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講演資料集エネルギー安全都市が拓く日本の未来 - AESセンター

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講演資料集エネルギー安全都市が拓く日本の未来 - AESセンター
東京工業大学ソリューション研究機構
先進エネルギー国際研究センター(AESセンター)
第 3 回シンポジウム
エネルギー安全都市が拓く
日本の未来
講演資料集
2012年4月17日(火)13:30~17:45
東工大蔵前会館 くらまえホール
主催:東京工業大学ソリューション研究機構先進エネルギー国際研究センター
後援:日本経済新聞社
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27
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27
AESシンポ「エネルギー安全都市が拓く日本の未来」
AESシンポ「エネルギー安全都市が拓く日本の未来」
30 Mar 2012
くらまえホール
くらまえホール 17
17 APR
APR 2012
2012
都市における
太陽光発電の役割と可能性
黒
川
浩
助
東京工業大学ソリューション研究機構
AES国際研究センター 特任教授
再生可能エネルギー協議会
再生可能エネルギー協議会 代表
代表
東京農工大学
名誉教授
東京農工大学 名誉教授
1
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AESシンポ「エネルギー安全都市が拓く日本の未来」
AESシンポ「エネルギー安全都市が拓く日本の未来」
30 Mar 2012
くらまえホール
くらまえホール 17
17 APR
APR 2012
2012
都市における
太陽光発電の役割と可能性
1.日本の太陽光発電の実力
・ いまやミリオン・ルーフ時代
・ ソーラー・スマートコミュニティへ
2.ソーラー産業都市への発展
・ 産業用太陽光発電
・ 未利用地におけるメガソーラー
3.都市防災のための太陽光発電
・ 信頼できる太陽光発電
・ 防災対応標準装備を!
4. メッセージ
2
15
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30 Mar 2012
日 本 累 積 導 入 量
(MW)
6000
5000
500万kWライン
ミリオンルーフ時代到来
2011FY_est
532.4万kW
2010FY4Q
4000
2010暦年 3,619MW
3000
2000
1000
0
1990
1995
2000
2005
2010
2015
[データ] IEA PVPSによる2010年(暦年)までの累積値に
2010年度実績+2011年度1Q-3Q実績値+2011年度4Q推定値
3
3
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30 Mar 2012
住宅用太陽光発電システムの実力
● 3-4kW/軒 → 70-80% 家庭用電力供給
● 急速にグリッドパリティ・レベルに接近中!
● 将来はオール電化住宅100%供給も可能に
● すでに約100万軒:ミリオンルーフ時代へ!!
● 真の持続性;セキュリティ(おらがエネ)
NEDO/群馬県太田市集中連系プロジェクト
合計:324戸
浅間山麓に広がる個人住宅太陽光発電
火口
火口
浅間山
合計:324戸
浅間山
小諸市
小諸市
千曲川
4
出典:PV-net
16
千曲川
4
4
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30 Mar 2012
住宅用太陽光発電コストダウン中!
住宅用太陽光発電コストダウン中!
価格1≒
44万円/kW
価格2≒
32万円/kW
価格3≒ 31.4万円/kW
5
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30 Mar 2012
集合住宅ケーススタディ
(多摩ニュータウン諏訪団地)
東京都多摩市
UR都市機構諏訪団地
6
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30 Mar 2012
戸建住宅団地ケーススタディ
(多摩ニュータウン西武北野台団地)
凡
記
1995年度 PVTECシステム実用化委員会報告書
例
号
名
称
5
階
高
フ
フラット屋根
カ
方流れ屋根
キ
切 妻 屋 根
ヨ
寄 棟 屋 根
シ
シェル屋根
現在の性能の太陽電池を用いて,エネルギー自立の
可能性:年間発電電力量≒年間地域消費電力量
7
(出典) PVTECシステム実用化委員会:第3章住宅コミュニティケーススタディ,1995.3.
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30 Mar 2012
ソーラー住宅コミュニティの可能性
戸建
発電
戸建および集合住宅地域がいずれも3.5人/軒×1900軒の
1住区規模として,配電線1回線に接続想定した場合の地域
消費電力量と,西武北野台と諏訪団地それぞれの可能発電
電力量を1住区相当に換算した場合
地域
消費
集合
発電
88
(出典) PVTECシステム実用化委員会:第3章住宅コミュニティケーススタディ,1995.3. kurochans-net
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30 Mar 2012
1km2区画に1000世帯以上がある地域数
ソ ー ラ ー タ ウ ン
適
地
抽
出
電 圧 上 昇 緩 和 1000 世 帯
/km2程度該当地域:
全国11,654ブロック
該当ブロック数の多い6 地
域 (東京,京都・大阪,名古
屋,和歌山,豊橋,静岡)か
ら世帯平均占有面積≧333
㎡ の ブ ロ ッ ク 選 別 :
8,535ブロック該当
選別ブロック立地1,000 軒
戸 建 住 宅 に 各 7kW 太陽光
発電を設置:
総計59.7GW
(8,535×7kW×1000)
同・5kW設置:
総計42.7GW
(出典) NEDO/PVTEC自律度向上型太陽光発電システムのフィージビリティスタディ,2005.3, 総合版報告書 p.415.
