）

他方、現時点では、創蓄エネ機器の最適制御等の高い機能を提供しようとすると、蓄電池等の設備投資が高額となり、一般消費者が受容できないほど投資回収期間が長期化するおそれがある。

また、電力システム改革等によって、需要家がピークカット行動を起こすほど、魅力的で利用者に負担感のないディマンドリスポンスの仕掛けを組み込めるかが、高機能ＨＥＭＳの普及の鍵と考えられる。

また、エネルギーだけでなく、ローカルデータに基づく魅力的なサービスの提供も重要と考えられる。

２－３－４．ホームエネルギーマネジメントシステム ④（事業化の見通し）

• ＨＥＭＳ（ＩＣＴ）はインフラなので、エネルギー分野にとらわれないコンテンツ開発に軸足を移すことが必要。

• ＨＥＭＳは住宅設備をつなぐハブとして活用し、様々なＮＥＢを生み出す可能性があると考える（例．見守り、健康、コミュニケーション等）。※NEB(Non‐Energy Benefit)：省エネルギーによる直接的便益のみならず、同時に快適性や健康性、知的生産性の向上などの便益

• 太陽光発電・蓄電池と連動でのＨＥＭＳ導入となると、そのコストを販売価格転嫁することも、コスト吸収することも難しい。

• 電力・ガス・水道の検針や通信・ＴＥＬ・ＴＶの規格統一化によるイニシャルコストの圧縮と、Ｂルートによる情報利用など、設備構成のスリム化を期待したい。

• 電力システム改革等により、生活者がピークカット行動を起こすほどの、金額の大きいプライシングやネガワットの買い取りなどがスタンダードとして認知されるほどの効果がないと難しい。

• エネルギーの見える化はもとより、将来実施されるであろうデマンドレスポンスにも対応できることがエネルギー・マネジメント・システムの機能として必要だと考える。

• ＨＥＭＳに必要な機能は、①ＨＥＭＳ利用者が自分事化できること、②代替不可のローカルデータをメインコンテンツとする、③ヘルスケアサービスの提供検討、④ＨＥＭＳ利用者に「手間」や「ストレス」をかけない（例．ＡＤＲ等）、⑤操作性の良いデバイスと直感的でシンプルなユーザーインターフェイスの開発。

想定販売先の声

13


ＢＥＭＳは、ＨＥＭＳが家庭内の機器を制御するものであるのに対して、ビル内の機器を制御するものであるが、そのあり方はビルの用途によって大きく異なる。（例１）事業所ビルでは冷暖房熱源や空調搬送、照明・コンセントが同程度のバランスで消費

（例２）店舗では照明やコンセントの需要が大きい（例３）病院やホテルでは給湯需要が大きい

このため、本実証では、エネルギー制御の手段・対象に応じて実証を行い、従来ＢＥＭＳにはない、過去の需要実績データや気象条件等から翌日の電力・熱需要量の予測、分散型電源の最適制御、ディマンドリスポンスへの対応のような機能を有するＢＥＭＳの開発・実証を行っている。

２－４－１．ビルエネルギーマネジメントシステム①（実証の方針）

制御手段・対象

手段間接制御直接制御

対象ビルオーナー従業員など施設滞在者機器

種別

事務所ビル

大規模ビル群管理（横浜）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り当て指令（東芝）

従業員参加型ビルの省エネ（北九州）初期投資の余力があまりない小規模ビル向けに、機器・システムの導入を最小限に抑えた従業員の省エネに対する行動支援を行う（安川情報システム）

蓄熱活用モデル（横浜）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（大成建設）

ダイナミックプライシング対応型ビル制御（北九州）ダイナミックプライシングと連動した蓄電池の充放電制御、空調、照明の自動制御、EVの充電制御（日鉄住金テックスエンジ、三菱重工）

スーパーマーケットモデル（北九州）蓄電でピークカットを行うとともに、EVの充放電やピーク時の来客抑制などにポイント付与（イオン）

車載用蓄電池活用モデル（横浜）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、運転効率化をはかるとともに、ピーク時電力を継続的に削減（明電舎）

