JP2001142528A - プロセスアセスメントツール及びプロセスアセスメント処理方法 - Google Patents

プロセスアセスメントツール及びプロセスアセスメント処理方法

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JP2001142528A
JP2001142528A JP32261699A JP32261699A JP2001142528A JP 2001142528 A JP2001142528 A JP 2001142528A JP 32261699 A JP32261699 A JP 32261699A JP 32261699 A JP32261699 A JP 32261699A JP 2001142528 A JP2001142528 A JP 2001142528A
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隆宏 浅野
Shigeto Shibaike
成人 芝池
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 製造プロセスにおける環境負荷の低減化設計
を実現する、価値のある評価を行うために有効なプロセ
スアセスメントツールの提供を目的とする。 【解決手段】 セクションデータ入力２とステップデー
タ入力３と消費材料入力４を有するデータ入力部１と、
電力環境負荷データベース６と化石燃料環境負荷データ
ベース７と材料環境負荷データベース８に接続されたデ
ータ演算（データ処理）部５と、積算グラフや円グラフ
及びレーダーチャート表示器を備えた表示部９と、を用
いて構成し、データ入力部１で入力されたデータは、デ
ータ演算（データ処理）部５に接続したデータベースか
らのデータとの演算処理により、エネルギー消費量、二
酸化炭素、硫黄酸化物及び窒素酸化物等の環境負荷量を
算出することができ、この演算結果を表示部９で視覚化
することで、製造プロセスにおける環境負荷の低減化設
計に対する有効な情報を提供しこれを実現する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、人工物の製造プロ
セスを評価するプロセスアセスメントツールとそれを用
いた処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】現在、環境に配慮した製造プロセスによ
る人工物の生産は非常に重要な課題になっている。現行
の人工物の製造にあたって、その製造工場では、動力源
や熱源として主に電気エネルギーが用いられている。ま
た産業界にあって製造プロセスの設計では従来よりコス
トが重要視されて来た。しかし最近では地球環境保全に
対する関心の高まりから、エネルギー消費、温暖化ガス
あるいは酸性化ガスの排出低減を同時に検討することが
不可欠となっている。従って実際に製造プロセスを設計
する場合、あるいは現状の製造プロセスでも、こうした
環境への影響を推定するシミュレーションを行い、計画
中あるいは現行のプロセスの問題点を抽出して改善策を
検討することが重要である。
【０００３】コジェネレーションシステム（コジェネ）
は、製造に必要な電気エネルギーの一部をガス、石油等
を用いて自家発電するシステムであり、さらに自家発電
の際に発生する排熱を利用してエネルギー消費の低減を
実現しようとするものである。一般にガスをコジェネに
用いた場合の総合エネルギー変換効率は70〜80％であ
り、コジェネを用いた環境負荷の低減に期待が大きい。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし実際の工場で
は、購入電力と自家発電の割合を最適化する指針が無
く、製造可能量にも限界がある。環境負荷の因子として
は、電気やガスを製造するために消費されるエネルギー
量に加え、これらのエネルギーを製造したり利用したり
する際に発生する二酸化炭素(CO2 )、窒素酸化物(NOx)
、硫黄酸化物(SOx) 等の排出物量が挙げられる。しか
も、電力会社により発電源構成が異なるため、環境負荷
の発生比率も異なる、といった数多くの要因が複雑に絡
み合った状況にある。製造プロセスの環境負荷を改善す
るには、プロセスを構成するステップ（工程）毎の検討
が必要である。しかし、ステップ数が 100を越えるプロ
セスも多く、さらに製品を構成する部品が複数の工場で
製造されることも頻繁に起こる。したがって、製造プロ
セスの評価を実際の製造プロセスで行い環境負荷の低減
化設計を具現化するには、こうした条件を全て考慮した
上で詳細なエネルギー分析を実施し、適切なシミュレー
ションを実現して価値のある評価につなげるためのツー
ルが望まれている。
【０００５】本発明は上記課題を解決するものであり、
製造プロセスの評価を実際の製造プロセスで行い環境負
荷の低減化設計を可能とするツールの提供を目的とす
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明は、エネルギー源の消費に伴って発生する環境
負荷のデータを備えたデータベースと、人工物の製造プ
ロセスに必要な各種条件を入力するデータ入力部と、入
力されたデータと前記データベースのデータとから前記
製造プロセスが生み出す環境負荷を演算するデータ処理
部と、演算した結果を出力するデータ出力部とを用いて
構成したプロセスアセスメントツールまたはこれを用い
た処理方法としたものであり、価値のある評価を行い製
造プロセスの環境負荷の低減化設計を実現するものであ
る。
【０００７】本発明の他の特徴は、データベースに、エ
