日本におけるスマートエネルギーネットワーク 構築への取組

2013年11月7日

東京ガス株式会社 代表取締役 副社長執行役員

村木 茂

自然エネルギー財団シンポジウム

発電所 系統電力 ネットワーク

重点施設･周辺地域 への電力･熱の供給

ＬＮＧ基地

風力発電 バイオマス 発電

天然ガスパイプライン

ガス空調

再生可能エネ・CGS導入による省エネ・低炭素化

BLCP等の付加価値向上

CGS

CGS

再生可能・未利用 エネルギーと 天然ガスを融合

ごみ焼却場

CGS

熱供給ライン

熱供給ライン

熱供給ライン

電力ピークカットによる電力系統の安定化

系統電力の 負荷平準化

ICT技術(xEMS)を活用した省エネ、需給調整

スマートエネルギーネットワークの概要とそのもたらす価値

SENEMS:Smart Energy Network Energy Management System

BEMS

HEMS

HEMS

SENEMS

SENEMS

「スマートエネルギーネットワーク」 ： 天然ガスコージェネレーション（ＣＧＳ）や再生可能エネルギー等の分散型エネルギーシステムから発生する熱と電気を、エネルギーネットワークと情報通信技術（ICT)

を活用して、建物単位、地域で面的に最適利用し、省エネ・省ＣＯ２とBLCP等の付加価値向上、系統

電力のピークカットを実現する次世代エネルギーシステム

1

スマートエネルギーネットワークのイメージ

太陽光発電

2

分散型エネルギーシステムの普及に向けた取り組み

（産業界） -低価格なエネルギーの確保 -工場操業安定化に寄与する自立電源の確保 -企業成長に資するエネルギービジネスへの挑戦

（地方自治体） -安定かつ低廉なエネルギー供給による地域の魅力度向上 -企業誘致による地域の持続的な活性化

（都市開発事業者） -エリアの防災用・緊急用自立電源の確保 -魅力的かつ高機能なまちづくりによる不動産価値の向上

＜分散型エネルギーシステム普及の効果＞ ①早期の電力需給安定化と電力総コストの削減 （短期立地が可能なコージェネ導入促進で2030年に3,000万kW（電力供給の15％）） ②都市・地域・産業の競争力向上（防災性・減災性・事業継続性（BCP）の確保）

③再生可能エネルギー・未利用熱エネルギー導入促進による省エネルギー、ＣＯ２削減の推進

高効率天然ガスコージェネ活用によるエネルギーシステムの再構築

都市開発モデル

工場電源コジェネモデル

工場団地モデル

3

熱多消費工場

工場電源コジェネモデル（産業競争力の向上）

中圧ガス導管

従来型システム

電気

熱

最新型コジェネ

ガスエンジン ガスタービン

設備更新

アグリゲーター

複数サイトの余剰電力を集約することでコジェネ（小規模電源）からの電力供給を促進し、電力需給安定化への貢献とコジェネ採算性向上を図る

導入規模 3～10万ｋＷ／件

集約した電力

○熱多消費産業界（鉄鋼・化学・製紙・食品など）が主体的に推進

○老朽化したコジェネの高効率化更新および高効率コジェネの追加設置を実施

○最新型コジェネは発電効率が高いため、熱の発生量に対する発電量が大幅に増加

○発電の際に発生する廃熱を全量工場内で利用し、余剰電力を系統に外販

新たな電力取引市場

各サイトへ発電指令

スチームタービン

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工業団地

工業団地モデル（企業誘致）

新規誘致

工場

既存

工場

既存

工場

新規誘致

工場

清掃工場

廃熱

再生可能

ｴﾈﾙｷﾞｰ

電気

熱

既存

工場

中圧ガス導管

地域発電所

ガスエンジン ガスタービン

○地域エネルギーサービス事業者および地方自治体が主体的に推進

○工業団地の一画に、3～10万ｋＷ級の地域発電所を建設

○発電の際に発生する廃熱と発電電力の面的利用を図ることで低コストで安定的なエネルギーを供給

○工業団地からの余剰電力は系統に外販

新たな電力取引市場

各サイトへ発電指令

集約した電力

※

※エネルギーサービス事業者へ施設管理および運用のアウトソーシング化検討

最新型コジェネ

電力市場を活用する際、発電計画作成等の管理業務代行や設備の定期修理時のバックアップなど、系統への電力供給を支援する

アグリゲーター

特別高圧送電線

ＬＮＧ工場

発電所

廃熱蒸気・温水 （高温未利用ｴﾈﾙｷﾞｰ）

清掃工場

供給信頼性の高い 中圧ガス導管 ネガワット取引

中圧ｶﾞｽ導管

更なる拡張も検討

＜今後の展開＞ ・ 市町村による低炭素まちづくり計画の策定段階から、ｴﾈﾙｷﾞｰの面的利用にも配慮した、ｴﾈﾙｷﾞｰ・ 環境対策の一体的推進（ｺｰｼﾞｪﾈﾚｰｼｮﾝの電気・熱、再生可能ｴﾈﾙｷﾞｰ、下水道熱、清掃工場廃熱等）