店舗

病院・

ホテル

ー

ホテルモデル（京阪奈）部屋の利用率にムラの生じる条件で、空調・給湯の集中熱源方式から個別制御への転換や需要の集約を行う（富士電機）

病院モデル（北九州）治療室や病棟、共用部など設備の優先度づけを行い、病院の特性に応じた制御システムの作り込み。また、医療行為（透析）について必要となる熱源を太陽熱と蓄熱で賄う（日鉄住金テックスエンジ・富士電機） 14

ビル内で効率的なエネルギー管理を行うために必要な、家庭、事業所等をネットワークで管理するためのビルエネルギーマネジメントシステムを開発。

計４カ年を要して、初年度はシステムの基本設計、２年目以降は実証・検証及び追加開発を行い、２０１４年度は最終評価を実施。

２－４－２．ビルエネルギーマネジメントシステム②（実証の成果）




実証・検証


・ＢＥＭＳ基本システム（ＰＶ発電量予測、消費電力予測、データベース、ＤＲ機能）を開発

・既設ビル管理システム（ＢＡＳ）、下部システム（スマートメータ、宅内表示器等）、外部システム（気象情報システム等）とのインターフェイス機能を開発

・通信環境の整備と各システム間の通信接続の試験

・統合ＢＥＭＳシステムの開発

・最適節電方策の提示システムの開発


実証事業

開発

改良

実証


15

実証事業者は、国内外の事業所ビル、商業施設、医療・福祉施設、公共施設、大学等を販売先として想定。

ＢＥＭＳ分野では、従来、大幅な省エネが期待できる高圧以上を中心として従来ＢＥＭＳが導入されてきた。今後は、ＢＥＭＳ補助金制度等を背景として、小口高圧も含めてディマンドリスポンス機能や再エネ、蓄電池を複合的に管理する機能を搭載する等の高機能ＢＥＭＳを概ね2015～2020年度に順次本格的に展開する方向で検討中。

現時点でも、設備のリプレイスの際に導入するのであれば、施主側もそれほどのコスト負担感なく導入できる水準に達しているものも多い。また、電力システム改革等の進展によって、ディマンドリスポンスなど施主側の収益源が更に増えることも期待されている。

２－４－３．ビルエネルギーマネジメントシステム③（事業化の見通し）

＜想定販売先＞・事業所ビル、商業施設、医療・福祉施設、公共施設、大学

従来ＢＥＭＳ

高機能ＢＥＭＳ

高圧（500kW以上）

導入済み

一部導入または未導入リプレース、新築で導入

小口高圧（500kW未満）



ＢＥＭＳの提供機能と展開先イメージ

16想定される展開先



0

10,000

20,000

30,000

40,000

50,000

60,000

70,000

80,000

90,000

2011年（実績）

2012年（実績）

2013年（見込）

2014年（予測）

2015年（予測）

2016年（予測）

2017年（予測）

2020年（予測）

日本のBEMS市場（百万円）

ＦＥＭＳは、既にかなりの省エネが進んでいる産業分野について、工場内の機器を制御するものであるが、他分野でスマートコミュニティの取組が進むことで、更なる省エネや再エネの利用が進む可能性もあるため、この可能性を実証している。

また、東北復興事業であるスマートコミュニティ導入促進事業において、工業団地での電気と熱の近隣工場への融通・非常時に防災拠点へ電力供給を行う事業、水産加工工場で新電力の電力需給に応じてディマンドリスポンスを行う事業を実施している。

２－５－１．ファクトリーエネルギーマネジメントシステム ①（実証の方針）

制御手段・対象

見える化制御生産計画見直し

発電設備

再エネ活用再生可能エネルギー発電量を見える化（横浜、北九州）

水素活用ＤＲに対応したＦＣフォークリフトから工場への給電（北九州）

生産計画立案生産計画を考慮した需要予測と発電、蓄電設備の最適制御（横浜、北九州）

ディマンドリスポンスに対応した生産計画を立案（北九州）

蓄電設備大型蓄電池活用レドックスフロー蓄電池を活用した最適制御（横浜）

負荷設備

省エネ意識喚起生産工程毎の電力使用量を見える化（北九州）

自動調光活用照度センサを活用したＬＥＤ照明の自動制御（北九州）

17


工場内で効率的なエネルギー管理を行うことや、CEMSと連携し、地域の電力需給に貢献するために必要な、事業所内をネットワークで管理するためのファクトリーエネルギーマネジメントシステムを開発。