ネルギー源として電力、都市ガス等の二次エネルギーの
うち少なくとも１つを消費したときに発生する環境負荷
のデータを備えたプロセスアセスメントツールであっ
て、前記環境負荷のデータがエネルギー供給元別あるい
はエネルギー供給地域別に構成されたプロセスアセスメ
ントツールまたはこれを用いた処理方法により、価値の
ある評価を行い製造プロセスの環境負荷の低減化設計を
実現するものである。
【０００８】本発明の他の特徴は、材料の消費に伴って
発生する環境負荷のデータを備えたデータベースと、人
工物の製造及びその製造プロセスに必要な材料の消費量
を入力するデータ入力部と、入力されたデータと前記デ
ータベースのデータとから前記人工物の製造及びその製
造プロセスが生み出す環境負荷を演算するデータ処理部
と、演算した結果を出力するデータ出力部とから構成し
たプロセスアセスメントツールまたはこれを用いた処理
方法により、価値のある評価を行い製造プロセスの環境
負荷の低減化設計を実現するものである。
【０００９】本発明の他の特徴は、データ出力部が、製
造プロセスを構成する工程単位で演算結果を視覚化して
表示する機能を有するプロセスアセスメントツールによ
り、価値のある評価を行い製造プロセスの環境負荷の低
減化設計を実現するものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、エネルギー源の消費に伴って発生する環境負荷のデ
ータを備えたデータベースと、人工物の製造プロセスに
必要な各種条件を入力するデータ入力部と、入力された
データと前記データベースのデータとから前記製造プロ
セスが生み出す環境負荷を演算するデータ処理部と、演
算した結果を出力するデータ出力部とから構成したプロ
セスアセスメントツールであり、価値のある評価を行い
製造プロセスの環境負荷の低減化設計を可能とするとい
う作用を有する。
【００１１】また、請求項２に記載の発明のように、デ
ータベースに、エネルギー源として天然ガス、重油、軽
油、灯油、ガソリン、石炭、木材等の一次エネルギーの
うち少なくとも１つを消費したときに発生する環境負荷
のデータを備えた請求項１記載のプロセスアセスメント
ツールとするのが、好適である。。
【００１２】または、請求項３に記載の発明のように、
データベースに、エネルギー源として電力、都市ガス等
の二次エネルギーのうち少なくとも１つを消費したとき
に発生する環境負荷のデータを備えた請求項１記載のプ
ロセスアセスメントツールであって、前記環境負荷のデ
ータがエネルギー供給元別あるいはエネルギー供給地域
別に構成されたプロセスアセスメントツールとするの
が、より好適である。
【００１３】更に、請求項４に記載の発明のように、エ
ネルギー供給元別あるいはエネルギー供給地域別の発電
源構成データと発電源別による環境負荷データから電力
利用に伴う環境負荷を算出する機能を備えた請求項３記
載のプロセスアセスメントツールとするのが、より好適
である。
【００１４】本発明の請求項５に記載の発明は、材料の
消費に伴って発生する環境負荷のデータを備えたデータ
ベースと、人工物の製造及びその製造プロセスに必要な
材料の消費量を入力するデータ入力部と、入力されたデ
ータと前記データベースのデータとから前記人工物の製
造及びその製造プロセスが生み出す環境負荷を演算する
データ処理部と、演算した結果を出力するデータ出力部
とから構成したプロセスアセスメントツールであり、価
値のある評価を行い製造プロセスの環境負荷の低減化設
計を可能とするという作用を有する。
【００１５】請求項６に記載の発明は、データベース
に、環境負荷としてエネルギー源もしくは材料の原料の
採掘から利用までに消費される総エネルギーのデータを
備えた請求項１または５記載のプロセスアセスメントツ
ールであり、価値のある評価を行い製造プロセスの環境
負荷の低減化設計を可能とするという作用を有する。
【００１６】請求項７に記載の発明は、データベース
に、環境負荷としてエネルギー源もしくは材料の原料の
採掘から利用までに発生する二酸化炭素、硫黄酸化物、
窒素酸化物等の環境負荷物質のうち少なくとも１つの総
排出量のデータを備えた請求項１または５記載のプロセ
スアセスメントツールであり、価値のある評価を行い製
造プロセスの環境負荷の低減化設計を可能とするという
作用を有する。
【００１７】請求項８に記載の発明は、データ出力部
が、製造プロセスを構成する工程単位で演算結果を視覚
化して表示する機能を有する請求項１または５記載のプ
ロセスアセスメントツールであり、価値のある評価を行
い製造プロセスの環境負荷の低減化設計を可能とすると
いう作用を有する。
【００１８】また、請求項９に記載の発明のように、工
程を経るに従い増加する環境負荷を積算グラフで表示す
る機能を有する請求項８記載のプロセスアセスメントツ
ールとするのが、好適である。
【００１９】または、請求項１０に記載の発明のよう
に、工程を分類し、その分類毎に発生する環境負荷の割
合を合計して分割グラフで表示する機能を有する請求項
８記載のプロセスアセスメントツールとするのが、好適
である。
【００２０】または、請求項１１に記載の発明のよう
に、各工程毎に発生する複数の環境負荷を、それぞれ製
造プロセス全体との割合で示すチャートで表示する機能
を有する請求項８記載のプロセスアセスメントツールと
するのが、好適である。
【００２１】本発明の請求項１２と２３に記載の発明
は、エネルギー源の消費に伴って発生する環境負荷のデ
ータを備えたデータベースを有し、人工物の製造プロセ
スに必要な各種条件を入力するデータ入力段階と、入力
されたデータと前記データベースのデータとを用いて前
