住環境コラム Vol.13 横浜スマートシティプロジェクトとスマートシティ国際会議 宮原博

Vol.9にて、社会インフラそのものの変革を起こす可能性のある「スマートコミュニティ」についてご紹介しましたが、今回は、日本の取組として経済産業省が公募した「次世代エネルギー・社会システム実証実験」および採用された4つの地域(横浜市、豊田市、けいはんな学研都市、北九州市)の内「横浜市の取組」と10月12日に東京の目黒雅叙園にて開催された「スマートシティ国際会議」についてご紹介したいと思います。


1.「次世代エネルギー・社会システム実証実験」とは?
今年の6月18日、政府は『新成長戦略 ~「元気な日本」復活のシナリオ~』を閣議決定しました。この中で、「グリーン・イノベーションによる環境・エネルギー大国戦略」におけるスマートグリッドの構築と海外展開を実現するための取組というものがあり、この「次世代エネルギー・社会システム実証実験」はこの一環として位置づけられる事業です。
この事業で、電気の有効利用に加え、熱や未利用エネルギーも含めたエネルギーの「面的利用」や、地域の交通システム、市民のライフスタイルの変革などを複合的に組み合わせたエリア単位での次世代エネルギー・社会システム、スマートコミュニティの実証が行われる予定です。
また、この事業を通じて、関連産業の次世代化、国際標準化を進め、環境エネルギー産業の競争力強化を目指しています。
事業は2010年1月29日~2月28日に募集が行われ、全国20地域からの応募、そして4月8日に以下の4地域が選定されました。



2.採用された4地域のマスタープランの概要
①横浜市(横浜スマートシティプロジェクト:YSCP)
 広く市民参加を募りながら、4,000世帯を対象とした大規模なエネルギーマネージメントを実施する。
 3エリア※を中心に、新築と既築が混在し、市民が実際に暮らす既成市街地へのシステム導入を目指す。
※みなとみらい21エリア:業務・商業ビル、高層マンション
 港北ニュータウンエリア:大規模な集合住宅、戸建住宅
 横浜グリーンバレーエリア(金沢区):住宅団地、工業団地
②豊田市
 住宅に太陽光発電と燃料電池、ヒートポンプ、蓄電池、次世代自動車を導入。
消費エネルギーの6割超の自給を目指す。
 詳細な行動支援を実施。生活の質を快適に維持したまま、生活や移動にともなうCO2削減を最大化。
③京都府(けいはんな学研都市)
 「家庭」「ビル」「EV(電気自動車)」を結び、電力系統と必要な情報連携を行うとともに、「ローカル蓄電池」の制御やデマンドレスポンスなどにより、地域全体のエネルギー利用効率の向上と再生可能エネルギー活用の最大化を達成する。
 また、学研都市から生み出される先進技術「オンデマンド型電力マネージメントシステム」や「電力カラーリング」(仮想化技術)の実証への適用を目指す。
③北九州市
 隣接する工場群にある廃熱や水素を民生利用するとともに、建物間の電力融通を行うなど、地域エネルギーを有効活用するエネルギーマネージメントを実施する。
 地域のエネルギー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するとともに、家電機器等の制御を行う。



3.横浜スマートシティプロジェクト(YSCP)
3.1全体構想
 YSCPのミッション
YSCPでは、横浜市のもつ中小国家にも比肩する規模そして多様な地勢(みなとみらい21や関内・関外等の中心市街地や日本有数の港湾地域、郊外には港北ニュータウン等の大規模開発地や緑・水豊かな住宅地等も存在)、368万人の市民が実際に暮らしているインフラ更新が容易でない既成市街地へのシステム適用を目指す。「実用化まであと一歩」に迫った企業の英知を、多様な地勢を擁する横浜へ結集させることにより、市民が実際に暮らす街で持続的に発展する社会システムを紡ぐことで、世界一のスマートシティ・モデルを先行確立し、海外都市に向けて汎用的に展開できる横浜型ソリューションを輸出していくことをミッションとする。