２－５－２．ファクトリーエネルギーマネジメントシステム ②（実証の成果）

18



実証・検証


・ＦＥＭＳ基本システム（ＰＶ発電量予測、消費電力量予測、生産計画機能設計、開発）に向けた要件整理

・ＦＥＭＳ基本システムの開発

・コジェネ、蓄電池等との通信インターフェイスの開発

・通信環境の整備と各システム間の通信接続の試験


実証事業

開発

改良

実証


実証事業者は、国内外の工場（特に多品種小ロットの中・大規模工場）を販売先として想定。ディマンドリスポンスに対応して蓄電池や空調・照明等を最適に制御したり、生産計画の見直しをする高機能ＦＥＭＳは、概ね2014～2015年度から本格的に事業展開する方向で検討を進めている。

蓄電池等の機器のコストは高いが、高機能なＦＥＭＳはＢＥＭＳ同様設備のリプレイスの際に導入が進んでいくものと考えられる。他方で、生産計画の見直し機能によるピークシフトは、納期等の制約があるため難しいと考えられるものの、納期も担保した生産計画を立案するよう機能の改善を図っていくことが期待される。

２－５－３．ファクトリーエネルギーマネジメントシステム ③（事業化の見通し）

• 業務優先になるため、生産計画を変更することは難しい。

• ＦＥＭＳ運用のために第三者に生産実績データ提供することには抵抗がある。

ＦＥＭＳの提供機能と展開先イメージ

19


0

1,000

2,000

3,000

4,000

5,000

6,000

7,000

8,000

2011年（実績）

2012年（実績）

2013年（見込）

2014年（予測）

2015年（予測）

2016年（予測）

2017年（予測）

2020年（予測）

日本のFEMS市場（百万円）


想定販売先の主な意見


見える化分散型電源、空調・照明等制御

生産設備制御（生産計画見直し）

大規模工場

導入済



中小規模工場




３．通信インターフェイス等（構成要素②）

異なるメーカーの相互接続を実現するため、HEMSと家庭内機器との通信インターフェイスについては、平成２４年２月にスマートハウス標準化検討会において、ECHONET Lite推奨することが決定された。

その後、平成２４年６月に設立されたスマートハウス・ビル標準・事業促進検討会においては、重点機器の下位層（伝送メディア）や運用マニュアルの整備、また国内外への普及に向けた国際標準化の検討といった課題について取り組むこととなった。

３－１－１．ＨＥＭＳと家庭内機器との通信インターフェイス①（必要性、課題、実証事業の概要）

21

第１回スマートハウス・ビル標準・事業促進検討会

2012年6月22日

構成要素② 通信インターフェイス

重点機器の下位層（伝送メディア）及び運用マニュアルの整備については概ね検討が終了。国際標準化に向けた動きとしては、ECHONET Liteは平成２５年１０月に国際標準化が承認されると共に、同１２月には海外初となる認証支援センターが設立された。

また、ECHONET Liteの国内普及を促進するために、HEMS認証支援センターを設置。HEMS認証支援センターではECHONET Liteに対応したHEMSや家庭内機器への中小企業の参画を促すため、 ECHONET Liteの認証を支援。平成２４年１１月に開所し、これまで１６８件の支援を実施（平成２５年１１月末時点）。

３－１－２．ＨＥＭＳと家庭内機器との通信インターフェイス②（成果、今後の課題・見通し）

22


電力会社とアグリゲーター間については、デマンドレスポンスを電話・メールによる手動からシステムによる自動デマンドレスポンス（以下、ADR）導入のため、通信インターフェースの標準化が課題となっていた。

そのため、スマートハウス・ビル標準・事業促進検討会においてデマンドレスポンスに関する技術標準として米国の規格であるOpenADRをベースに日本版ADRを２０１３年５月に策定。新宿実証センターに日本版ADRに準拠したシステムを構築し実証を行っている。

