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講演資料（PDF:1370KB）
無断転載禁止 2014/2/4 スマートコミュニティ課題解決セミナー スマートコミュニティ構築の課題と解決の糸口 小野田弘士 早稲田大学環境総合研究センター 准教授 株式会社早稲田環境研究所 取締役会長 資料３ 本日の話題 • • • • スマートコミュニティへのアプローチ エネルギー視点からのスマートコミュニティ 事例：本庄スマートエネルギータウンプロジェクト 事例：埼玉県におけるバイオマスの利活用プロジェクト 1 本日の話題 • • • • スマートコミュニティへのアプローチ エネルギー視点からのスマートコミュニティ 事例：本庄スマートエネルギータウンプロジェクト 事例：埼玉県におけるバイオマスの利活用プロジェクト 2 スマートコミュニティ関連事業の問題点 日系企業のスマートシティの3つの落とし穴 スマートシティは手段にすぎない！ ●リスク回避を優先。乗り遅れ目立つ。 ●電力に固執し、狭まる視野。 ●ノウハウこそ重要。単品売りは薄利。 出所：日経ビジネス（2011.12.5）より。 上記の点も含め、以下の問題点が顕在化している。 • 市民不在 • 行政・地域ニーズと民間とギャップ • 『供給側』への偏在性 3 スマートコミュニティ形成へ求められるアプローチ 地域を知る ○その地域で何を実現したいのか（雇用創出、産業振興、復興等）？ ○その地域にはどんな暮らしが待っているか（地域市民のメリット）？ 行政の予算 がヒント ○その地域で守っていきたいものは何なのか（文化、価値観）？ ○その地域で改善しなければいけない問題は何なのか（廃棄物問題）？ 上記を実現するための手段のひとつとしての スマートシティ&タウンプロジェクト 地域ニーズ&特性に 応じたプランニング よくあるパターン 再生可能エネルギー等の導入そのもののが目的化してはならない！ それをやってしまうと・・・・ ○ハード・システムの議論に終始するだけ。 ○その結果として、どんな地域のプロジェクトも同じに見えてしまう。 そこに覚悟は コンソーシアム形成 ○シティやタウンという特定地域で取り組むことの意味は何なのか？ ありますか？ ○社会インフラの再構築が求められているとすれば、何がボトルネッ クになっているか？ ○必要なのは情報の「共有化」→窓口の一本化 ○ステークホルダー間のギャップを埋める機能の必要性 ○エリアマネジメントを含めた産官学民の適切な役割分担と設計 4 これまで これから 地域・都市等 人流 物流 工業 もの お金 情報流 人・ﾋﾞｼﾞﾈｽ 金流 連 携 廃棄物流 お金 エネルギー流 人・ﾋﾞｼﾞﾈｽ もの ｴﾈﾙｷﾞｰ 商業 業務 ・コミュニティービジネスの育成 ・既存産業の活用 ・3R型産業の育成 ・廃棄物回収・ｴﾈﾙｷﾞｰ連携等 農林 漁業 ｴﾈﾙｷﾞｰ 外部へ・外部から 外部へ・外部から 市民 NPO 廃棄物 本庄スマートエネルギータウンプロジェクト 本庄早稲田の『地の利』と早稲田大学の『知』を結集した産学官民連携型のまちづくりプロジェクト*を展開中。 本庄の『利』 災害の少なさ 恵まれた自然環境 充実した交通網 産学官連携 豊富な農産物 伝統・祭り・文化財 etc. 