記製造プロセスが生み出す環境負荷を演算するデータ処
理段階と、演算した結果を出力するデータ出力段階とを
有するプロセスアセスメント処理方法とそれをコンピュ
ータに実行させるためのプログラムを記録した記録媒体
であり、価値のある評価を行い製造プロセスの環境負荷
の低減化設計を可能とするという作用を有する。
【００２２】また、請求項１３と２４に記載の発明のよ
うに、データベースは、エネルギー源として天然ガス、
重油、軽油、灯油、ガソリン、石炭、木材等の一次エネ
ルギーのうち少なくとも１つを消費したときに発生する
環境負荷のデータを備えた請求項１２記載のプロセスア
セスメント処理方法とそれをコンピュータに実行させる
ためのプログラムを記録した記録媒体とするのが、好適
である。。
【００２３】または、請求項１４と２５に記載の発明の
ように、データベースは、エネルギー源として電力、都
市ガス等の二次エネルギーのうち少なくとも１つを消費
したときに発生する環境負荷のデータを備えた請求項１
２記載のプロセスアセスメント処理方法であって、前記
環境負荷のデータがエネルギー供給元別あるいはエネル
ギー供給地域別に構成されたプロセスアセスメント処理
方法とそれをコンピュータに実行させるためのプログラ
ムを記録した記録媒体とするのが、より好適である。
【００２４】更に、請求項１５と２６に記載の発明のよ
うに、データ処理段階は、エネルギー供給元別あるいは
エネルギー供給地域別の発電源構成データと発電源別に
よる環境負荷データとを用いて電力利用に伴う環境負荷
を算出する段階を有する請求項１４記載のプロセスアセ
スメント処理方法とそれをコンピュータに実行させるた
めのプログラムを記録した記録媒体とするのが、より好
適である。
【００２５】請求項１６と２７に記載の発明は、材料の
消費に伴って発生する環境負荷のデータを備えたデータ
ベースを有し、人工物の製造及びその製造プロセスに必
要な材料の消費量を入力するデータ入力段階と、入力さ
れたデータと前記データベースのデータとを用いて前記
人工物の製造及びその製造プロセスが生み出す環境負荷
を演算するデータ処理段階と、演算した結果を出力する
データ出力段階とを有するプロセスアセスメント処理方
法とそれをコンピュータに実行させるためのプログラム
を記録した記録媒体であり、価値のある評価を行い製造
プロセスの環境負荷の低減化設計を可能とするという作
用を有する。
【００２６】請求項１７と２８に記載の発明は、データ
ベースは、環境負荷としてエネルギー源もしくは材料の
原料の採掘から利用までに消費される総エネルギーのデ
ータを備えた請求項１２または１６記載のプロセスアセ
スメント処理方法とそれをコンピュータに実行させるた
めのプログラムを記録した記録媒体であり、価値のある
評価を行い製造プロセスの環境負荷の低減化設計を可能
とするという作用を有する。
【００２７】請求項１８と２９に記載の発明は、データ
ベースは、環境負荷としてエネルギー源もしくは材料の
原料の採掘から利用までに発生する二酸化炭素、硫黄酸
化物、窒素酸化物等の環境負荷物質のうち少なくとも１
つの総排出量のデータを備えた請求項１２または１６記
載のプロセスアセスメント処理方法とそれをコンピュー
タに実行させるためのプログラムを記録した記録媒体で
あり、価値のある評価を行い製造プロセスの環境負荷の
低減化設計を可能とするという作用を有する。
【００２８】請求項１９と３０に記載の発明は、データ
出力段階が、製造プロセスを構成する工程単位で演算結
果を視覚化して表示する段階を有する請求項１２または
１６記載のプロセスアセスメント処理方法とそれをコン
ピュータに実行させるためのプログラムを記録した記録
媒体であり、価値のある評価を行い製造プロセスの環境
負荷の低減化設計を可能とするという作用を有する。
【００２９】また、請求項２０と３１に記載の発明のよ
うに、データ出力段階が、工程を経るに従い増加する環
境負荷を積算グラフで表示する段階を有する請求項１９
記載のプロセスアセスメント処理方法とそれをコンピュ
ータに実行させるためのプログラムを記録した記録媒体
とするのが、好適である。
【００３０】または、請求項２１と３２に記載の発明の
ように、データ出力段階が、工程を分類し、その分類毎
に発生する環境負荷の割合を合計して分割グラフで表示
する段階を有する請求項１９記載のプロセスアセスメン
ト処理方法とそれをコンピュータに実行させるためのプ
ログラムを記録した記録媒体とするのが、好適である。
【００３１】または、請求項２２と３３に記載の発明
は、データ出力段階が、各工程毎に発生する複数の環境
負荷を、それぞれ製造プロセス全体との割合で示すチャ
ートで表示する段階を有する請求項１９記載のプロセス
アセスメント処理方法とそれをコンピュータに実行させ
るためのプログラムを記録した記録媒体とするのが、好
適である。。
【００３２】以下、本発明の実施の形態について、図１
〜図８を用いて説明する。
【００３３】（実施の形態１）本発明によるプロセスア
セスメントツールの概略を示すブロック図を、図１に示
す。データ入力部１は、セクションデータ入力２とステ
ップデータ入力３、消費材料データ入力４で構成されて
いる。データ演算（データ処理）部５は、電力環境負荷
データベース６および化石燃料環境負荷データベース
７、材料環境負荷データベース８に接続され、データ入
力部１で入力された各データをデータ演算（データ処
理）部５に入力して、電力環境負荷データベース６、化
石燃料環境負荷データベース７および材料環境負荷デー
タベース８からのデータを用いて演算・処理を行う。こ
の結果を表示部９へ出力し、積算グラフ表示１０、円グ
