Planning method for arrangement and operation of urban energy supply facilities based on time series analysis at minute intervals

本研究ではエネルギー需要データを基に、都市への最適なエネルギー供給設備の配置・運用計画を導くことができるシミュレータを開発するため、大きく分けて①都市の各建物のエネルギー需要推定手法の作成、②エネルギー供給設備のモデル化、③エネルギー供給設備の最適化手法の開発の3つの作業を行っている。①と②については昨年度ほとんど完成させており、③については複数のエネルギー指標を基にエネルギー供給設備の導入効果を評価し、対象都市に最適な設備の導入形態や運用方法を求める手法を開発し、シミュレータを完成させた。またシミュレータを用いて、実際の都市を対象に最適なエネルギー供給設備の構成・運用方法を検討した。代表的な検討として、複数の建物に対してコージェネレーションシステムによる電力供給とその排熱を利用する吸収式冷凍機などを組み合わせて熱供給を行う地域熱電供給システムの省エネルギー効果の推定では、建物単体におけるコージェネレーションシステム普及時よりも地域合計年間一次エネルギー消費量の削減効果が7%～25%上昇することを確認した。また、地域合計電力需要のピークおよび地域の設備容量も削減できることを明らかにした。加えて、エネルギー需要が大きな地域であれば、熱電供給設備の規模は年間一次エネルギー消費量の削減効果にほとんど影響しないことを確認した。さらに、蓄エネルギー設備の導入によって電力や熱の過不足を減らし、一次エネルギー消費量を削減できることを示した。一方で、大規模設備導入によるCO2排出量が大きいために地域のCO2排出量が増加するので、系統全体の省エネルギー化の促進のためにも地域電熱併給システム導入による地域のCO2排出量増加に対して何らかの対策や補填が必要になることを明らかにした。

本研究ではエネルギー需要データを基に、都市への最適なエネルギー供給設備の配置・運用計画を導くことができるシミュレータを開発するため、大きく分けて①都市の各建物のエネルギー需要推定手法の作成、②エネルギー供給設備のモデル化、③エネルギー供給設備の最適化手法の開発の3つの作業を行っている。①と②については昨年度ほとんど完成させており、③については複数のエネルギー指標を基にエネルギー供給設備の導入効果を評価し、対象都市に最適な設備の導入形態や運用方法を求める手法を開発し、シミュレータを完成させた。またシミュレータを用いて、実際の都市を対象に最適なエネルギー供給設備の構成・運用方法を検討した。代表的な検討として、複数の建物に対してコージェネレーションシステムによる電力供給とその排熱を利用する吸収式冷凍機などを組み合わせて熱供給を行う地域熱電供給システムの省エネルギー効果の推定では、建物単体におけるコージェネレーションシステム普及時よりも地域合計年間一次エネルギー消費量の削減効果が7%～25%上昇することを確認した。また、地域合計電力需要のピークおよび地域の設備容量も削減できることを明らかにした。加えて、エネルギー需要が大きな地域であれば、熱電供給設備の規模は年間一次エネルギー消費量の削減効果にほとんど影響しないことを確認した。さらに、蓄エネルギー設備の導入によって電力や熱の過不足を減らし、一次エネルギー消費量を削減できることを示した。一方で、大規模設備導入によるCO2排出量が大きいために地域のCO2排出量が増加するので、系統全体の省エネルギー化の促進のためにも地域電熱併給システム導入による地域のCO2排出量増加に対して何らかの対策や補填が必要になることを明らかにした。