・電圧上昇抑制の観点から,1 km2 当たり1000 世帯程度を満たす地域ブロック:全国11,654ブロックが存在
・該当ブロック数の多い6 地域 (東京,京都・大阪,名古屋,和歌山,豊橋,静岡)から世帯平均占有面積が,戸建に適した333 ㎡以上
のブロック選別:8,535ブロック該当
・各ブロック立地1,000 軒の戸建住宅に各7kW の太陽光発電システムを設置すると,総計59.7GW(8,535×7kW)
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30 Mar 2012
東京都23区 PV導入可能地域
阿佐ヶ谷駅
23区全面積
に対する戸
建て住宅屋
根面積割合
(%)
高円寺駅
約20%
山手線内
航空写真
より検出
太陽光発電
設置場所
屋根面積の1/2
南面と想定
太陽光発電
設置面積
65.0 km2
太陽光発電
設置総容量
9.7 GW
効率15%相当
総発電
電力量
10.8 TWh/Y
2030年国内
電気の1%程度
東工大
きわめて
現実味ある
解なのだ!!
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AESシンポ「エネルギー安全都市が拓く日本の未来」
AESシンポ「エネルギー安全都市が拓く日本の未来」
30 Mar 2012
くらまえホール
くらまえホール 17
17 APR
APR 2012
2012
都市における
太陽光発電の役割と可能性
1.日本の太陽光発電の実力
・ いまやミリオン・ルーフ時代
・ ソーラー・スマートコミュニティへ
2.ソーラー産業都市への発展
・ 産業用太陽光発電
・ 未利用地におけるメガソーラー
3.都市防災のための太陽光発電
・ 信頼できる太陽光発電
・ 防災対応標準装備を!
4. メッセージ
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30 Mar 2012
産業用太陽光発電(イメージ)
佐倉第3工業団地
V2H:
社員所有EV充電
→夕刻家庭ピーク
屋根面積の70%に21MW,壁面積の60%に6MW,
駐車場の70%に9MWが設置可能(団地面積の
太 陽 光 発 電 供 給 率 37%). 地域発電量は消費量の約40%~70%(推定
方法で異なる)
全国工業団地の約60%を想定すると約2,600万
潜 在 導 入 可 能 量 kWが可能(年間24,000GWh相当)
(出典)
(出典) PVTECシステム実用化委員会:第3章住宅コミュニティケーススタディ,1995.3.
PVTECシステム実用化委員会:第3章住宅コミュニティケーススタディ,1995.3. kurochans-net
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30 Mar 2012
工場用システム事例
□ 住宅用に比較して10~100倍のモジュール取引単位のため
流通コスト節減可能:市場拡大でさらにコストメリットに期待
□ 太陽電池モジュールは軽量で強度充分:金属折板葺き屋根
での簡単な構造で強度確保→低コスト設置が可能
□ 第二次グリッドパリティ到達の期待分野 →14円/kWh
反射光シミュレーションを実
施・電磁雑音障害も問題なし
表面は標準
仕様のガラス
佐久市佐久咲くひまわり(LLP)
吉田工業 工場視察(100kW)
2008.8.25 黒川撮影
羽田空港国際線貨物エリア2MWシステム
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30 Mar 2012
工 業 施 設 導 入 可 能 量
(PV2030)
物理的潜在量
物理的潜在量
想定
単位導入規模
導入可能量
事業所
建築面積
385 km2
0.2 kW/m2
77,071 MW
非建築用地
1,068 km2
0.2 kW/m2
213,651 MW
ケース 2
工業施設
小
計
事業所
建築面積
非建築用地
290,722 MW
(100 %)
34.7 km2
0.2 kW/m2
(69.4 km2*)
(0.1 kW/m2*)
6,936 MW
16.4 km2
0.2 kW/m2
3,271 MW
(32.7
km2*)
(0.1 kW/m2*)
工業施設
小
計
10,207 MW
(3.5 % ~ 7.0 %*)
(*筆者注:占積率=0.5を見込んだ現実的な修正値)
元データ:NEDO「PV2030+」ロードマップ報告書,p.115, ttp://www.nedo.go.jp/content/1001162421.pdf
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30 Mar 2012
H20年度耕作放棄地全体調査(農水省)
緑
黄
農用 地
470
非農用地
350 km2
合
820 km2
計
km2
赤
(判断未了)
(非農地)
110 km2
340 km2
360
450 km2
260 km2
640 km2
2
310 km
900 km2
370 km2
980 km2
670 km2
1,350 km2
67,000 MW
135,000 MW
202,000 MW
284,000 MW
km2
太陽光発電
82,000 MW
導入可能量
占積率=50%;
0.1 KW/m2
赤
(注) 本調査は現地調査により市町村毎の地図化が目的。
!