ラフ表示１１およびレーダーチャート表示１２を行う。
【００３４】セクションデータ入力２、ステップデータ
入力３および消費材料データ入力４における具体的入力
項目は以下の通りである。
【００３５】１）セクションデータ入力２ 図２に電源系を同じとする製造プロセス中ステップの製
造場所（セクション）のデータを入力するための画面を
示す。ステップとは１つ１つの製造プロセスを構成する
１つ１つの工程を示す。このときの入力データは、稼働
時間等の生産条件１３、電力会社１４、購入電力使用量
１５、自家発電利用分の化石燃料使用量１６、自家発電
による発電量１７およびガス会社１８である。この入力
内容を基に、プロセスアセスメントツールは内蔵してい
る電気、ガスおよび発電源構成のデータベース（図示せ
ず）にアクセスし、エネルギー供給先である電力会社１
４やガス会社１８および購入電力使用量１５や化石燃料
使用量１６に応じたCO2、NOx、SOx等の排出物量等の様
々な環境負荷量を算出する（図示せず）。
【００３６】２）ステップデータ入力３ 図３に製造プロセスを構成する各ステップの条件を入力
する際に用いられる画面を示す。
【００３７】まずステップ分類コード１９を入力すると
プロセスアセスメントツールは自動的にステップ番号２
０、補助番号２１、ステップコード２２を出力する。次
にステップの名称２３とステップの処理がどの分類に該
当するかを工程分類２４に入力する。
【００３８】各ステップでは製造設備を使用している。
実際の工場でこの設備単独の電力消費量を得ることは、
非常に困難である。従って、ここでは各装置の定格電力
２５、稼働時間からの割合２６およびフルパワーからの
割合２７を入力し、実際の電力消費量を推量する実効値
（図示せず）を各ステップ毎に求める。
【００３９】次に同一セクションの実効値の合計からの
実効値割合と図２におけるセクションの購入電力使用量
１５と自家発電の発電量１７の合計値より各ステップの
消費電力値（図示せず）を算出する。さらに図２におい
て自家発電の発電量１７にデータを入力している場合、
図３の各ステップの条件入力画面中コジェネ利用状況２
８で非導入および導入を選択する。また、各ステップ単
独で導入する化石燃料の消費データを非電力利用分２９
にデータを入力する。
【００４０】３）消費材料データ入力４ 図４に各ステップで消費（投入）される材料を入力する
画面を示す。ステップコード一覧３０で該当するステッ
プコードをステップコード３１に入力する。次に材料環
境負荷データベース３２で該当する材料を選び、使用材
料３３に入力する。また対象とするステップで消費量を
使用量３４および基準となる単位を単位選択部３５に入
力する。これらの処理を行うとプロセスアセスメントツ
ールは排出物表示欄３６に単位重量あたりの排出物の量
を算出し表示する。
【００４１】１）、２）および３）の入力後、プロセス
アセスメントツールは各ステップのエネルギー消費量お
よび排出物量の算出データ処理を行う（図示せず）。こ
の算出結果によりどのステップの環境負荷が大きいか、
数値により比較することが可能である。
【００４２】次に製造プロセスの環境負荷低減をより効
果的に検討するために、図５に示される積算グラフ表示
機能を用いる。ここで横軸は製造プロセスステップコー
ド軸３７で各ステップを表し、縦軸は積算される環境負
荷を表す積算環境負荷軸３８である。このときの環境負
荷は消費エネルギー、CO2 、NOx およびSOx 等である。
【００４３】これにより、具体的にどのステップが全体
の割合から比較して環境負荷を増加させているかが分か
り、削減するべきかを明らかにすることができる。また
別の効果としてリサイクル、リユースを検討する場合
に、全体の環境負荷割合と各ステップまでの積算環境負
荷割合の関係から、どのステップからリサイクルあるい
はリユースの対象とすべきかを決めるために参考となる
データを得ることができる。
【００４４】さらに製造プロセスの環境負荷低減をより
効果的に検討するために、図６に示される円グラフの表
示機能を用いる。このときのグラフはステップで処理す
る内容を工程分類毎にまとめ環境負荷の割合を表示す
る。このときの環境負荷は消費エネルギー、CO2 、NOx
およびSOx 等である。
【００４５】これによりどの工程分類の環境負荷が大き
いかが明確になる。環境負荷低減化を検討する場合、同
じ工程分類を複数のステップで行っていたものを統合さ
せるなど、製造プロセスの設計にこの結果を反映させる
ことができる。
【００４６】さらに製造プロセスを構成する各ステップ
の環境負荷低減をより効果的に検討するために、図７に
示されるレーダーチャートの表示機能を用いる。このと
きのチャートは複数の環境負荷要因を軸に取り、各軸で
は製造プロセス全体の環境負荷に対する対象とするステ
ップの環境負荷の割合がプロットされている。またこの
ときの環境負荷は、消費エネルギー、CO2 、NOx および
SOx 等である。このプロットを結んだものがステップ環
境負荷ライン３９である。また対象とするステップが購
入電力のみである場合の環境負荷の割合を同様にプロッ
トし、このプロットを結んだものが購入電力環境負荷ラ
イン４０である。製造プロセスで消費されるエネルギー
が全て購入電力である場合、ステップ環境負荷ライン３
９と電力環境負荷ライン４０は重なる。コジェネにおい
て自家発電を行う場合、ステップ環境負荷ライン３９と
電力環境負荷ライン４０はズレが生じる。電力環境負荷
ライン４０より外側にステップ環境負荷ライン３９がプ
ロットされる環境負荷は改善が必要な環境負荷要因であ
る。
【００４７】このチャートにより各ステップにおける複