次世代スマートハウス群 共有インフラ化によるエネルギーシェアリン グを想定した次世代型スマートハウス群 エコポイントシステム 次世代オフィス 中央通り線沿道街区や保留地を中心に検討中 市民参加型のエコポイントシステム エネルギーコントロール センターを含む地域サー ビスプロバイダ機能の拠 点基地化 保留地 次世代商業施設 ベイシアG SM （H25竣工） 次世代モビリティシステム 電力、都市ガス、再生可能&未利用エネ ルギーのベストミックス、建物間融通等に よる分散型エネルギーシステム 既成市街地と本街区との効率的な連携を 考慮した次世代モビリティシステム 地域資源循環システム 拡張型スマートエネルギーネットワーク 周辺施設との熱融通を考慮した自立・分散 型エネルギーシステム 国内外の他都市へ展開可能なノウハウを蓄積・移転 周辺地域との連携を前提とした地産地消 型のバイオマス利活用システム 本庄スマートエネルギータウンプロジェクトの目指すもの 単独の建築物での取り組みは限界⇔タウンで取り組む意義 民 通常の建築物 建築物（住宅・商業施設等） 共有設備（ex.スマートメータ） 等 共 ICT、次世代モビリティシステム 等 本庄スマートエネルギー タウンPJが目指す部分。 共有インフラ（ex.熱導管、地中熱、分散型エネルギー）、駐車場 等 インフラ（道路、電気、都市ガス等） 公 UR事業の範囲 本庄スマートエネルギータウンのコンセプトの整理 ●スマートエネルギータウンやエコタウンは、現状の取り組みを『進化』させたものと位置付ける。 ●スマートエネルギータウンへ取り組むことの『動機づけ』を強化することを目的に以下の整理を行う。 *赤字：強調を推奨する点 本庄の『利』 災害の少なさ スマプロで提供可能な『手段』 →本庄市の『利』を強化する． 自立・分散型エネルギーシステムの構築 地震・風水害がないこと、『遷都構想』 恵まれた自然環境 充実した交通網 再生可能エネルギー、未利用エネルギー、 電気自動車や燃料電池の積極活用 周辺地域と連動した地域資源循環システムの構築 東京まで50分 産学官連携 地域サービスプロバイダ事業のモデル化 豊富な農産物 エコポイント等による地産地消推進 学研都市 食の安全・安心（水も含めて） 伝統・祭り・文化財 豊富な観光資源 次世代モビリティ等を活用した交流人口の増大 本日の話題 • • • • スマートコミュニティへのアプローチ エネルギー視点からのスマートコミュニティ 事例：本庄スマートエネルギータウンプロジェクト 事例：埼玉県におけるバイオマスの利活用プロジェクト 9 kWとkWhの違いは？ このピークを下げるのが「節電」 面積を小さくするのが「省エネ」 「CO2削減」 「節電」と「省エネ」「CO2削減」は違います！ ex.自家発電設備は「節電」には貢献。一方、CO2削減に対してはどうか？ 家庭で最もエネルギーを使う用途は？ 【認識】みんなはこう思っているけど・・・・ 「冷房・暖房で70％」 「冷房は2％。動力他（家電・照明）が最も大きい。 家電 14% 照明 16% 【実態】こうなっている。 動力他 34% 暖房用 25% 暖房 40% 冷房 30% どのような用途が一番大きいと思うかに対する回答（地域：東京） 出典：東京理科大学井上隆研究室 ※第1回住宅・建築物の省CO2シンポジウム 配布資料より小野田作成。 冷房 2% 厨房用 13% 出典：エネルギー経済統計要覧 給湯用 26% 東田特区の電源系統の概要 九州 電力 新日鉄 八幡 製鉄所 九州電力㈱ 北九州変電所 220kV連系 新日本製鉄㈱ 八幡製鉄所 戸畑共火㈱ 851MW 工場内電力需要 66kV連系 東田 特区 八幡東田電力需給組合 東田ｺｼﾞｪﾈ㈱ 立地企業電力需要 32MW 負荷 空調 照明 家庭電力需要 ビル ビル 一般需要家 BEMS 表示端末 HEMS 蓄電・蓄熱 － ＋ PCS 発電 PCS 負荷 発電 負荷 空調 PCS 空調 照明 照明 蓄電・蓄熱 － ＋ PCS 一般需要家 スマートメータ 発電 負荷 発電 PCS 空調 PCS 照明 12 分散型エネルギーシステムの類型 ○北欧モデル 電力 発電所 一般需要家 熱 暖房需要が多いことから発電所からの排熱 を熱導管を通じて供給（日本では未利用） ○北九州モデル 大規模 CGS 熱 工場等 電力 （自営線） 一般需要家 一般需要家は、ほぼ 「オール電化」 （数十MW） 蒸気は全て製鉄所で消費。 ○本庄早稲田モデル 系統電力 発電所 都市ガス CGS 熱 一般需要家 需要家サイドにCGSを適正配置し、 再生可能&未利用エネルギー、建物 間融通等によるベストミックス。非常 時の自立性を確保する。 本日の話題 • • • • スマートコミュニティへのアプローチ エネルギー視点からのスマートコミュニティ 事例：本庄スマートエネルギータウンプロジェクト 事例：埼玉県におけるバイオマスの利活用プロジェクト 14 太陽熱・地中熱を熱源とした地点熱供給事業の概要と特長 【事業の概要】 ベイシア本庄早稲田ゲート内の飲食店街区において、太陽熱お よび地中熱を熱源とした地点熱供給事業 【本事業の特長】 太陽光発電よりもエネルギー転換効率が高い太陽熱を空調・給 湯に利用するとともに、地中熱ヒートポンプによるバックアップを 行う。 複数の飲食店（現状では、３～４店舗を計画）に対して、再生可 能エネルギーを利用した共有の熱源設備を設置し、熱供給を行 う事業は国内初の試みである。 エネルギー供給設備を合同会社本庄早稲田エリアマネジメント が保有するエネルギーサービス事業の形態を採用しているため、 テナントのイニシャルコスト負担を軽減しながら、再生可能エネ ルギーを導入することが可能となる。 太陽熱を利用した空 調システムの例 本庄早稲田地区 本庄早稲田地区は、埼玉県エコ タウンプロジェクトの中核的エリ アに位置付けられています。 ベイシア本庄早稲田 ゲート店 本日の話題 • • • • スマートコミュニティへのアプローチ エネルギー視点からのスマートコミュニティ 事例：本庄スマートエネルギータウンプロジェクト 事例：埼玉県におけるバイオマスの利活用プロジェクト 16 埼玉県再生可能エネルギー導入に向けた取り組み 17 バイオマスのエネルギー利用技術 直接燃焼 熱・発電 ガス化 合成ｶﾞｽ 気体燃料・発電 液体燃料※ バイオマス ※ﾒﾀﾉｰﾙ, DME, FT合成油 熱化学 変換 炭化 炭化物 急速熱分解 液体燃料 （バイオオイル） 熱分解 生物化学 変換 水熱ガス化／液化 液体燃料等 エステル交換 ﾊﾞｲｵﾃﾞｨｰｾﾞﾙ油 メタン発酵 メタン（ﾊﾞｲｵｶﾞｽ） アルコール発酵 エタノール ◆未利用木質バイオマスの高効率エネルギー利用システム～埼玉県秩父市～ 地域の課題 【コーディネート（官）】 課題とニーズの“マッチング” ・地域の主要産業の撤退による雇用 の場の確保 ・林業の活性化 地域のニーズ 再生可能エネルギー政策の推進策の ひとつとしての未利用森林資源のエネ ルギー利用の推進 【コーディネート（産学官）】 共通認識の醸成を目的とした産学官コンソーシアムの立ち上げ 【調査】 地域特性とエネルギーの需給バランスの把握 →森林資源と熱需要が旺盛な事業所が近接している。 コア・システム ガス化＋バイオオイル化 事業化に向けた課題 原料の安定確保 高効率エネルギー利用システムの構築 木材産業全体の活性化 【ソリューション設計】 剪定枝を含めた原料集荷 システムの設計・構築 ・バイオガスの熱エネルギー利用 ・バイオオイルの流通・保管システム （公的資金による技術開発・実証） 住宅メーカー等を巻き込んだ 6次産業化事業の設計・構築 3年間の検討を経て、事業化に一定の目途 事業化検討 プロジェクトファイナンス19 平成23～25年度環境省地球温暖化対策技術開発事業 『未利用木質バイオマスの高効率エネルギー利用システムの開発と実証』 [60t/d] 生成ガス 木質チップ 生成ガス 冷却器 湿式電気 集じん機 場内での熱利用 （蒸気発生等） 可燃ガス （水分30wt%） 発熱量 45 ｱｯﾌﾟﾄﾞﾗﾌﾄ式 