 横浜型スマートシティの目指すところ ~4要素~
1. 一つ目の要素:「Scalable(規模)」なスマートシティを目指す。
横浜型スマートシティの輸出先として想定されるアジア新興国の都市の規模を考慮した場合、スマートシティが機能する規模を証明することが必要である。世界最大規模の横浜市の特性を活かしたスマートシティを構築し、世界に展開可能なソリューションを構築する。これを実現するために、実証実験の規模のみならず、拡張性という面でも、新しいインフラに必要となる情報システムの構築に際して、システムの拡張性(新しいサービスやシステムの追加、ユーザーの拡大にたえうる)を強く考慮する。
2. 二つ目の要素:「Speed(スピード)」あるスマートシティの導入を目指す。
成長著しい新興国への展開性を考慮した場合、速やかなスマートシティ構築は必須である。YSCPでは、導入スピードを上げるアプローチとしては、設備の構築のみならず運用を含めた「都市一括ソリューション」として導入することや、既存都市インフラも最大限活用することにより、スマートシティの立ち上げスピードを高める。
3. 三つ目の要素:「Sophisticated(先進性)」あるスマートシティを目指す。
日本の誇る先進技術のみならず、安価な成熟技術との融合を図ることで、コストパフォーマンスと高品質を両立したスマートシティを目指す。このため、新しいインフラに必要となる情報システムの構築に際しては、相互接続性(様々なシステムと相互に連携できる)を強く考慮する。また、都市インフラのみならず、市民のライフスタイルの変革を誘導することで、市民の生活を先進的なものに変えることにより、先進性のあるスマートシティへの変革を目指す。
4. 四つ目の要素:「Satisfaction(ユーザー満足)」あるスマートシティを目指す。
スマートシティの市民が自ら参加し、エコを実現するソリューションを目指す。そのためには、利便性を損なわない我慢しない"エコ"の実現を目指す。企画・立案段階では、イノベーションネットワークの参加企業や地元中小企業、YES(ヨコハマ・エコ・スクール)等を活用し、民間企業や市民団体を軸に、当事者視点での新規取組の発案を促す。



3.2基本方針
 取組の目標(横浜で低炭素都市を実現する)
横浜市は「CO-DO30(横浜市脱温暖化行動方針)」の中で、以下を目標として定めています。
・2050年度までに、一人当たり温室効果ガス排出量を2004年度比60%以上の削減を図る。
・上記達成に向けて、まずは2025年までに一人当たり温室効果ガス排出量の2004年度比30%以上の削減と、再生可能エネルギーの2004年度比10倍の導入を図る。
 目標達成に向けた考え方(実用化一歩手前の技術を導入し、定着・普及させる)
各領域において、Scalable(規模)、Speed(スピード)、Sophisticated(先進性)、Satisfaction(ユーザー満足)を達成し、広域展開を目指す。具体的には以下の3ステップで低炭素化に向けて取り組む。
①実用化の一歩手前の技術を統合的なプラットフォームにおいて積極的に採用し、「技術」を実証
②実証された技術の普及にむけたサービス形態や新規ビジネスの試行的導入により「経済性」を実証
③確立されたサービス(制度設計との連携まで含む)の広域普及により、社会システムとしての「普及効果」を実証
取組の実施地域は、みなとみらい21エリア(人口約7,000人・世帯数約3,600)、港北ニュータウン(都筑区、人口約200,000人・世帯数約75,000人)、横浜グリーンバレーエリア(金沢区、人口約210,000人・世帯数約87,000人)の3つのエリアを中心に行う。
①「技術」の実証はスモールタウンとして試行し、②「経済性」、③「普及効果」の実証は3つのエリアを中心にCO-DO30達成に必要なスケールまでの普及を目指す。