本実証では、２０１３年度において東京電力BSPをベースとしたアグリゲーターとの連携実証や4地域実証との連携実証を実施。今後は全電力会社への拡大ならびに電力システム改革に向けたネガワット取引などのユースケースに対応した標準化・実証を行う。

３－２．電力会社ーアグリゲーターの通信インターフェイス

中央給電指令所

YSCPCEMS

豊田CEMS

けいはんなCEMS

北九州CEMS

ＤＲ信号発動用クライアント

ＡＤＲ信号経路

電力会社の節電依頼信号経路

MEMS/BEMS/FEMS試験サイト（デベロッパー、企業）

早稲田大学新宿実証センター＜新宿標準試験サイト＞

早稲田大学新宿実証センター＜新宿標準試験サイト＞ HEMS

スマートフォン

WebServer

ADR信号

ADR信号

ADR信号 ADR信号

ADR信号

節電信号

スマートハウス

ADR信号節電信号

４地域実証

節電アグリゲータクライアント

アグリゲーターDRサーバー

ＤＲ発動依頼ＢＳＰシステム電力DRサーバー

（子）

電力DRサーバー（親）

23


（※１）日本版ADRスマートハウス・ビル標準・事業促進検討会において策定された電力会社とアグリゲーター間の自動ディマンドリスポンスの標準手法

（※２）東京電力BSPピーク需要抑制に寄与するビジネスプランについて、原子力損害賠償支援機構と東京電力が共同で募集を実施。ピーク需要抑制期間は平成24～26年度。

分散配置された住宅用蓄電池、事業所用蓄電池、系統用蓄電池等の蓄電池を統合制御し、大規模電源の需給調整等の用途への活用が期待されるが、そのための標準化された通信インターフェイスが存在しない。

そのため、横浜市実証において、蓄電池を統合制御するシステム（蓄電池SCADA(Battery SupervisoryControl and Data Acquisition) ）を構築し、住宅用蓄電池、事業所用蓄電池、系統用蓄電池と連携させる実証を実施。

実証システムの通信インターフェイスの国際標準化を目指してIECへ国際規格案を平成２４年５月に提案した。現在も国際規格化を目指して活動中。

３－３．複数蓄電池の通信インターフェイス

24

画面イメージ

蓄電池ＳＣＡＤＡ東芝製

事業所用蓄電池東京電力綱島変電所に設置した大規模蓄電池

家庭用蓄電池

画面イメージ

実証事業と国際標準化のスケジュール

2011 2012 2013 2014

システム構築実証

国際標準化活動

国際提案

国際規格化


準備

ユースケース登録

電気自動車等を電力のピークカットや非常用の電源として活用するため、電気自動車等から宅内へ給電を行うV2Hについて、①電気的な安全性、②車両と接続機器の互換性、③通信制御、充放電制御の互換性を確保することが必要。

横浜市実証において電気自動車から直流によって宅内へ給電するシステムを開発、豊田市実証においてPHEVから交流によって宅内へ給電するシステムを開発。これらのシステム開発・実証も踏まえて、平成２５年５月に一般社団法人電動車両用電力供給システム協議会が「電動自動車用充放電システムガイドライン」（以下「V2Hガイドライン」）を策定。

北九州市実証における燃料電池自動車から家庭への給電、豊田実証における燃料電池バスから避難所等への給電についても本ガイドラインを踏まえたものになっている。ただし、燃料電池自動車については、各社が給電実証を行うフェーズにあったため互換性までは確認できていない。２０１４年度以降は異なるメーカーのＶ２Ｈ給電システムとの互換性について検証する必要がある。

また、災害時対策として燃料電池自動車等からの給電を今後普及させていくためには、Ｖ２Ｈガイドラインとは別に、給電を受ける避難所側の電気設備の在り方ついても検討が必要。