「緑」 人力・農業用機械で草刈り・耕起・抜根・整地を行うことにより耕作することが可能
3倍
の
「黄」 草刈り・耕起・抜根・整地では耕作不適;基盤整備実施で農業利用すべき土地
はこ
「赤」 森林化・原野化している等、農地に復元不可能な土地(著しく困難な場合等)
田
耕
休
+
・平成20年度耕作放棄地全体調査(耕作放棄地に関する現地調査)の結果について
15
http://www.maff.go.jp/j/press/nousin/nouti/090407.html
・太陽光発電導入可能量は,黒川の試算
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30 Mar 2012
土地開発公社の長期保有土地の面積
H22年度
前提条件
10年以上
保有土地面積
96.81 km2
下記注
太陽光発電
換算容量
7,260 MW
占積率=0.5
モジュール変換効率=15%
太陽光発電換算
年間発電電力量
7,260 GWh/年
年等価稼働時間=1000時間
(注) 総務省:平成22年度土地開発公社事業実績調査結果概要,2011.12.22,
http://www.soumu.go.jp/main_content/000140091.pdf
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AESシンポ「エネルギー安全都市が拓く日本の未来」
AESシンポ「エネルギー安全都市が拓く日本の未来」
30 Mar 2012
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17 APR
APR 2012
2012
都市における
太陽光発電の役割と可能性
1.日本の太陽光発電の実力
・ いまやミリオン・ルーフ時代
・ ソーラー・スマートコミュニティへ
2.ソーラー産業都市への発展
・ 産業用太陽光発電
・ 未利用地におけるメガソーラー
3.都市防災のための太陽光発電
・ 信頼できる太陽光発電
・ 防災対応標準装備を!
4. メッセージ
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30 Mar 2012
太陽光発電の「緑の価値」
PV によるCO2 排出削減 :
730 g-CO2/kWh(石油火力) - 70g/kWh-PV製造
= 660 g-CO2/kWhPV
(運転時にはCO2フリー)
1m2 PV→100WPV →100kWh/Y→ 66 kg-CO2/m2/Y
1m2 森林緑化→ 0.649 kg-CO2/m2/Y 吸収
X100
太陽光発電した電力で太陽
電池を製造するソーラーブ
リーダー概念も
3000 m2 森林
(テニスコート6面分)
3kW-PV on 130 m2 (40坪)
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30 Mar 2012
文京区
東京ドーム
東京ドーム5個の面積のPV(11.7MW)
文京区全体(11.3 km2)の植林と同じ効果
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30 Mar 2012
太陽電池のエネルギーペイバックタイム EPT
80
投入エネルギー
周 辺 機 器
モジュール
EPT & CO2PT
EPT
CO2PT
10
8
60
6
40
4
20
2
0
多結晶Si 多結晶Si 多結晶Si
(1991年) (現状)
(将来)
EPT & CO2PT(年)
投入エネルギー(GJ/kW)
100
0
a-Si
CIS
※算出条件
多結晶Si(1991年) / 地上設置1MW、生産規模=不明、運用エネルギー=1%
その他 / 住宅用3kWシステム、生産規模=100MW/年、運用エネルギー=省略
※多結晶Si(現状)の値は、NEDO試算を元にAISTにて再計算を行ったもの。
http://unit.aist.go.jp/rcpv/ci/about_pv/supplement/supplement_1.html
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30 Mar 2012
太陽光発電の基本的な環境価値
1. 太陽から地球に吸収され,再び大気圏外へ再放射される
太陽エネルギー・フローを乱さない再生可能エネルギー
(地球内部にストックされたエネルギーを開放する化石・原子力資源は再放射増加とス
トックの減少をもたらす)
2. 太陽光発電システム製造等投入エネルギーは,およそ2
年間の発電エネルギーで回収可能
(参考図:寿命20年の間に10倍のエネルギーゲイン)
3. 1m2 の 太 陽 光 発 電 シ ス テ ム の CO2 排 出 抑 制 効 果 は ,
100m2の森林のCO2吸収効果に匹敵
(参考図:石油火力発電所・森林と対比)
4. 屋根上,荒れ地や砂漠など,バイオアクティビティの低い
スペースに設置された太陽光発電システムは,エネル
ギー供給やCO2 吸収のためのバイオキャパシティを消費
せず,いわゆるフットプリントを残さない
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30 Mar 2012
丈夫に見える屋根上太陽光発電
!?