・ スマートエネルギーネットワークを基盤とした自立型の低炭素まちづくりモデルを海外にも展開

２２ｋV電力線

自立分散型電源 （ｺｰｼﾞｪﾈﾚｰｼｮﾝ、蓄電池等)

電力

温熱 冷熱

都市開発モデル（スマートエネルギーネットワークの活用による都市機能の向上）

○デベロッパー、地域エネルギーサービス事業者および地方自治体が主体的に推進

○エリア電力需要の30～60％程度の容量の最新型コジェネを導入し、自立電源確保による 都市機能向上と省エネを実現。当面は、特定電気事業＊を活用

＊許可を受けた特定エリアに電力を供給する事業 （自己電源を全体の50%以上持つことが必要）

（参考） エリア規模別省エネ性 （50％自立電源ケース）

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中規模開発 大規模開発

延床面積 20万m2 60万m2

電力需要 10,000kW 30,000kW

コジェネ規模 5,000kW 15,000kW

コジェネの発電効率 43％ 49%

省エネルギー効果 31% 34%

下水道熱 （低温未利用ｴﾈﾙｷﾞｰ）

7

・横浜市磯子区の当社社宅を新設（24戸）し、最新設備を導入した集合住宅を利用して2012年度より実証開始。

•高断熱の躯体をもつ集合住宅に、再生可能エネルギー活用設備（太陽光発電装置、太陽熱利用ガス温水システ

ムSOLAMO）、家庭用燃料電池エネファーム、蓄電池等を導入し、電気・熱を住戸間で融通

•エネルギーの見える化、家電の自動制御、住民の消費行動変化を促す最適制御等を行い、コストを抑えて省エ

ネ・CO2削減の効果を高める方策を実証

実証中ならびに構想検討中の事例① スマートハウス（磯子社宅）

▼HEMS

▼太陽光発電 ▼SOLAMOシェアルーフ

▼SOLAMOバルコニー

▼エネファーム

CEMS

家庭用燃料電池の仕様比較 製造メーカー

（スタックメーカー）

アイシン精機

（京セラ）

JX

（京セラ）

パナソニック

（パナソニック）

東芝

（東芝）

燃料電池形式 SOFC SOFC PEFC PEFC

低格出力 700W 700W 750W 700W

貯湯量

貯湯温度

90ℓ

約70℃

90ℓ

約70℃

146ℓ

約60℃

200ℓ

約60℃

効率

定格発電 46.7%(LHV) 45.0%(LHV) 39.0％(LHV) 38.5％(LHV)

定格総合 90.0%(LHV) 87.0%(LHV) 95.0％(LHV) 94.0％(LHV)

耐久性

10年耐久

（連続、9万時間）

10年耐久

（連続、9万時間）

10年耐久

（DSS、6万時間）

10年耐久

（SS、8万時間）

※ＳＯＦＣ：固体酸化物型燃料電池 ＰＥＦＣ：固体高分子型燃料電池

※ＳＯＦＣの発電効率は、将来的に５５％程度まで向上する見通し 8

２０１０ ２０１５ ２０２０ ２０２５ ２０３０

補助金

ユーザー負担額

事業の自立化

３０万台 ストック台数

東京ガスのエネファーム事業ロードマップ

２０２０年度目標

エネファームの海外展開によるシナジー

燃料電池自動車普及によるシナジー

導入期 普及期

集合住宅市場への導入

スマート化の推進

１４０万台 ５３０万台 国の目標

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火力発電所以上の発電効率を実現する高効率ガスコージェネも商品化 今後の「低炭素・高度防災都市づくり」における導入が期待される