 具体的な取り組み方針
 大規模な再生可能エネルギーの導入
エネルギー基本計画の目標である「2020年までに一次エネルギー供給に占める再生可能エネルギーの割合を10%」を見据え、地域内に集中的にPV(太陽光発電)を導入すること等によりCO2を削減する。
具体的には、3つのエリアにおける再生可能エネルギーの導入、市内福祉施設等への太陽熱エネルギーの導入、ビルへの河川水ヒートポンプの導入を実施する。
 一般世帯向けのエネルギーマネージメント(HEMS※1:Home Energy Management System)
家庭内で再生可能エネルギーも含めて最適なエネルギー管理を行い、エネルギー利用効率化によりCO2を削減する。
具体的には、3エリアにおけるHEMSの導入、集合住宅における燃料電池、蓄電池を組み合わせたエネルギーマネジメントを実施する。
 事業者向けのエネルギーマネジメント(BEMS※2:Building and Energy Management System)
一般世帯同様に、ビル単体で最適なエネルギー制御を行い、エネルギー利用効率化によりCO2を削減する。また、複数のビルをまとめ、ビル群での最適エネルギー制御も行う。
具体的には、3エリアにおけるBEMSの導入、蓄電池付BEMSの導入、ビル群のエネルギー制御と地域間連携を実施する。
 地域での熱エネルギーマネジメント
既存の地域冷暖房エリアにおいて、太陽熱の利用、BEMSの導入、高温熱(蒸気)ネットワーク、熱源水ネットワークの整備を行い、エネルギー利用効率化によりCO2を削減する。太陽熱、河川水熱等の熱エネルギーを大量に導入し、これらを優先的に活用して不足分を系統電力や分散型電源をもとにした熱エネルギーで補完するための、地域全体での熱エネルギー制御の最適化の検討を行う。
具体的には、都市廃熱を活用した高温熱供給配管の整備調査、地域冷暖房を活用したエネルギーマネジメント、地域冷暖房エリアにおける「見える化」による省CO2効果検証、次世代型地域冷暖房の実現に向けた熱源水ネットワーク整備を実施する。
 地域エネルギーマネージメントシステムと大規模ネットワークの相互補完
地域内で蓄電・蓄熱機能を持つことで再生可能エネルギーを地産地消し、再生可能エネルギーの大量導入に対応した地域エネルギーマネージメントを実施する。また、地域エネルギーマネージメントの中では、地域内で供給する「電気エネルギーと熱エネルギー」の最適運用も実施する。さらに複数の地域エネルギーマネージメントシステムを連携制御・管理する仕組みを検討する。
具体的には、3エリアにおけるCEMS※3(Community Energy Management System)導入を実施する。
CEMSは、地域内に導入されるHEMS、BEMS、EVおよび充電インフラとの連携により地域内のエネルギー利用とCO2排出の見える化を実現する。
また、経済的インセンティブを考慮し、HEMSで地産地消を促進するエネルギー機器の運転制御を実現する。更に、地域内翌日想定需要と実績の差分をBEMS、HEMSの制御によって吸収する制御を実施し、地域エネルギーマネジメントシステムと大規模ネットワークの相互補完を実施する。
これらにより、ライフスタイルの革新を実現しその効果を検証するツールとして,地域エネルギーマネジメントシステムを構築する。
※1 HEMS:家電機器や給湯機器など住宅内のエネルギー消費機器をネットワーク化し、自動制御・一元化するシステム。
※2 BEMS:業務用ビルや工場、地域冷暖房といったエネルギー設備全体の省エネ監視・省エネ制御を自動化・一元化するシステム。
※3 地域エネルギーマネジメントシステム(CEMS):定置型蓄電池と地域内に集中導入された一般世帯向けエネルギーマネジメントシステム(HEMS)や事業者向けエネルギーマネジメントシステム(BEMS)と連系し、地域内で集中導入された再生可能エネルギーの出力変動を吸収する。需要家サイドも含めて制御し、定置型蓄電池のみで出力変動するよりも、効率的な手法を探る。
 次世代交通システム
CO2を排出しない次世代自動車(主に電気自動車)の普及促進と、公共交通の利用促進等の交通システムのエネルギー利用効率化により運輸部門のCO2排出量を削減する。また、太陽光発電が大量導入された系統において、電気自動車が電力貯蔵可能な社会インフラとして活用できるかを検討する。
具体的には、3エリアにおけるEVの大量導入と充電インフラの整備、充放電対応EVを用いたエネルギーマネージメントを実施する。
 ライフスタイルの革新
新たな技術やインフラの定着とその効果的活用の為には、市民がそれらを受容する意識を持つことが重要である。横浜の最大の強みである自ら考え自発的に動く市民の力によって低炭素ライフスタイルを受け容れる意識変革を促し、低炭素化を加速する。
具体的には、ライフスタイルの革新を実施する。
 海外他都市と比較した特色
海外他都市のスマートシティと比較した場合、Scalable(規模)、Speed(スピード)、Sophisticated(先進性)、Satisfaction(ユーザー満足)の要素において優位性がある。
Scalable(規模)の面では、他都市と比較し導入規模が大きく、大規模都市への適用が可能である。
Speed(スピード)の面では、戸建住宅のみならず、都市部に多い集合住宅、新規建設都市、工業地も含めた導入を可能にすることで、展開スピードを高めることを図る。
Sophisticated(先進性)の面では、成熟技術と先進技術の融合を図ることで高いコストパフォーマンスが期待できると共に、電気のみではない複数エネルギーの融合による効率化を図る。
Satisfaction(ユーザー満足)の面では、利便性を損なわず、住民視点でのしくみを取り入れることで、ユーザー満足と低炭素化の両立を図る。