数の環境負荷要因の位置づけが明確になる。この結果は
各ステップの環境負荷低減化に対する方針の作成に有効
であり、この操作を全てのステップで行うことにより、
全プロセスの環境負荷低減を実現することができる。
【００４８】また、これらの処理方法をプログラムとし
て記録し、コンピュータで実行させることによっても、
同様の作用、効果が得られる。
【００４９】（実施の形態２）本発明においてコジェネ
を製造プロセスに導入した製造プロセスを想定した場合
に、プロセスアセスメントツールを用いた、環境負荷低
減化設計に関する実施例を示す。このときの製造プロセ
スで必要な総電力量は1000kWh とする。またプロセスに
必要なエネルギーは購入電力とガスによる自家発電によ
り得るものとし、全プロセスエネルギーの25％分は、熱
エネルギーが直接利用できるものとする。コジェネの条
件は、天然ガスで自家発電を行い、発電効率を30%、排
熱利用を45%とする。本例では環境負荷因子としてコジ
ェネを利用した場合に排出する二酸化炭素（CO2 ）の排
出量について検討する。CO2 は特に環境負荷因子の一つ
である地球温暖化物質の一つであり、削減が急務であ
る。なお本実施例では、設備の建設等の初期投資は考慮
していない。
【００５０】電力会社の発電におけるCO2 および他の環
境負荷因子となる硫黄酸化物（SOx） 、窒素酸化物（NO
x） の排出量の調査・算出結果の報告が行われており、
これを図８に示す（出典：松野他、日本エネルギー学会
誌、77(12)，1162(1998)）。また天然ガスの採掘および
燃焼に至るまでに発生する排出物量の報告が行われてお
り、これを同様に図８に示す（出典：BUWAL250 Environ
mental Series No.250 Life Cycle Inventories for Pa
ckaging, Swiss Agency for the Environment, Forests
and Landscape (SAEFL), Bern, Switerland(1998)）。
【００５１】これより電力会社により排出量が大きく異
なることが分かる。この表中のＥ社、Ｆ社、Ｇ社および
天然ガスの値を用いて、コジェネによる排熱を利用した
場合の自家発電量に伴うCO2 の発生量の変化について、
推定した結果を図９に示す。図９の縦軸は自家発電割合
に基づくCO2 の排出量を示す総CO2 排出量軸４１であ
り、横軸は自家発電の割合を示す自家発電割合軸４２で
ある。
【００５２】図９中において電力会社Ｅ社によるコジェ
ネを行う場合のCO2 排出量はＥ社利用コジェネ二酸化炭
素排出量曲線４３、電力会社Ｆ社によるコジェネを行う
場合のCO2 排出量はＦ社利用コジェネ二酸化炭素排出量
曲線４４、電力会社Ｇ社によるコジェネを行う場合のCO
2 排出量はＧ社利用コジェネ二酸化炭素排出量曲線４５
で示されている。いずれの場合でも、コジェネを導入す
ること自体はCO2 削減に有効である。Ｇ社の電力を使用
している場合は、自家発電の比率が高まるほどCO2 が削
減されるが、Ｅ社利用コジェネ二酸化炭素排出量曲線４
３とＦ社利用コジェネ二酸化炭素排出量曲線４４には極
小点があり、この極小点を過ぎるとCO2の排出量が増加
する。この極小点は、自家発電による排熱エネルギー量
が、製造プロセスで直接消費できる熱エネルギーと等し
くなる点である。Ｅ社とＦ社の比較でも、Ｅ社はＥ社利
用コジェネ二酸化炭素排出量曲線４３上の極小点までの
CO 2 の削減量が大きいため積極的に利用することが望ま
しい。Ｆ社はＦ社利用コジェネ二酸化炭素排出量曲線４
３上の極小点までのCO2 削減量はそれほど大きくない
が、極小点以降のCO2 増加量割合が大きい。従ってＦ社
から電力を購入するのであれば、自家発電の排熱が消費
できなくなる量以上の自家発電は、避けるべきである。
【００５３】SOx とNOx にも同様の傾向があり、ここで
はSOx の排出量について図１０に結果を示す。図１０中
の縦軸は自家発電割合に基づくSOx の排出量を示す総SO
x 排出量軸４６であり、横軸は自家発電の割合を示す自
家発電割合軸４２である。図１０中において電力会社Ｅ
社によるコジェネを行う場合のSOx 排出量はＥ社利用コ
ジェネ硫黄酸化物排出量曲線４７、電力会社Ｆ社による
コジェネを行う場合のSOx 排出量はＦ社利用コジェネ二
硫黄酸化物排出量曲線４８、電力会社Ｇ社によるコジェ
ネを行う場合のSOx 排出量はＧ社利用コジェネ硫黄酸化
物排出量曲線４９で示されている。
【００５４】以上述べた環境負荷の検討から、コジェネ
システムは環境負荷低減にとって有効な手段である。し
かし環境負荷に対する影響は、購入する電力会社すなわ
ち製造プロセスのある場所により、環境負荷低減に有効
な導入割合があることが明確になった。従って、製造プ
ロセスのある場所毎の製造プロセスの設計に関する検討
が非常に重要である。
【００５５】本発明によるプロセスアセスメントツール
に、自家発電量を考慮して、製造プロセス条件を入力し
た結果を図１１に示す。図１１中の縦軸は各ステップの
CO2排出量を積算した積算CO2 排出量軸５０で、横軸は
各ステップを表す製造プロセスステップ軸３７である。
ここでは、コジェネ中の自家発電の割合を０％、20％お
よび40％とした。
【００５６】図１１中では、コジェネ中の自家発電量が
０％の場合の自家発電０％積算線５１、20％の場合の自
家発電20％積算線５２、40％の場合の自家発電40％積算
線５３で示されている。この図１１からステップの経過
に伴い発生するCO2 量は自家発電量により異なることが
分かる。すなわちコジェネシステムを導入し、自家発電