(黒川研からのメッセージ V.6, 4/27)
(セキスイハイム)
くの字に折れ曲がったJR仙石線の車両(宮城県東松島市) 2011.3.19
朝日新聞 http://www.asahi.com/photonews/gallery/110317eq-1/11031904b.html
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30 Mar 2012
丈夫に見える屋根上太陽光発電!?
(黒川研からのメッセージ V.6, 4/27)
岩手県宮古市田老地区
(セキスイハイム)
Here, too!
http://kenplatz.nikkeibp.co.jp/article/const/news/20110331/546733/?SS=imgview&FD=1154182637
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30 Mar 2012
いわき市の事例
PV-net による調査
地震による棟の瓦破損
破損しなかったPVモジュール
PV売電電力メーター
(東北電力のメーター
は取り外し済み)
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30 Mar 2012
宮城県亘理町現地調査
柱4本で辛うじて立っている亘理町漁協
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http://shi.na.coocan.jp/tohokukantodaijisin-1.html
kurochans-net
30 Mar 2012
亘 理 町 視 察
2011.7.13調査
漁協の仮設事務所の電源
と し て 太 陽 光 発 電 が !!
N: 38°2’21.369 999 999 995 3
E140°54’57.760 000 000 009 2
27
26
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30 Mar 2012
Useful “Emergency PV”
大船渡市の碁石コミュニティセンターへ太陽光発電
http://www.kahoku.co.jp/news/2011/04/20110405t35044.htm
可搬式「リチウムイオン蓄電システム+太陽光発電」
アフリカ仕様の太陽光発電浄水装置
造水能力:500L/hour
(エスイーバイオマステクノ社)
http://www.47news.jp/
CN/201105/
CN2011050301000487.html
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30 Mar 2012
産廃最終処分場跡地への設置事例
未利用地・遊休地での事例
□ 公害・鉱害などで利用できない未利用地でも,建設可能は工法が開発され,
太陽光発電システムの建設が可能になった。(右写真は置き基礎の例)
□ メガソーラー・スーパーメガ級の対象地としてのポテンシャルは大きい
高知市よさこいメガソーラー
須崎ゴミ最終処分場
高知県須崎市ゴミ最終処分場
(200kW)
(200kW)
川崎市浮島廃棄物埋立処分地(7000kW)
2010.10.15
黒川撮影
2010.10.15
黒川撮影
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AESシンポ「エネルギー安全都市が拓く日本の未来」
AESシンポ「エネルギー安全都市が拓く日本の未来」
30 Mar 2012
くらまえホール
くらまえホール 17
17 APR
APR 2012
2012
都市における
太陽光発電の役割と可能性
1.日本の太陽光発電の実力
・ いまやミリオン・ルーフ時代
・ ソーラー・スマートコミュニティへ
2.ソーラー産業都市への発展
・ 産業用太陽光発電
・ 未利用地におけるメガソーラー
3.都市防災のための太陽光発電
・ 信頼できる太陽光発電
・ 防災対応標準装備を!
4. メッセージ
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30 Mar 2012
21世紀の選択 - おらがエネルギー
- 国産エネルギーによる自立率:70~80%/軒実績!!
- ミリオンルーフ時代に突入!
家づくり:
- 心地よいデザイン;発電機能 + 住宅性能向上 + 防災
- エネルギー自立;ZEH・ZEB;PEH・PEB;LCCM*,
- 日照権,自己影
*LCCM:ライフサイクルカーボンマイナス
街づくり:
- 太陽エネ利用に適した街路・都市計画:
地域日照最大,風通し
- スマートな地域最適化の不可欠な要素
- コミュニティの自立と防災・リスクマネージメント
産業団地・農業利⽤・未利⽤地:
- 全量買い取り制度
- 高いCO2排出抑制効果:工場立地法大幅規制緩和
カーボンFP削減:人類生存へのソリューション!
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Memo:
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パネル討論資料
エネルギー安全都市の条件と
実現への課題
-安定供給と低炭素化の両立-
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(1)䝸䜰䝹䝍䜲䝮ᩱ㔠(Real Time Pricing, RTP)
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(2)⥭ᛴ䝢䞊䜽᫬ㄢ㔠(Critical Peak Pricing, CPP)
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(3)⥭ᛴ䝢䞊䜽᫬䝸䝧䞊䝖(Peak Time Rebate, PTR)
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