Discovery Sagaサイレントキーワード俯瞰

技術シミュレータ / 地域システム / オープンデータ / ウェブアプリケーション / 再生可能エネルギー / 木質バイオマス / バイオマス / 産業共生 / シミュレーション / LCA / 未利用資源

①シミュレータ開発：過去に自身が構築していた木質バイオマスによる小規模熱電併給のシミュレータについて、これまでは自身または関係者や専門家による利用を前提とした構造であり、また特定の条件や地域を前提としていたが、より幅広く利用可能とするためにモデル構造やデータセットを見直した。また、Excel上で実装していたが、一部をPythonに移植した。
②データベース開発：近年公開が進みつつあるオープンデータのうち、再生可能エネルギー(再エネ)導入ポテンシャルおよび固定価格買取制度下での申請・導入実績のデータについて、ウェブアプリケーションへの実装を想定したデータ形式に変換してデータベース化を行った。また、上記に含まれない木質バイオマスの資源ポテンシャルについて、既往研究による都道府県別の持続可能な伐採量の推算データと市区町村別森林面積データを用いて、市区町村別の木質バイオマス資源ポテンシャルデータとして整備を進めた。また、導入候補となる技術を収録したデータベースの開発に向けた検討を開始した。(詳細は④に記載）
③情報基盤としての統合：②で収集と整理を進めた再エネ導入ポテンシャルと導入実績について、簡易な操作でグラフを描画し比較を行うことができるウェブインターフェイスを設計し、その実装と公開を行った。特殊なコンピュータ環境を必要としないよう、標準的なウェブブラウザさえあれば利用できる形式とした。
④共創的仕組みの検証：エネルギー技術や環境技術の開発や導入を担う企業群が所属する民間の協会メンバーへのヒアリングを行い、技術データベースの要件を検討した。また、自治体職員や地域産業の構成員との対話から、この情報基盤によって技術導入の障壁を最小化するためには、特に両者の間の情報ギャップを埋めるための機能の必要性が高いことを明確化した。

LCA / 実験経済学 / 市場制度設計 / インセンティブ / HEMS / 電力取引市場 / 温室効果ガス / 固定価格買取制度 / 制度設計 / エネルギー自由化 / 電力システム / 経済実験 / ライフサイクルアセスメント / 電力自由化 / 市場制度 / 省エネ / 再生可能エネルギー / 蓄電池

本研究では、分散型電源及び既存電源を協調させつつ、長期安定的に稼働可能な電力システムの構築を目指し研究を実施してきた。再生可能エネルギー発電設備についてのLCA（Life Cycle Assessment）を実施し環境負荷の定量化を行った。また、インセンティブ制度設計にあたっては特に省エネが遅れている家庭部門に着目しHEMSデータを活用しライフスタイル別のエネルギー消費実態を特定すると同時に実験経済学の手法によって電力需用者の省エネインセンティブについての知見を得ることができた。
仮想電力取引市場設計にあたっては各市場毎のライフスタイル変容が重要な課題であると言う今後の課題を得た。

持続的発展 / LCA / エクセルギー / 電力供給 / ケミカルループ燃焼法 / ジメチルエーテル / EUD解析 / 環境影響評価 / 電力安定供給 / 再生可能エネルギー

●「PEACE(Peaceful East-Asia Centered Electricity)Network」を構成する一次エネルギー源として水力発電及び低品質天然ガスを、水素エネルギー製造として水の電気分解法を、化学エネルギー変換技術としてジメチルエーテル合成法を取り上げ、電力の化学エネルギー変換による長距離輸送について検討した。特に、工業規模での合成技術の確立が望まれる「ジメチルエーテル合成法」について詳細なエネルギー利用評価(EUD解析)を行った。直接合成法やメタノール脱水法など現行システムの問題点を明らかにすると共に、現行システムの問題点を改善,した新規ジメチルエーテル合成法を提案した。メタノール脱水法は直接合成法と比べてエンタルピー効率、エクセルギー効率がいずれも大きく、高いエネルギー利用効率を示した。しかし、この方法は単位生産量当たりのエクセルギー損失が大きく、システムの合理化が必要である。新規システムにはメタノール脱水法を採用するが、メタノール合成過程を多段加圧操作に変更してエクセルギー損失の低減化を試みた。その結果、エクセルギー損失は従来のメタノール脱水法に比べて40%以上も低減し、合理的な合成システムを提案できた。
●「PEACE Network」では、低品質天然ガスを利用した高効率発電システムとしてケミカルループ燃焼法を提案している。安定した運転を目的にケミカルループ燃焼法の基礎特性試験を行った。本法では還元塔と酸化塔を循環させる金属粒子としてFe_2O_3-Al_2O_3コンポジット粒子が使用される。粒子合成法を検討した結果、Fe_2O_3とAl_2O_3の混合比を1:3とすることで粒子間の固着を防止でき、安定した粒子循環が可能になった。また、還元塔での金属粒子と燃焼ガス流の分離が円滑になるように装置構造を変更し、燃焼によって発生するCO2を90%以上回収することに成功した。

【研究分担者】
田原聖隆	国立研究開発法人産業技術総合研究所	エネルギー・環境領域	IDEAラボ長	(Kakenデータベース)
竹内憲司	神戸大学	経済学研究科	教授	(Kakenデータベース)
稲葉敦	工学院大学	先進工学部	教授	(Kakenデータベース)
西野成昭	東京大学	学内共同利用施設等	助教	(Kakenデータベース)

【研究分担者】
大庭武泰 (大庭武秦)	東京工業大学	資源化学研究所	助手	(Kakenデータベース)
小林誠	東京工業大学	電力中央研究所・エネルギー技術研究所	上席研究員	(Kakenデータベース)