スマートエネルギーマネジメントシステムの構築

展示内容

研究開発テーマ		ポスター
A1 エネルギーとモビリティのセクターカップリング
研究開発責任者：	林泰弘（早稲田大学理工学術院　教授）	ポスター
参画機関：	宇都宮大学、大成建設株式会社、東京科学大学、一般財団法人電力中央研究所
テーマ概要：	EV化が進展した社会において、エネルギーとモビリティのセクターカップリングにおけるセクター間の相補的な全体最適による社会的便益の最大化を実現するため、「電力・交通データ連携型スマートEMSの社会実証と事業性検証」をテーマに研究を行う。本研究では、①宇都宮市におけるスマートメータデータや公共交通運行データ等の大規模面的データを格納するデータ基盤を構築・活用し、自治体や事業者と連携して実施するEMSの都市視点での社会実証、②ワイヤレス給電対応EVと建物間の協調EMSの建物視点での技術実証、③フィールド実証のデータ分析に基づく社会科学の知見を踏まえた社会経済視点での事業性検証、の3つの個別テーマ研究を並列に実施しながら、各々を連携させる形で推進する。また、実証・検証の成果を踏まえ、カーボンニュートラルを実現する社会インフラ再構築へ向けての制度・政策の提言等を行う。
A2 ＲＥ１００を実現する農村型ＶＰＰの開発
研究開発責任者：	遠藤和子（農業・食品産業技術総合研究機構農村工学研究部門　研究領域長）	ポスター
参画機関：	国立研究開発法人産業技術総合研究所、三菱電機株式会社、京都大学、千葉エコ・エネルギー株式会社、ジオシステム株式会社、九州大学、慶應義塾大学、ホルトプラン合同会社
テーマ概要：	農山漁村地域には、太陽光、小水力、バイオマス、および地中・地下・表層水熱源等の再生可能エネルギー源が豊富に存在しており、わが国の目標である再エネ導入割合の向上への貢献が期待される。しかしながら、季節や時間帯によって大きく変動する電力需給に対し、柔軟で事業性のある需給調整技術が未確立であることから、農山漁村地域の再エネポテンシャルが十分に活かされていない状況にある。そこで、データ連携基盤技術を活かして変動する電力需要や再エネ発電量を解析、制御し、かつ余剰電力を熱エネルギーとして貯留、利用する技術や蓄電を組み込むことにより、出力変動を小さくする「農村型バーチャルパワープラント（VVPP）」の開発を目指す。これにより、農山漁村地域が有する再エネポテンシャルを最大限に引き出し、農業生産の向上と地域経済社会の発展を実現するとともに、CO2排出を大幅削減するカーボンニュートラル社会の実現に貢献する。
B1 アンモニア・水素利用分散型エネルギーシステム
研究開発責任者：	神原信志（岐阜大学大学院工学研究科　教授）	ポスター
参画機関：	株式会社レゾナック、三菱化工機株式会社、東京瓦斯株式会社、三浦工業株式会社、群馬大学、香川大学、株式会社ミサワホーム総合研究所、沖縄科学技術大学院大学
テーマ概要：	アンモニアは、早期に社会実装可能な脱炭素エネルギーおよび水素キャリアとして期待されている。しかし、産業・運輸・民生分野でのアンモニア利用のアプリケーション開発は非常に少なく、2030年社会実装を目指して早急に取組む必要がある。本研究開発は、産業ニーズの高いアンモニア・水素利用の工業炉、ボイラ、ガスエンジンおよび燃料電池発電システム、コミュニティ内水素搬送・利用システムの要素研究と実証研究を目的とする。これらの研究開発によって、ゼロカーボンの産業用工業炉、ボイラ、発電システム、および民生用水素利用デバイスが実用化され、Society 5.0（エネルギーの安定供給、省エネ、CO₂排出大幅減）の実現に寄与する。本研究開発では、燃焼器用アンモニア改質器ユニット、燃料電池用アンモニア改質器ユニット、マイクログリッドエネルギーマネジメントシステム、水素搬送用カートリッジ等が新たな製品として開発される。
B2 カーボンニュートラルモビリティシステム
研究開発責任者：	安東弘泰（東北大学材料科学高等研究所　教授）	ポスター
参画機関：	国立研究開発法人国立環境研究所、慶應義塾大学、株式会社IHI、東京大学、麗澤大学、東北電力株式会社、WILLER株式会社、ダイキン工業株式会社、東急建設株式会社、東京科学大学、株式会社クボタ
テーマ概要：	カーボンニュートラルモビリティシステムの創成のために以下の検討を行う。太陽光発電をはじめとする再生可能エネルギーから電力、気体・液体燃料等のエネルギーポートフォリオを構成して、需要に応じた最適化により再エネの余剰電力を無駄なく使う。ここでは、電力とモビリティの多重ネットワークからなるシステムに関する市場設計も行う。また、液体燃料であるe-fuelを基本とした移動体向けカーボンニュートラルシステムを構築する。e-fuel炭素循環型モビリティシステム、vACRES、の創出を行い水素の輸送、貯蔵コストを省き、かつ、在来エンジン自動車(ICEV)さらに燃料電池自動車(FCV)に適用できる新たなカーボンニュートラル移動体システムの可能性を検討する。さらに、EV,FCV,CNGバスや農業機械などの多様なロードに対し、グリーン水素や排二酸化炭素を使ったメタンおよびe-fuelの製造を行い、その合成過程の発熱を使った効率化技術も合わせた実証を行う。