３－４．Ｖ２Ｈガイドライン

豊田市実証で開発したＶ２ＨシステムＶ２Ｈガイドライン（AC版）で規定されている内容

25

車両と屋内配線間の電力接続、および制御に関する取り決めの詳細について規定。

１．適用範囲６．回路構成２．引用規格・基準７．通信制御３．用語定義８．充電制御・放電制御４．構成９．故障診断５．システム概要


４．ビッグデータを活用するインフラ（構成要素③）

スマートメーターは、電力使用量の見える化やきめ細かな料金メニューの設定のために不可欠な基盤。

スマートメーター本体が満たすべき基本的要件については、決定済み。（2011/2 スマートメーター制度検討会）スマートメーターとＨＥＭＳの間は公知な通信方式を用い、メーカーが独自仕様を用いないこととしている。（2013/5 スマートハウス・ビル標準・事業促進検討会において、通信方式の詳細仕様等を定めた運用ガイドラインを策定）

昨年９月、全ての電力会社は、ＨＥＭＳ設置等に伴いスマートメーターの設置を希望する需要家や小売全面自由化後、小売事業者の切替を希望する需要家に対しては、スマートメーターへの交換を遅滞なく行うことを表明。さらにスマートメーター導入効果の早期実現への強い期待を受けて、各電力会社において、計画の詳細について検討を実施し、今年３月までに導入完了時期を前倒した計画を公表。

４－１．スマートメーター

スマートメーターの導入計画（2013年度末現在）

27

北海道東北東京中部北陸関西中国四国九州沖縄

高圧導入完了

2016年度

完了完了2016年度

完了2016年度

2016年度

2016年度

完了2016年度

低圧

本格導入開始

2015年度

2014年度下期

2014年度上期

2015年7月

2015年度

開始済

2016年度

2014年度下期

2016年度

2016年度

導入完了

2023年度末

2023年度末

2020年度末

2022年度末

2023年度末

2022年度末

2023年度末

2023年度末

2023年度末

2024年度末

構成要素③ ビックデータを活用するためのインフラ

４－２．Ｂルート提供機能の開発・見える化等

28Ａルート（電力会社用通信） Bルート（HEMS用通信）

電力会社

一般家庭テレビ照明

エアコン太陽光

提供されるエネルギー使用情報を活用した新ビジネスの創出が期待

される

HEMS

構成要素③ ビックデータを活用するためのインフラ

スマートメーターとＨＥＭＳとの連携機能(Ｂルート)により、需要家は、自らの電力等使用情報を、リアルタイムで取得することが可能となる。

横浜市実証、けいはんな実証において、標準規格に準拠した、スマートメーターからのＢルート通信の試験提供を実施。スマートメーターからHEMSへの計量データの直接提供によって、需要家の電気使用量（３０分値）をタブレット等にグラフ表示させるとともに、節電行動を支援するディマンドリスポンス情報をインターネットを介して前日にタブレットへ配信。

なお、本年秋には、一部の電力会社が、対象等を限定した形でＢルート通信の提供を開始する予定であり、平成28年4月までには、全電力会社が、全供給エリアにおいて、需要家の個別要望に応じたＢルート対応を本格開始予定。

５．ディマンドリスポンス（構成要素④）

これまでピーク時間帯には調整電源によって供給量を確保することで対応してきたが、スマートコミュニティの構築によって、需要側で需要量を抑制して需給バランスを確保することが可能となり得る。このため、供給量に応じて需要量を抑制するディマンドリスポンスに関する実証を進めている。

５－１．ディマンドリスポンス

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時間帯別料金（Time of Use：ＴＯＵ）時間帯に応じて異なる料金を課すもの

ピーク別料金（Critical Peak Pricing：ＣＰＰ）需給がひっ迫しそうな場合に、事前通知をした上で

変動された高い料金を課すもの

（１）電気料金型ディマンドリスポンス（２）インセンティブ型ディマンドリスポンス

概要ピーク時に電気料金を値上げすることで、各家庭や事業者に電力需要の抑制を促す仕組

メリット比較的簡便であり、大多数に適用可

デメリット時々の需要家の反応によるため、効果が不確実

概要電力会社との間であらかじめピーク時などに節電する契約を結んだ上で、電力会社からの依頼に応じて節電した場合に対価を得る仕組

メリット契約によるため、効果が確実

デメリット比較的手間がかかり、小口需要家への適用が困難（例）

構成要素④ ディマンドリスポンス

２０１２年度、２０１３年度の実証結果として電気料金型ディマンドリスポンスによって２割のピークカットが継続的に可能であることを確認。また、ピーク別料金（ＣＰＰ）の価格を高くした場合でも、その効果は飛躍的に伸びるわけではないことも確認。