の割合が全消費電力の20％になるまでは環境負荷が低減
するが、それ以上の割合では環境負荷が増加して行く傾
向がある。実際の製造プロセスでは必ずしも一カ所で実
施されるわけではなく、多くの場所に分散して行われ
る。本プロセスアセスメントツールは、プロセス毎にプ
ロセスを実施する場所が入力できるため、迅速かつ詳細
にプロセスを検証することができ、この結果環境負荷を
低減する施策の検証が容易にできる。また今後の環境負
荷低減に向けた方針を得ることもできる。
【００５７】また、これらの処理方法をプログラムとし
て記録し、コンピュータで実行させることによっても、
同様の作用、効果が得られる。
【００５８】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、購入電力
と自家発電の割合を最適化する指針を得、消費エネルギ
ー量や、二酸化炭素、窒素酸化物、硫黄酸化物等の排出
物量の推量が可能になる。しかも、工程数が非常に多い
プロセスや複数の地域で生産される場合にも容易に分析
でき、その結果が視覚的に示され環境負荷の低減に向け
た施策の検証が容易にできる。結果、今後の環境負荷低
減化に向けた方針を得ることができ、その工業的価値は
非常に高い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態によるプロセスアセスメ
ントツールの構成を示す概略図
【図２】本発明の一実施の形態によるセクションデータ
入力部を示す図
【図３】本発明の一実施の形態による製造プロセスステ
ップデータ入力部を示す図
【図４】本発明の一実施の形態による消費材料入力部を
示す図
【図５】本発明の一実施の形態による積算グラフ表示機
能を示す図
【図６】本発明の一実施の形態による円グラフ表示機能
を示す図
【図７】本発明の一実施の形態によるレーダーチャート
表示機能を示す図
【図８】電力会社における発電時に発生する主な排出物
量、および天然ガスの採掘から燃焼に至るまでに発生す
る主な排出物量を示す図
【図９】電力３社における自家発電割合によるCO2 発生
量の比較を示す図
【図１０】電力３社における自家発電割合によるSOx 発
生量の比較を示す図
【図１１】自家発電の割合を変えた場合に発生するCO2
の積算発生量の変化を示す図
【符号の説明】
１ データ入力部 ２ セクションデータ入力 ３ ステップデータ入力 ４ 消費材料データ入力 ５ データ演算（データ処理）部 ６ 電力環境負荷データベース ７ 化石燃料環境負荷データベース ８ 材料環境負荷データベース ９ 表示部 １０ 積算グラフ表示 １１ 円グラフ表示 １２ レーダーチャート表示 １３ 生産条件 １４ 電力会社 １５ 購入電力使用量 １６ 自家発電利用分の化石燃料使用量 １７ 自家発電による発電量 １８ ガス会社 １９ ステップ分類コード ２０ ステップ番号 ２１ 補助番号 ２２ ステップコード ２３ ステップの名称 ２４ 工程分類 ２５ 定格電力 ２６ 稼働時間からの割合 ２７ フルパワーからの割合 ２８ コジェネ利用状況 ２９ 非電力利用分 ３０ ステップコード一覧 ３１ ステップコード ３２ 材料環境負荷データベース ３３ 使用材料 ３４ 使用量 ３５ 単位選択部 ３６ 排出物表示欄 ３７ 製造プロセスステップコード軸 ３８ 積算環境負荷軸 ３９ ステップ環境負荷ライン ４０ 電力環境負荷ライン ４１ 総CO2排出量軸 ４２ 自家発電割合軸 ４３ Ｅ社利用コジェネ二酸化炭素排出量曲線 ４４ Ｆ社利用コジェネ二酸化炭素排出量曲線 ４５ Ｇ社利用コジェネ二酸化炭素排出量曲線 ４６ 総SOx 排出量軸 ４７ Ｅ社利用コジェネ硫黄酸化物排出量曲線 ４８ Ｆ社利用コジェネ二硫黄酸化物排出量曲線 ４９ Ｇ社利用コジェネ硫黄酸化物排出量曲線 ５０ 積算CO2 排出量軸 ５１ 自家発電０％積算線 ５２ 自家発電20％積算線 ５３ 自家発電40％積算線

Claims (33)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 エネルギー源の消費に伴って発生する環
    境負荷のデータを備えたデータベースと、人工物の製造
    プロセスに必要な各種条件を入力するデータ入力部と、
    入力されたデータと前記データベースのデータとを用い
    て前記製造プロセスが生み出す環境負荷を演算するデー
    タ処理部と、演算した結果を出力するデータ出力部とを
    用いて構成したプロセスアセスメントツール。
  2. 【請求項２】 データベースは、エネルギー源として天
    然ガス、重油、軽油、灯油、ガソリン、石炭、木材等の
    一次エネルギーのうち少なくとも１つを消費したときに
    発生する環境負荷のデータを備えた請求項１記載のプロ
    セスアセスメントツール。
  3. 【請求項３】 データベースは、エネルギー源として電
    力、都市ガス等の二次エネルギーのうち少なくとも１つ
    を消費したときに発生する環境負荷のデータを備えた請
    求項１記載のプロセスアセスメントツールであって、前
    記環境負荷のデータがエネルギー供給元別あるいはエネ
    ルギー供給地域別に構成されたプロセスアセスメントツ
    ール。
  4. 【請求項４】 データ処理部は、エネルギー供給元別あ
    るいはエネルギー供給地域別の発電源構成データと発電
    源別による環境負荷データとを用いて電力利用に伴う環
    境負荷を算出する機能を備えた請求項３記載のプロセス
    アセスメントツール。
  5. 【請求項５】 材料の消費に伴って発生する環境負荷の
    データを備えたデータベースと、人工物の製造及びその