B3 系統安定化をサポートするＵＳＰＭによるインテリジェントパワエレシステムの開発
研究開発責任者：	伊東淳一（長岡技術科学大学工学研究科　教授）	ポスター
参画機関：	東北大学、株式会社タムラ製作所、ポニー電機株式会社、東京電機大学、ヘッドスプリング株式会社、富士電機株式会社、株式会社ピューズ
テーマ概要：	系統安定化機能を有する次世代高パワー密度USPMの要素技術を確立し、幅広いエネルギーマネージメントシステム(EMS)への応用に向けたスマートインバータ、スマート電源などのインテリジェントパワエレシステムの開発を目的とする。 USPMの高パワー密度化に向けた基盤技術およびEMS視点からのUSPMの最適化を実現するために、次世代USPMの主回路最適化技術、高機能ゲート駆動回路や最適パッケージングによる信頼性向上技術開発、次世代USPMとしての統合化とそれを用いたパワエレシステムの開発、様々な用途(再エネ、蓄電等)に対応したUSPMのライブラリ開発、EMS向けに最適化したUSPMの上位コントローラの開発およびUSPM設計ツールの開発を行う。またインテリジェントパワエレシステムへの応用として系統安定化機能を有する次世代USPMを用いたスマートインバータや電気自動車向け充電器などの次世代USPMを用いたスマート電源の技術開発を行う。
C1 エリアエネルギーマネジメントシステムのプラットフォーム開発と実装
研究開発責任者：	岩船由美子（東京大学生産技術研究所　教授）	ポスター
参画機関：	大阪大学、一般財団法人電力中央研究所、芝浦工業大学、早稲田大学、慶應義塾大学、統計数理研究所、神戸大学、国立研究開発法人国立環境研究所、株式会社池田理化
テーマ概要：	都市や街区等の様々なスケールのエリアにおけるEMS実現に貢献するシステム・技術を開発する。まず、自治体単位のEMSのために、自治体の現状把握、将来検討を支援するエネルギー需要データや分析ツールからなるローカルエネルギープラットフォームを開発し、地方自治体と最終消費者のラストワンマイルをつなぎ、最終消費者の行動やニーズを踏まえた、継続性・実効性のある温暖化対策を実現することに貢献する。また、未来都市におけるカーボンニュートラルや居住快適性などの持続可能性を実現するため、建築・交通・人間活動にかかわる各種スマート技術の導入シナリオを構築し、デジタルツイン技術を活用して、スマートエネマネのための新たなシミュレーション基盤を開発する。さらに、街区単位では、既存建築物のオペレーショナルデータを活用した大規模ビル向けEMS、中小規模ビル向けEMS、それらを実装するためのエリアマネージメントシステムの開発および事業化を目指す研究を実施する。
C2 熱エネルギーマネジメントシステムの基盤技術開発と共通化
研究開発責任者：	齋藤潔（早稲田大学理工学術院　教授）	ポスター
参画機関：	株式会社NTTファシリティーズ、ダイキン工業株式会社、三菱重工サーマルシステムズ株式会社、三菱電機株式会社、ダイナエアー株式会社、富士電機株式会社、国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構、株式会社前川製作所、東京電力エナジーパートナー株式会社
テーマ概要：	熱利用技術では、従来のようなデバイスや個別システムの性能向上の積み上げでは、さらなる大幅な性能向上や脱炭素化には限界がある。そこで、このような限界の突破を可能とするシステム統合化ソフトウェアとしてのEMSに加えて、ハードウェアとしての機器やセンサも含めた異業種、異システムが連携可能なEMSプラットフォームを構築する。このプラットフォームを活用してコロナ感染症をはじめとした急変する社会的要請や今後大幅に利用が増大する再生可能エネルギーの導入にも対応可能ないくつかの統合システムを具現化し、社会実装まで進める。同時に、これまで不明瞭であったEMS導入効果の「見える化」を可能とするデジタルツイン技術によって導入効果の予測や検証まで行えるエコシステムを構築し、柔軟で強靭なエネルギー需給体系を実現した未来社会像の早期実現に貢献する。
C3 産業用スマートエネルギーマネジメント連携システムの開発と実装
研究開発責任者：	天野嘉春（早稲田大学理工学術院　教授）	ポスター
参画機関：	オムロン株式会社
テーマ概要：	事業者の所有する分散した産業用エネルギー生産、貯蔵および利用設備を協調させ、地域の再生可能エネルギーを利活用する最適運用を実現するしくみを開発し、実際の製造現場に適用し、その実用性を検証する。すなわち、工場内・工場外を含めて最適なエネルギーマネジメントを実現するシステムを構築するため、必要な機能の開発とインターフェースや仕組みを定義・実装し、その効果を検証する。本研究で開発した成果を広く活用できるよう早稲田大学にテストベッドを構築し、技術検証環境を整備する。最終的には、開発した仕組み、インターフェース、ルールなどを日本発の産業用エネルギーマネジメントシステムの連携方式として、国際標準に資する基盤技術を構築することで、日本の産業界のエネルギーソリューションビジネスにおける国際競争力を強化する。