ＣＰＰは、①電気料金負担が増加する可能性、②オフピーク時間帯の薄く受ける割引メリットよりもピーク時間帯に電気料金が大幅に割高となるデメリットを重視する、③需要の大きい時間帯に電気料金を引き上げるのはフェアではない等の課題があり、ＣＰＰの普及には更なる取組が必要と考えられる。

５－２－１．電気料金型ディマンドリスポンス①

31出所：京都大学大学院依田教授、政策研究大学院大学田中准教授及びスタンフォード大学経済政策研究所伊藤研究員による統計的検証結果

（※３）統計的有意性とは、その効果が単なる偶然により生ずる可能性を表したもの。

（※４）北九州市実証の被験者は、既にＴＯＵ契約に加入している180世帯であったため、ＴＯＵの効果を比較検証することができなかった。

（※２）けいはんな実証では、夏季のピーク時間帯は午後１時～４時、冬季のピーク時間帯は午後６時～９時

２０１２年度夏(６月～９月) ２０１２年度冬(１２月～２月) ２０１３年度夏(６月～９月)

電気料金（※１）ピークカット効果

統計的有意性（※３）

ピークカット効果

統計的有意性(※３)



ＴＯＵ－（※４）－（※４）－（※４）－(※４) －(※４) －(※４)

CPP＝５０円 ̶18.1% 5%水準 -19.3% 1%水準 -20.2% 1%水準CPP＝７５円 ̶18.7% 5%水準 -19.8% 1%水準 -19.2% 1%水準CPP＝１００円 ̶21.7% 1%水準 -18.1% 1%水準 -18.8% 1%水準CPP＝１５０円 ̶22.2% 1%水準 -21.1% 1%水準 -19.2% 1%水準

２０１２年度夏（７月～９月）２０１２年度冬（１２月～２月）２０１３年度夏（７月～９月）

電気料金（※２）ピークカット効果



統計的有意性(※３)



