地域エネルギー資源を活用した復興まちづくりの計画支援に関する研究環境創生研究グループ：国立研究開発法人国立環境研究所都市スケールのエネルギーシステム計画支援モデル地域エネルギーを活用する環境創生研究の必要性東日本大震災から約4年が経過しましたが、その復興は我が国の急務であり、重要な課題です。放射性物質汚染の課題等とならんで、災害を被った産業や社会基盤の復興、および地域社会の再生が重要な課題として残されています。被災自治体では，早期の復興・再生と同時に環境・資源制約に適合した新しいエネルギーシステムの整備が求められています．本研究では，地域エネルギー資源を活用した、拠点地区の計画支援ツールを構築し，復興を主導する拠点地区における、技術政策オプションを選定して評価するプロセスを提案しています．低炭素産業クラスター雇用効果低炭素ブランド人口維持発電量減少系統電力発電火力発電所地域発展コスト発生工場・市街地・植物工場熱供給ネットワーク CO2排出ポテンシャルの推計結果凡例凡例凡例凡例コストコスト [円/ＭＪ] [円/ MJ] 環境負荷環境負荷 [Kg-CO2/ MJ] [Kg-CO2/Ｍ 0.46 - 1.72 0.46 －灯油・LPガス平均より安価に供給できる範囲 - 0.037 Ｊ] 0.034 0.034 － 0.037 0.038 - 0.039 0.038 － 0.039 0.040 0.040 0.041 - 0.042 0.041 － 0.042 0.043 0.043 0.044 - 0.045 0.044 － 0.045 0.046 0.046 0.047 0.047 0.048 - 0.049 0.048 － 0.049 0.050 - 0.051 0.050 － 0.051 1.73 - 2.73 1.72 1.73 － 2.74 - 3.58 2.73 2.74 － 3.59 - 4.35 3.58 3.59 － 4.36 - 5.07 4.35 4.36 －産業用A重油より安価に供給できる範囲生活基盤への再投資化石資源消費削減排熱コストポテンシャルの推計結果経済基盤への再投資地域エネルギー資源 • 小地区（500mメッシュ）ごとの発電所廃熱エネルギーの利用可能性を明らかにし，ポテンシャルの高い地区ではエネルギー集約型産業を誘致するなど，特性に適合した土地利用方法の検討 • 火力発電所排熱の効率的活用を実現するために，既存の産業・住宅等への供給計画に留まらない，将来的な土地利用の変更可能性に開かれた検討 5.08 - 5.73 5.07 5.08 － 5.74 - 6.35 5.73 5.74 － 6.36 - 7.05 6.35 6.36 － 7.06 - 7.96 7.06 － 7.05 7.96 7.97 - 9.22 7.97 － 9.22 相馬共同火力発電所 !( 相馬共同火力発電 QOL 所浸水区域_広域浸水区域拠点地区の計画支援モデル中心部（町役場）入力条件新地火力発電所ＬＮＧ基地拠点地区：新地駅周辺地域供給条件の解析技術データベース需要データベース 燃料名 利用制約（地域資源の供給上限等） 価格（地域固有の供給条件） 技術名 効率 定格出力 最大・最小入出力 価格 時間別エネルギー需要 60 電力給湯暖房 40 20 0 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 地区内の土地利用計画住宅公共ガス導管ネットワーク本プロジェクトにおける検討対象（将来的な内容も含む） LNG基地将来シナリオのイメージスマート制御による熱・エネルギー最適化事業地域付加価値を付与した中心市街地活性化事業出力商業最小化年間総費用 =設備費（年間）＋燃料費制約条件 ①季時ごとの最終需要（電気、冷熱、温熱）の充足 ②各機器の入出力エネルギーが設備容量以下であること ③エネルギーフローのバランス • 地域特性（時間別需要パターン・エネルギー価格等）に応じた最適システム（ガスエンジン等規格選定と接続関係）の設計案と運転計画の導出 • 年間最小コスト（設備費＋燃料費）の定量化新地駅周辺を対象としたシステムデザイン 560kW×1機 740kW×1機 280kW×1機東北電力・業務用電力料金系統連携系統電力ガス 1200 1000 kWh 商業 •コジェネによる電熱併給 •地域周辺の施設の運営混合整数計画問題として定式化ガスエンジン重油・・・産業排熱 800 600 400 冬季 0 4 8 121620 ヒートポンプガスタービン 1176 kW(冷却能力) 燃料電池排熱 1200CGS→電力需要 1000 800 冷凍機 844kW×1機中間季 2 6 10141822 0 4 8 121620 系統→電力需要電力需要冷熱需要 600 400 200 0 0 4 8 12 16 20 500kW×2機夏季 0 バイオマス地熱電力需要 200 kWh エネルギーセンタ－最適デザインモデル分散型エネルギーシステムのデザイン（機器構成等）施設農業熱電気所浸水区域_広域浸水区域 • コストポテンシャル分布：導管敷設コストが支配的な要因となっており、距離に比例して増加してく傾向を示す．重油・灯油・ガス等の代替的なエネルギー源よりも低い価格で供給できる範囲が特定。 • CO2排出ポテンシャル分布：一様に0.04（kg-CO2/MJ）程度と推計されており，火力発電所より10km圏内に収まる本研究のケーススタディエリア内においては全域で地域エネルギー供給システム導入時にCO2排出削減効果が期待（重油・ガス等の代替エネルギー源のCO2排出原単位が0.06～0.07（kg-CO2/MJ）程度）ケーススタディエリア • 福島県・新地町 • 人口約8,000人 • 2機の100万kW級の発電機を持つ火力発電所が町内南部に位置する工業団地に立地 • さらに2機の発電機を建設可能な用地が保持されており， LNG基地の建設が計画相馬共同火力発電所 !( 相馬共同火力発電 [Wh/hour] 低炭素居住地形成熱交換器 2 6 10 14 18 22 0 4 8 12 16 20 CGS→吸収式冷凍機→冷熱需要 HP→冷熱需要冷熱需要 4000 温熱需要ボイラー kWh 3000 低炭素型産業コンプレックス形成事業福島県内の先導開発地区における発展型創造シナリオの提示 2000 最適化計算の結果、選択されたエネルギーフローと機器最適化計算の結果、選択されなかったエネルギーフローと機器 1000 • LNG基地への近接性という地域特性に応じて、ガスエンジンを活用したコージェネレーションシステムが選択 • 従来型のシステム（エアコン、ガスボイラー等で構成）に対して38%（2.3kt-CO2 /年）のCO2排出量の削減効果 0 0 4 8 121620 2 6 10141822 0 4 8 121620 CGS→熱交換器→温熱需要 GB→温熱需要温熱需要 ※蓄熱タンクの設置を想定しているため冷温熱の需給は日単位では等しいものの、時間単位では不一致が生じる