3.3次世代エネルギー社会システムの姿
101226miyahayavol13.jpg




 みなとみらい21エリア
既に地域冷暖房が導入されているこのエリアにおいては、清掃工場廃熱を活用した蒸気ネットワーク、水系循環と熱供給インフラを複合化した「次世代地域冷暖房」、「熱源水ネットワーク」を目指す。
超高層業務ビルにおいては、各ビルにBEMSを導入するとともに、統合BEMSによる既存・新規BEMSの群管理を行うことで、ビルで利用するエネルギーの見える化とともに、熱・空調を含めた業務ビルのエネルギー管理の最適化を目指す。
交通システム面では、小回りのきく移動手段の整備が不十分という現状を踏まえ、業務用EVカーシェアと充電ステーションの導入、EV巡回バスの導入を推進し、低炭素モビリティインフラを構築することで、環境負荷の少ない交通システムを目指す。
 港北ニュータウンエリア
このエリアは、1970年代の都市開発を契機に、丘陵地に広がるベッドタウンと駅前の商業施設が開発されてきた。この特性を活かし、住宅リフォーム需要を取り込み、断熱改修・HEMS導入・住宅用PV導入等による低炭素リフォームの浸透を目指す。
駅前のショッピングセンターにおいては、周辺の競合との差別化を図るため、BEMS導入や駐車場に充電ステーションを設置すること等によりスマートショッピングセンターの構築を目指す。
また、公共施設や公園等への再生可能エネルギーの導入や、駅前の地域冷暖房エリアにおける供給側および需要側の設備更新に合わせたBEMS導入、清掃工場廃熱を活用した高温廃熱の輸送および地域冷暖房システムとの連係等も行っていく。
 横浜グリーンバレーエリア
このエリアは、臨海部に住宅団地、産業団地、学校や病院を含めた公共施設、緑、海といった横浜らしい要素がコンパクトに集まっている一方で、少子高齢化が進行している。
そのため、産官学民の連携による地域経済の活性化と団地のスマート化(再生可能エネルギーの導入、高効率機器の導入)を推進する。また、ハード面のスマート化のみならず、市民・事業者の環境意識を醸成することにより、積極的な省エネ行動を浸透させ、低炭素型モデル地域を目指す。