    製造プロセスに必要な材料の消費量を入力するデータ入
    力部と、入力されたデータと前記データベースのデータ
    とを用いて前記人工物の製造及びその製造プロセスが生
    み出す環境負荷を演算するデータ処理部と、演算した結
    果を出力するデータ出力部とを用いて構成したプロセス
    アセスメントツール。
  6. 【請求項６】 データベースは、環境負荷としてエネル
    ギー源もしくは材料の原料の採掘から利用までに消費さ
    れる総エネルギーのデータを備えた請求項１または５記
    載のプロセスアセスメントツール。
  7. 【請求項７】 データベースは、環境負荷としてエネル
    ギー源もしくは材料の原料の採掘から利用までに発生す
    る二酸化炭素、硫黄酸化物、窒素酸化物等の環境負荷物
    質のうち少なくとも１つの総排出量のデータを備えた請
    求項１または５記載のプロセスアセスメントツール。
  8. 【請求項８】 データ出力部が、製造プロセスを構成す
    る工程単位で演算結果を視覚化して表示する機能を有す
    る請求項１または５記載のプロセスアセスメントツー
    ル。
  9. 【請求項９】 データ出力部が、工程を経るに従い増加
    する環境負荷を積算グラフで表示する機能を有する請求
    項８記載のプロセスアセスメントツール。
  10. 【請求項１０】 データ出力部が、工程を分類し、その
    分類毎に発生する環境負荷の割合を合計して分割グラフ
    で表示する機能を有する請求項８記載のプロセスアセス
    メントツール。
  11. 【請求項１１】 データ出力部が、各工程毎に発生する
    複数の環境負荷を、それぞれ製造プロセス全体との割合
    で示すチャートで表示する機能を有する請求項８記載の
    プロセスアセスメントツール。
  12. 【請求項１２】 エネルギー源の消費に伴って発生する
    環境負荷のデータを備えたデータベースを有し、人工物
    の製造プロセスに必要な各種条件を入力するデータ入力
    段階と、入力されたデータと前記データベースのデータ
    とを用いて前記製造プロセスが生み出す環境負荷を演算
    するデータ処理段階と、演算した結果を出力するデータ
    出力段階とを有するプロセスアセスメント処理方法。
  13. 【請求項１３】 データベースは、エネルギー源として
    天然ガス、重油、軽油、灯油、ガソリン、石炭、木材等
    の一次エネルギーのうち少なくとも１つを消費したとき
    に発生する環境負荷のデータを備えた請求項１２記載の
    プロセスアセスメント処理方法。
  14. 【請求項１４】 データベースは、エネルギー源として
    電力、都市ガス等の二次エネルギーのうち少なくとも１
    つを消費したときに発生する環境負荷のデータを備えた
    請求項１２記載のプロセスアセスメント処理方法であっ
    て、前記環境負荷のデータがエネルギー供給元別あるい
    はエネルギー供給地域別に構成されたプロセスアセスメ
    ント処理方法。
  15. 【請求項１５】 データ処理段階は、エネルギー供給元
    別あるいはエネルギー供給地域別の発電源構成データと
    発電源別による環境負荷データとを用いて電力利用に伴
    う環境負荷を算出する段階を有する請求項１４記載のプ
    ロセスアセスメント処理方法。
  16. 【請求項１６】 材料の消費に伴って発生する環境負荷
    のデータを備えたデータベースを有し、人工物の製造及
    びその製造プロセスに必要な材料の消費量を入力するデ
    ータ入力段階と、入力されたデータと前記データベース
    のデータとを用いて前記人工物の製造及びその製造プロ
    セスが生み出す環境負荷を演算するデータ処理段階と、
    演算した結果を出力するデータ出力段階とを有するプロ
    セスアセスメント処理方法。
  17. 【請求項１７】 データベースは、環境負荷としてエネ
    ルギー源もしくは材料の原料の採掘から利用までに消費
    される総エネルギーのデータを備えた請求項１２または
    １６記載のプロセスアセスメント処理方法。
  18. 【請求項１８】 データベースは、環境負荷としてエネ
    ルギー源もしくは材料の原料の採掘から利用までに発生
    する二酸化炭素、硫黄酸化物、窒素酸化物等の環境負荷
    物質のうち少なくとも１つの総排出量のデータを備えた
    請求項１２または１６記載のプロセスアセスメント処理
    方法。
  19. 【請求項１９】 データ出力段階が、製造プロセスを構
    成する工程単位で演算結果を視覚化して表示する段階を
    有する請求項１２または１６記載のプロセスアセスメン
    ト処理方法。
  20. 【請求項２０】 データ出力段階が、工程を経るに従い
    増加する環境負荷を積算グラフで表示する段階を有する
    請求項１９記載のプロセスアセスメント処理方法。
  21. 【請求項２１】 データ出力段階が、工程を分類し、そ
    の分類毎に発生する環境負荷の割合を合計して分割グラ
    フで表示する段階を有する請求項１９記載のプロセスア
    セスメント処理方法。
  22. 【請求項２２】 データ出力段階が、各工程毎に発生す
    る複数の環境負荷を、それぞれ製造プロセス全体との割
    合で示すチャートで表示する段階を有する請求項１９記
    載のプロセスアセスメント処理方法。
  23. 【請求項２３】 エネルギー源の消費に伴って発生する