火力発電所の平均発電効率

小型業務用(ジェネライト）

中大型

ＣＧＳ

家庭用

高効率化が進むガスコージェネレーションのラインアップ

＝熱需要の旺盛なお客さま（産業用等）向け

ガスエンジン＝電力需要の旺盛なお客さま（業務用等）向け

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実証中ならびに構想検討中の事例②

田町地区における検討事例 地区全体の低炭素化に向け、「スマートエネルギーセンター」と「港区の公共公益施設等の3施設」を熱・電気・ 情報のネットワークで連携（都市再開発エリアでのスマートエネルギーネットワークの構築は日本で初めて） 将来的には、西側エリアの開発に合わせてスマートエネルギーセンターを設置、東側との連携により 地区全体で約45％のCO2削減を目指す

・高効率CGS（ｶﾞｽｴﾝｼﾞﾝ・業務用燃料電池）、 ﾍﾞｽﾄﾐｯｸｽの高効率熱源システムの採用

・太陽熱、地下ﾄﾝﾈﾙ水等の再生可能ｴﾈﾙｷﾞｰ、未利用ｴﾈﾙｷﾞｰの最大導入・有効活用

・ｴﾈﾙｷﾞｰｾﾝﾀｰと公共公益施設等をICTを活用して連係し、ｴﾈﾙｷﾞｰ需給を一括管理・制御するｼｽﾃﾑ（ｽﾏｰﾄｴﾈﾙｷﾞｰﾈｯﾄﾜｰｸ・ｴﾈﾙｷﾞｰﾏﾈｼﾞﾒﾝﾄｼｽﾃﾑ「SENEMS」）を導入

→地域への熱供給事業で建物側の制御を するのは日本初の取り組み

・熱の継続供給、防災拠点の保安電力へのCGSからの電力供給によるBLCPの構築

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• ICTを活用し、建物とスマートエネルギーセンターを連携し、エネルギー需給を一括管理・制御するSENEMSを開発

•SENEMSを活用し、外気状況・空調機等建物のエネルギー利用状況・熱源機の運転状況等を把握した上で、スマートエネルギーセンターから、リアルタイムに空調機制御を行う等による最適制御を行い、エリア全体の低炭素化を図る。

•エネルギーの見える化による「スマートなエネルギー利用」を促す

SENEMS（スマートエネルギーネットワーク・エネルギーマネジメントシステム）による需給制御

田町地区のほか、豊洲埠頭地区、西新宿地区等への導入を計画・構想中

実証中ならびに構想検討中の事例②

田町地区における検討事例

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実証中ならびに構想検討中の事例③

日本橋室町地区における事例 •三井不動産が推進中の既存街区（日本橋室町三丁目）の再開発において、自立分散型電源（世界最高水準の高効率ガスエンジンコージェネ）による電力・熱供給を行い、ＢＣＰ貢献が高い都市防災力を飛躍的に高める取り組みを実施（日本初、2019年供給開始予定）。

•既存街区を含めた建物総延床面積は約100万㎡、電源容量は約5万kW。電気と熱を供給する「スマートエネルギーネットワーク」を構成し、エリアのCO2排出量を抑制、低炭素化を実現。

出所：三井不動産資料より

東日本大震災でも供給が途絶えなかった中圧ガスラインを利用することで、 系統電力の供給が停止した場合でも、各ビルのBCPに必要な電力を供給

電気

熱（冷温水、蒸気）

電気

熱 電気

開発建物

廃熱

系統電力が供給停止となった場合も 中圧ガスラインからの供給により発電

(仮称）日本橋室町三丁目地区 市街地再開発地区

開発区域外 開発区域外 開発区域外

系統電力

ガス

ガス 開発区域外

電気

非常用発電機

非常用発電機

開発建物

高効率発電機 （コージェネシステム）

高効率熱源機器

都市ガスを燃料としたコージェネシステムにより発電。 系統電力からの電気と併用

発電には災害時の信頼性が 高い都市ガスを使用

電力会社からの電気も使用

各ビルの非常用 発電機とあわせて BCP電源を確保

三井本館

三井二号館

日本橋 三井タワー

COREDO室町

日本橋 室町東地区 1-5街区

日本橋 室町東地区 2-3街区

平常時

非常時

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複数地冷プラントの連携等の省エネ、未利用ｴﾈﾙｷﾞｰのﾈｯﾄﾜｰｸ化による活用