4.スマートシティ国際会議
世界中で始まっている「スマートシティ実証プロジェクト」は、既に400前後もあると言われています。10月12日(火)、日経BP社ほかの主催により、東京の目黒雅叙園にて「スマートシティ国際会議」が開催されました。開催概要によると「日本企業の進出のしやすさをポイントに選んだ各国のプロジェクト責任者を東京に招き、各プロジェクトの特徴、規模、必要とされる技術と課題、そして日本企業への期待を語っていただく。」とのことです。
海外からの講演としては、以下の通りです。
① ピーカンストリート・プロジェクト(アメリカ・テキサス州オースティン)
「オースティンを米国のクリーンエネルギーの実験場にしよう」という産官学による計画(ピーカンストリート・プロジェクト)で、2008年秋から実施。新たに発電所を建設せずに、300メガワット(MW)の電力をクリーンエネルギーで生み出すのが目標。スマートメーターを1000戸の住宅と75の商業施設に設置して、太陽光発電などの再生可能エネルギーを中核としたマイクログリッドを構築。オースチン市、テキサス大学、Austin Energy社、さらにGE Energy社、米IBM社、米Microsoft社、米GridPoint社といった産官学のそうそうたるメンバーが揃う。
② アムステルダム・スマートシティ(オランダ・アムステルダム)
既存の街並みは変えずに、生活スタイル、労働、運輸、公共スペースという四つの分野で持続可能性を目指す。「運輸」分野では、船を移動手段とする街であることから、停泊中の船に系統から電気を送ると共に、将来的には停泊中の船から系統へエネルギーを戻す。「公共スペース」分野では、ゴミ収集車を電気自動車とし、さらに太陽電池の「スマートゴミ箱」を導入。
③デリー~ムンバイ間産業大動脈(インド・デリー~ムンバイ)
デリーとムンバイの間に貨物専用鉄道・道路を敷設し、これに沿って工業団地や発電所などのインフラを整備し、産業集積を進める。今後の構想具体化過程では、日本が進める「スマートコミュニティ構想」などを計画の中に入れ込み、実ビジネスにつなげる。
③済州島プロジェクト(韓国・済州島)
2008年8月、李明博大統領は国の目標として「Green Growth、Low Carbon」を掲げる。また2009年11月、低炭素型の都市を目指し済州島でスマートグリッドの実証実験を開始することを発表。2013年、特定地区として完成予定。2020年までには韓国主要都市をスマートグリッド化し、2030年には韓国全体をスマートグリッドで覆うという壮大な計画。ABBグループやSAPなどの欧米の企業グループが協力。
④天津エコシティ(中国・天津)
塩田跡を埋め立てた35k㎡の新しい土地に道路や水道・電力・鉄道といったインフラを整備し、住宅を建て産業を誘致。「再生可能エネルギーの利用率を20%以上」、「汚水の収集・処理・再利用の達成率100%」といった具体的な指標を掲げ、2020年に35万人が暮らす環境に最大限配慮した「エコシティ(生態城)」を目指す。中国では約100カ所のエコシティ計画があり、天津エコシティで採用された環境技術やサービスを今後展開予定。
⑤マスダール・シティ(アラブ首長国連邦・アブダビ)
UAEのアブダビ政府は、石油に代わる資源として再生可能エネルギーを産業として育成するための「マスダール・イニシアティブ」を発表し、これの具体的な実験場として「マスダール・シティの計画」を進めている。太陽電池や太陽熱発電でほぼすべてのエネルギーをまかない、交通手段はすべて電化、また建物の冷房には自然の風を利用するなど。



以上のように、世界各国で数々の「スマートシティ実証プロジェクト」がはじまっています。これらの実証プレジェクトの中から、2020年そして2050年には実用化されている技術や社会インフラが出てくると思います。ようやく本格的な低炭素化社会への歩みが始まったのではないでしょうか?


執筆:宮原 博(一級建築士事務所 宮原住環境研究所)

戻る
ページトップ

投稿者 sotodan : 2010年12月26日 22:36