    環境負荷のデータを備えたデータベースを有し、人工物
    の製造プロセスに必要な各種条件を入力するデータ入力
    段階と、入力されたデータと前記データベースのデータ
    とを用いて前記製造プロセスが生み出す環境負荷を演算
    するデータ処理段階と、演算した結果を出力するデータ
    出力段階とを有するプロセスアセスメント処理方法をコ
    ンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコ
    ンピュータ読み取り可能な記録媒体。
  24. 【請求項２４】 データベースは、エネルギー源として
    天然ガス、重油、軽油、灯油、ガソリン、石炭、木材等
    の一次エネルギーのうち少なくとも１つを消費したとき
    に発生する環境負荷のデータを備えた請求項２３記載の
    プロセスアセスメント処理方法をコンピュータに実行さ
    せるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り
    可能な記録媒体。
  25. 【請求項２５】 データベースは、エネルギー源として
    電力、都市ガス等の二次エネルギーのうち少なくとも１
    つを消費したときに発生する環境負荷のデータを備え、
    前記環境負荷のデータがエネルギー供給元別あるいはエ
    ネルギー供給地域別に構成された請求項２３記載のプロ
    セスアセスメント処理方法をコンピュータに実行させる
    ためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能
    な記録媒体。
  26. 【請求項２６】 データ処理段階は、エネルギー供給元
    別あるいはエネルギー供給地域別の発電源構成データと
    発電源別による環境負荷データとを用いて電力利用に伴
    う環境負荷を算出する段階を備えた請求項２５記載のプ
    ロセスアセスメント処理方法をコンピュータに実行させ
    るためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可
    能な記録媒体。
  27. 【請求項２７】 材料の消費に伴って発生する環境負荷
    のデータを備えたデータベースを有し、人工物の製造及
    びその製造プロセスに必要な材料の消費量を入力するデ
    ータ入力段階と、入力されたデータと前記データベース
    のデータとを用いて前記人工物の製造及びその製造プロ
    セスが生み出す環境負荷を演算するデータ処理段階と、
    演算した結果を出力するデータ出力段階とを有するプロ
    セスアセスメント処理方法をコンピュータに実行させる
    ためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能
    な記録媒体。
  28. 【請求項２８】 データベースは、環境負荷としてエネ
    ルギー源もしくは材料の原料の採掘から利用までに消費
    される総エネルギーのデータを備えた請求項２３または
    ２７記載のプロセスアセスメント処理方法をコンピュー
    タに実行させるためのプログラムを記録したコンピュー
    タ読み取り可能な記録媒体。
  29. 【請求項２９】 データベースは、環境負荷としてエネ
    ルギー源もしくは材料の原料の採掘から利用までに発生
    する二酸化炭素、硫黄酸化物、窒素酸化物等の環境負荷
    物質のうち少なくとも１つの総排出量のデータを備えた
    請求項２３または２７記載のプロセスアセスメント処理
    方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを記
    録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
  30. 【請求項３０】 データ出力段階が、製造プロセスを構
    成する工程単位で演算結果を視覚化して表示する段階を
    有する請求項２３または２７記載のプロセスアセスメン
    ト処理方法をコンピュータに実行させるためのプログラ
    ムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
  31. 【請求項３１】 データ出力段階が、工程を経るに従い
    増加する環境負荷を積算グラフで表示する段階を有する
    請求項３０記載のプロセスアセスメント処理方法をコン
    ピュータに実行させるためのプログラムを記録したコン
    ピュータ読み取り可能な記録媒体。
  32. 【請求項３２】 データ出力段階が、工程を分類し、そ
    の分類毎に発生する環境負荷の割合を合計して分割グラ
    フで表示する段階を有する請求項３０記載のプロセスア
    セスメント処理方法をコンピュータに実行させるための
    プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録
    媒体。
  33. 【請求項３３】 データ出力段階が、各工程毎に発生す
    る複数の環境負荷を、それぞれ製造プロセス全体との割
    合で示すチャートで表示する段階を有する請求項３０記
    載のプロセスアセスメント処理方法をコンピュータに実
    行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み
    取り可能な記録媒体。
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