大型自立分散型電源の導入により、CO2の大幅削減(40%以上)とセキュリティを向上

（対象地域全体で約30万t-CO2削減に相当）

省エネ ・地冷プラントの設備更新、複数地冷の

連携

（2013年4月新宿地冷と西新宿地冷間で熱融通を

開始）

・建物内設備に省エネ対策

未利用エネルギー活用 ・清掃工場廃熱を広域蒸気ネットワークを

介して、地冷で活用

・清流復活再生水を地冷プラントにて

冷却水、熱源水として活用

セキュリティ対策 ・大型ＣＧＳの導入（４～６万kW）と自営

線供給による地域のセキュリティ向上 （2012年12月都庁へ自営線で3,000kW供給開始）

出所：東京都心市街地像研究会

清流復活再生水

広域蒸気ﾈｯﾄﾜｰｸ

地冷プラント設備更新

建物内省エネ対策

地冷連携

新エネルギー拠点

実証中ならびに構想検討中の事例④

～西新宿地区における地域冷暖房の検討～

スマエネが提供する価値

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まちづくりと一体となった熱エネルギーの面的利用 ～品川地区～

• 清掃工場廃熱の活用、高効率エネルギーセンターの構築等により、大幅な省エネ、省CO2を実現可能

• 省エネによる直接的便益（エネルギーコストの削減）に加えてBLCPへの貢献等の間接的便益も大きい

●鉄道車両基地

●水再生ｾﾝﾀｰ

●大学街区

JR品川駅

地域エネルギーセンター

･地域ｺｰｼﾞｪﾈ ･高効率地域冷暖房 他

広域蒸気

ネットワーク

●DHC街区

清掃工場

■民生部門のCO2排出量（推定）：約57万t-CO2／年のうち

CO2削減ポテンシャル：約15万t-CO2／年（約25%）

（再開発街区の推計分を含む）

出所：カーボンマイナス・ハイクオリティタウン調査委員会 報告書（2010.3） （委員長：村上周三(独)建築研究所理事長, 事務局（一般社）日本ｻｽﾃﾅﾌﾞﾙ建築協会）

※C,Bとも年額に換算

EB: Energy Benefit

（直接的便益）

＝光熱費の削減

執務者の知的生産性の向上

街区の不動産価値向上／地域経済への波及効果

BLCP（災害等非常時の業務・生活継続計画）への貢献／環境規制強化等のリスク回避

CO2削減価値／ グリーン電力・グーン熱価値の創出

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

コスト（Ｃ） 便益（Ｂ）

コスト・便益　[億円/年]

■費用対便益

＜検討地区の概要＞

NEB: Non-Energy

Benefit （間接的便益）

•都心中心地域 （区域面積 約400ha）

•オフィス、商業、ホテル、集合住宅等が混在（延床面積約880万㎡）

•清掃工場が近接－未利用エネルギー（清掃工場廃熱）の有効活用を計画

•各種の低炭素化対策－機器効率向上、太陽光／熱、高断熱化、地域コージェネ等

＜効果＞

共同溝使用のニーズ

●ホテル街区

平成23年5月31日 まちづくりと一体になった熱エネルギーの有効利用に関する研究会（第２回）資料より

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東京オリンピック開催エリアにおけるスマエネ構築

電気のﾈｯﾄﾜｰｸ ガスのﾈｯﾄﾜｰｸ

熱のﾈｯﾄﾜｰｸ 情報のﾈｯﾄﾜｰｸ

ＳＥＮＥＭＳ® （Smart Energy Network Energy Management System） ・各建物・熱源の情報を集約・見える化 ・気温等の外部情報を加え、需要側と供給側 (プラント設備)の最適制御による省エネ ・非常時のＢＣＰ制御

・エネルギー集中監視・制御 ・電力負荷調整とゾーン間の電力融通 によるピーク低減 （バーチャルピークシフト）

ヘリテッジゾーン

東京ベイゾーン

SENEMS®

ガスコージェネ

選手村

SENEMS®

SENEMS®

ガス空調

清掃工場

ガスコージェネ

ガスコージェネ

BEMS

燃料電池

BEMS

暫定バックアップ

BEMS

統合SENEMS®

オリンピック施設のスマエネ化により、エネルギー需給を一体管理し、オリンピックエリアでの安定的な運営に寄与 ①高いエネルギー自立度によるBCPへの貢献 ②省エネ・低炭素化 ③電力ピークカットによる系統電源への貢献 ④オペレーションコストの低減などのコストダウン

・大規模コージェネ設置による低炭素化・高度防災対応 ・バックアップによるエネルギーセキュリティの向上 ・再生可能エネルギー・未利用エネルギーの利用拡大

熱・電気のネットワーク化による効果

ﾎﾞｲﾗｰ

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