ＴＯＵ（２０円上乗せ） -5.9% 1%水準 -12.2% 1%水準 -15.7% 1%水準

CPP（４０円上乗せ） ̶15.0% 1%水準 -20.1% 1%水準 -21.1% 1%水準

CPP（６０円上乗せ） ̶17.2% 1%水準 -18.3% 1%水準 -20.7% 1%水準

CPP（８０円上乗せ） ̶18.4% 1%水準 -20.2% 1%水準 -21.2% 1%水準

北九州市

けいはんな

2012年度実証結果（サンプル数：180）


（※１）北九州市実証では、夏季のピーク時間帯は午後１時～５時、冬季のピーク時間帯は午前８時～１０時、午後６時～８時




ディマンドリスポンスの効果を定量的に把握するため、国内４地域（横浜市、豊田市、けいはんな学研都市、北九州市）において、幅広い住民の参画を得て、実証実験を実施。

主にＣＰＰの効果分析を行ってきたが、需要家の負担感の少ないＰＴＲ等の新たな電気料金型ディマンドリスポンスに関する検証を行うことも必要と考えられる。

また、ディマンドリスポンスの取組への加入促進策の検討も必要と考えられる。

５－２－２．電気料金型ディマンドリスポンス②

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制御手法

電気料金の表示電気料金の表示

＋リコメンド（省エネコンサル）

電気料金の表示＋

自動制御

料金メニューによる効果

TOU（※１）けいはんなけいはんな

＜省エネコンサル＞横浜

＜エアコン＞

CPP（※２）

北九州＜料金変動＞その他３地域＜ポイント与奪＞

豊田＜Webポータル、スマートフォン、フォトフレームで節電行動アドバイス＞

けいはんな＜省エネコンサル＞

横浜＜エアコン＞豊田

＜エアコン、照明、TV＞

RTP（※３）

豊田＜Weｂポータル、スマートフォン、フォトフレームで地域内ランキング、電気料金等表示＞

豊田＜Webポータル、スマートフォン、フォトフレームで節電行動アドバイス＞

豊田＜蓄電池、PHV＞

PTR（※４）未実施


（※１）TOU(Time of Use)：時間帯別料金（時間帯に応じて異なる料金を課すもの）（※２）CPP(Critical Peak Pricing)：ピーク別料金（需給がひっ迫しそうな場合に、事前通知をした上で変動された高い料金を課すもの）（※３）RTP(Real Time Pricing)：リアルタイム料金（需給バランスに刻一刻と対応して料金が変動するもの）（※４）PTR(Peak Time Rebate：ピーク帯リベート（需給がひっ迫しそうな場合に、事前通知をした上で削減量に対して節電報酬を支払うもの）

５－３－１．インセンティブ型ディマンドリスポンス①

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インセンティブ型ディマンドリスポンスについては、平成25年度から実証に必要なシステム開発・構築等を行っており、平成26年度から本格的に実証を行う予定。具体的には、東京電力と、アグリゲーターであるエナノック・ジャパン（丸紅）、シュナイダーエレクトリック（双日）等が東京電力管内で下記のような実証を行う予定である。

エネルギーマネジメントの手法

制御対象として想定される設備想定される反応時間

想定される需要抑制の発生頻度業務・商業用施設

※照明、空調にかかる電力消費を制御

産業施設※製造工程にかかる電力消費を制御

電力消費量の制御

照明・空調の消費抑制※需要家サイドにＥＭＳを導入して、アグリゲーターからの指令を受けてＥＭＳで負荷制御するケース

数十分～数時間

低

分散電源の活用

自家発電活用※需要家サイドに設置した自家発電で対応するケース

数秒～数時間

低～高

蓄電池活用※需要家サイドに設置した蓄電池で対応するケース

数秒～数時間

低～高

蓄熱槽活用※需要家サイドに設置した蓄熱槽で対応するケース

数秒～数時間

低～高

シュナイダーエレクトリック（双日）

エナノック・ジャパン（丸紅）

日立

エナリス

東芝

グローバル・エンジニアリング


５－３－２．インセンティブ型ディマンドリスポンス②

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インセンティブ型ディマンドリスポンスの一類型である、電力会社と大口需要家（500kW以上）の間で締結されている需給調整契約については、ディマンドリスポンス発動の実績はほとんどない状況であり、需給調整契約を如何に機能させるように変化させるか検討することが必要と考えられる。

また、電気事業者は、中小需要家向けに対してもインセンティブ型ディマンドリスポンスを行いつつあるが、現在の取組では、

①容量（基本料金）としての価値が評価されず、従量料金しか支払われないため、アグリゲーターにとって安定的なビジネスになり得ない

②予備力確保が目的とされており、アンシラリーへの対応がないため、ディマンドリスポンスのビジネスの幅が限定的

③節電量を測る上で必要な基準となる需要量（ベースライン）の設定方法が標準化されていない

等の課題が指摘されており、これらの課題への対応を検討することも必要であると考えられる。

ネガワット取引に関する検討項目例

①ネガワット取引の活用類型の整理

②節電要請が無かった場合の電力消費量の想定（ベースライン）の設定

③需要削減量の測定方法

④契約のあり方


６．周辺サービス（構成要素⑤）

６－１．周辺サービス

高齢者見守りサービス

HEMSデータから高齢者の生活パターン異常を検知。独居老人等の高齢者の異常を早期に発見し、応急処置や搬送サービスを提供。

機器メンテナンスサービス

HEMSデータから家電等の異常を検知し、故障前のメンテナンスサービスや故障時の部品を事前準備するサービスを提供。また、これらのサービスと保険ビジネスを組合せることも可能

地元商店街連携サービス

HEMSデータと消費者の生活に有用となるサービス（地元商店街で使用できるクーポンなど）とを連携させた地域活性化サービス

ホームセキュリティサービス

HEMSデータから宅内への侵入者を検知し、宅内にある家電等を適切に制御し侵入の防止及び警備会社への迅速な対応を促すサービス

在・不在分析による効果的な宅配サービス

電力利用データを元に、中央管理センターで顧客の在・不在状況を分析し、導き出した効果的な宅配ルートにて配達するサービス

［新しいサービスの例（イメージ）］

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構成要素⑤ 周辺サービス

様々なプレーヤーの参入を促進するためには、ディマンドリスポンスだけでなく、エネルギーマネジメントシステムから派生する新たな周辺ビジネスを促進し、事業性を高めることも必要。ＨＥＭＳデータを利活用してセキュリティ(見守りサービス)、ヘルスケア等の生活サポートサービスを提供するプラットフォームを構築し、サービス事業の検証を実施。