反応炉 乾重量 100 発熱量 100 バイオオイル 重質タール 分離器 乾重量 17 発熱量 22 重質タール 加湿器 空気 蒸気 軽質タール＋水 周辺地域へ供給 場内での熱利用 （蒸気発生等） ●バイオマスエネルギーの転換効率（冷ガス効率） ガス化 液化（バイオオイル） 液化（バイオエタノール） ～70% 高効率だが、生成物（ガス）の輸送は困難 50%～ 高効率、生成物輸送容易→中小規模分散型製造に最適 < 30% ガソリン代替燃料として有用だが低効率 バイオマス利活用ネットワークの構築イメージ 周辺地域（40km圏内） 秩父近隣（15km圏内） 需要量（kℓ/年） 需要量（kℓ/年） 重油代替利用（工場） 灯油代替利用（清掃工場） 合計 24,969 770 25,739 重油代替利用（工場） 灯油代替利用（清掃工場） 合計 110,684 4,148 114,832 埼玉県における木材流通のフロー 森 ●C, D材がバイオマス原料 ●A, B材の需要を伸ばすことがC, D材 を確保することの大前提 林 A,B 材 イ.C,D 材 (141,252ｔ/年) 間 伐 主 ア.C,D 材 (9,500ｔ/年) 伐 エ.林地残材 (36,472ｔ/年) ウ.林地残材 (8,935ｔ/年) 主に A,B 材 除 再 伐 利 オ.林地残材 (10,434ｔ/年) 製 材 カ.製材残材 (31,600ｔ/年) 所 用 製 主に再利用 産業廃棄物 処 理 業 者 キ.その他 (136,400ｔ/年) 消 費 ●県産材の積極活用推進 一部焼却等 焼 却 公 等 園 家 庭 道 路 出所：埼玉県 品 ク.その他 (113,179ｔ/年) 市 町 村 焼却施設等 ●原料の確保という観点からする と無視できない。 22 ◆環境省地球温暖化対策技術開発・実証事業（平成23～25年度） 「未利用木質バイオマスの高効率エネルギー利用システムの開発と実証」 秩父市におけるし尿処理施設においてバイオオイルとA重油の混焼試験を実施し、その燃焼性とCO2削減効果を確認した。 ・A重油に対するバイオオイルの混焼率30vol%以上を目標にしたところ、50vol%以上の混焼が可能であることを確認した。 ・排ガス等への影響もないことを確認し、バイオオイルが代替燃料として有効であることを確認した。 ・同施設における運転実態を反映し、CO2削減率を算定したところ約33.6%となった。 実証試験に用いた燃料の主な性状 燃料 低位発熱量 MJ/kg pH A重油 42.70 - バイオオイル 29.72 3 運転終了 バイオオイル噴霧試験装置の外観 バイオオイル噴霧試験結果（焼却炉単独運転） 防災拠点の中心施設としての清掃工場（日本機械学会） 電力 系統電源 病院 上水 防災拠点（避難所） 上水系統 上水防災水槽 （通常時は福祉施設等で利用） 自家発電電力 熱 大浴場 排水 大型非常用ディーゼル発電機 （清掃工場自立起動可能) 車両整備基地 大型軽油槽 蒸気タービン発電機 重機や車両に供給 清掃工場 ガソリン 大型灯油槽 住民に暖房用供給 焼却炉起動バーナ 膜処理 排水水槽・排水処理 自家発電電力 場内 利用 防災倉庫 大型破砕機、分別装 置など資源化施設 大規模災害廃棄物置き場 （通常時はスポーツ公園等で利用） 可燃性ごみ 大型ゴミピット 同一敷地に配置 膜処理 井水槽 （下水処理なども併設） 井戸 ◆現実的なエネルギーシステム～電力システムを中心に～ 食品系 畜産系 木質系 etc. H25にFS完了 3～5年以内での 事業化を検討 需給に応じた 原料の『差配』 廃棄物系バイオマス マネジメントセンター（仮） IPPからPPSへ 他地域発電所 下水処理施設 木質バイオマス 廃棄物発電 バイオガス発電 ガス化発電 （清掃工場） （＋ガスコジェネ） セメント工場 etc. （＋バイオオイル） 電力システム 改革の動向 に合わせて対応 地域PPS メガソーラー ガスコジェネ 既設運用改善を含む ●地域の分散型電源により発電された電力 を集約し、地域の需要家に供給する事業体。 ●需要家に安定かつ低環境負荷な電力を供 給する役割を担う。 屋根貸しソーラー 家庭用コジェネ 本庄スマートエネルギータウン 再エネやEMSの導入した事業所等への優先供給 H25中に モデル事業着手 商業施設 ベイシア第2期へのソーラー クーリングシステム導入 スマートハウス群 他地域スマートタウン UR保留地での展開可能性 etc. スマートコミュニティの構築における原則と提案するアプローチ ～大規模商業施設を核としたまちづくりを例に～ 《提案するアプローチ》 《まちづくりの原則》 ●『一生』を過ごせるまち ◆実現のために必要な取り組み ◆“世代間”の融合 • 子育て支援、教育施設、 医療施設 • 結婚式場 • 福祉施設 等 ●土地をまとめること。 ・“虫食い状態”だと買い手がつかない。 ・例えば、住宅用地であれば50街区相当。 ●通常のインフラ整備（道路等）に加え、エネルギー インフラの整備を一体的に行うこと。 ・熱導管、電力インフラ 等 ●エネルギー需要とまちの機能を連動させた戦略 的な誘致を行うこと。 ・例えば、給湯需要がある施設をまとめる。 ●地域参加型のまちづくり事業体を組成すること。 ●PFI/PPP型の事業モデルによるスマートコミュニ ティのマネジメントを前提とすること。 ●『にぎわい』の創出 ◆大規模商業施設との協調 • 特徴ある飲食店街、専門 店街 ◆“滞在”できるまち • 娯楽・文化施設 等 ●地域市民の『利便性』 ◆コンパクトシティ • モビリティシステム • コミュニティサービス、 DEPO 等 ●『安全・安心』の確保 ◆防犯・防災 • 防犯パトロール • コミュニティ全体での BCP/LCP ●最先端のソリューション で“コミュニティ”を支える。 ●地域の“利”の付加価値 を高める。 ・エネルギー ・モビリティ ・ICT 等 スマートコミュニ ティはあくまでも 「手段」 ■WEIがお手伝いできること 上記に対するコンセプトデザイン、企業誘致、ソリュー ション設計、事業モデルの構築をワンストップで対応 することが可能です。 ●コンセプトデザイン ●各種インフラの設計・構築 ●ソリューション設計（エネルギー、モビリティ、ICT等） ●企業誘致と事業スキームの構築 ●PFI／PPP型事業モデルの設計 ●モニタリング 等 26 スマートコミュニティ形成へ求められるアプローチ（再掲） 地域を知る ○その地域で何を実現したいのか（雇用創出、産業振興、復興等）？ ○その地域にはどんな暮らしが待っているか（地域市民のメリット）？ 行政の予算 がヒント ○その地域で守っていきたいものは何なのか（文化、価値観）？ ○その地域で改善しなければいけない問題は何なのか（廃棄物問題）？ 上記を実現するための手段のひとつとしての スマートシティ&タウンプロジェクト 地域ニーズ&特性に 応じたプランニング よくあるパターン 再生可能エネルギー等の導入そのもののが目的化してはならない！ それをやってしまうと・・・・ ○ハード・システムの議論に終始するだけ。 ○その結果として、どんな地域のプロジェクトも同じに見えてしまう。 そこに覚悟は コンソーシアム形成 ○シティやタウンという特定地域で取り組むことの意味は何なのか？ ありますか？ ○社会インフラの再構築が求められているとすれば、何がボトルネッ クになっているか？ ○必要なのは情報の「共有化」→窓口の一本化 ○ステークホルダー間のギャップを埋める機能の必要性 ○エリアマネジメントを含めた産官学民の適切な役割分担と設計 27