他方で、こうしたサービス事業を展開していくにあたって、企業間連携やプライバシーの観点からの課題も存在する。経済産業省情報経済課が事務局を務めるスマートハウス・ビル標準・事業促進検討会では、今後様々な事業者が電力利用データの利活用において連携していくことを想定し、アプリケーション・プログラム・インターフェース(ＡＰＩ)等の統一化に向けて検討を行う。また、電力利用データの利活用に係るプライバシー上の課題に対応するため、データの利活用のユースケースを整理し、それを踏まえた事業者がとるべき措置(事業者の作成する利用規約等や消費者への説明に際し留意すべき点等)を検討する。

従来、輸送手段に過ぎなかった自動車は、電気自動車等の登場によって、自動車から家庭への給電（Ｖ２Ｈ）や充電施設における充放電管理等によってピークカット等のかたちでエネルギーシステムに貢献し得る可能性があるため、この可能性を実証している。

Ｖ２Ｈについては、既に事業展開しているものもある。今後は、電気自動車等の普及状況に合わせて、充電施設における充放電管理等を概ね2015～2020年度に順次本格的に展開する方向で検討を進めている。

他方、単純なＶ２Ｈや充放電管理ではなく、需要予測を踏まえた充放電の最適制御等の高度な機能を提供しようとするものは、採算性を確保するために必要な電気自動車の普及台数等と現在の状況の乖離が著しく、事業の見通しがついていない状況。比較的長期の将来を見据えた事業の是非について検討が必要。

６－２．輸送分野のエネルギーシステムへの組込み

37

構成要素⑤ 周辺サービス

７．課題と対応の方向性

７．主な課題と対応の方向性（まとめ）

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（１）本実証で開発・実証中の高度なエネルギーマネジメントシステムの普及には、その費用に見合った効果があるか、特に新たに提供される機能であるディマンドリスポンスに価値があるかが大きな影響を与えると考えられる。

①ディマンドリスポンスの費用対効果の検証が必要ではないか。・ディマンドリスポンスの効果（料金型については、一定程度実証済み。インセンティブ型については、本年度に実証予定）

・ディマンドリスポンスに係るコストの適正化に関する検証等

②ディマンドリスポンスの実施に必要な基盤環境を整備することが必要ではないか。・下位ＥＭＳやスマートメーター等のインフラ整備・ＥＭＳと機器間の互換性の確保・ディマンドリスポンスに関するルールの整備（例．ネガワット取引に関するガイドラインの検討等）等

③ディマンドリスポンスに係る魅力を高めるとともに、需要家の負担を軽減することが必要ではないか。・蓄電池等の機器の低コスト化、負担軽減・負担感の少ないディマンドリスポンスの仕組み作り（例．ＰＴＲ等の他の料金手法、ＡＤＲの検討等）・潜在的な需要家の誘引（例．シャドービリング、ビルプロテクションの検討等）

（２）エネルギーマネジメントの普及には、ローカルデータに基づく魅力的なサービスの提供も重要と考えられる。・魅力的なコンテンツの在り方・ビッグデータ利活用に向けた基盤環境の整備（例．ＡＰＩ等の統一、プライバシー上の課題への対応）等

（３）特に交通分野については、採算性を確保するために必要な電気自動車の普及台数等と現在の状況の乖離が著しく、事業の見通しがついていないものが多い。比較的長期の将来を見据えた事業の在り方について検討が必要と考えられる。

（４）需要の制御に関する取組は比較的活発なものの、電気・熱をコミュニティ単位で面的に利活用しようとする取組の効果の検証や、技術的・ビジネス的課題への対応の検討が手薄いと考えられる。

次世代エネルギー・社会システム実証事業 ～進捗状 …...資料1...

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