JP2007102425A

JP2007102425A - 設備機器の運転管理システム

Info

Publication number: JP2007102425A
Application number: JP2005290325A
Authority: JP
Inventors: Mikako Kouketsu; 三佳子纐纈; Kentaro Okamoto; 健太郎岡本; 裕之 ▲高▼木; Hiroyuki Takagi; Yukuhito Keidai; 行仁境内
Original assignee: Osaka Gas Co Ltd
Current assignee: Osaka Gas Co Ltd
Priority date: 2005-10-03
Filing date: 2005-10-03
Publication date: 2007-04-19
Anticipated expiration: 2025-10-03
Also published as: JP4778290B2

Abstract

【課題】イニシャルコストを伴わずに需要家がエネルギ効率の高い設備機器を容易に使用でき、炭酸ガス排出量の削減量に関する認証を自動的に受けることを可能にする。
【解決手段】第１の計測手段２１はコージェネレーション設備で生成した電気量と熱量とを計測する。第２の計測手段２２はコージェネレーション設備に供給した燃料ガスの供給量を計測する。削減量算出手段２４では、コージェネレーション設備のインプットであるガスの供給量からコージェネレーション設備の運転に伴う炭酸ガス排出量であるプロジェクト排出量を求め、コージェネレーション設備のアウトプットである電気量および熱量から従来設備での炭酸ガス排出量であるベースライン排出量を推算する。また、削減量算出手段２４では、ベースライン排出量からプロジェクト排出量を減算し、炭酸ガス排出量の削減量として見積もる。
【選択図】図１

Description

本発明は、エネルギ供給事業体がエネルギを需要家に供給するにあたって炭酸ガス排出量の削減が可能な設備機器を需要家ごとに設置し、供給したエネルギの対価をエネルギ供給事業体が徴収するエネルギ供給サービスに用いられる設備機器の運転管理システムに関するものである。

近年、地球の温暖化が報告されており、赤外線を熱エネルギに変換する炭酸ガスやメタンガスのような温室効果ガスの低減が提唱されている。温暖効果ガスには、炭酸ガス、メタン、亜酸化窒素、ハイドロフルオロカーボン、パーフルオロカーボン、６フッ化硫黄などが知られているが、とくに温室効果ガスの大部分を占める炭酸ガスの排出量を削減することが望まれている。

炭酸ガスの排出量を削減するには、炭酸ガスを排出する設備機器でのエネルギ効率を高める方策と、炭酸ガスの排出量に応じた得失を与える方策とが考えられている。前者としては、電気と熱とを同時に供給するコージェネレーション設備を用いたり、冷暖房におけるエネルギ効率が高いガスヒートポンプを用いたりすることが考えられている。また、後者としては、炭酸ガス排出権（つまり、炭酸ガスの排出削減クレジット）の取得・移転を容易にするために、需要家のエネルギ使用量から需要家における炭酸ガスの発生量を算出し、基準となる炭酸ガスの発生量の目標値と炭酸ガスの発生量との差を炭酸ガス排出権として算出するシステムが提案されている（たとえば、特許文献１参照）。特許文献１に記載されたシステムでは、炭酸ガス排出権の取引市場での価格に応じて炭酸ガス排出権の売買を行うとともに蓄積すること、蓄積した炭酸ガス排出権を需要家に分配して需要家のエネルギ利用料金に加算して請求することが記載されている。
特開２００３−３３１０８８号公報

特許文献１に記載の内容では、需要家のエネルギ使用量に基づいて算出した炭酸ガス排出権を需要家に分配して需要家のエネルギ利用料金に反映させているから、需要家にはエネルギ利用料金という形での得失を与えていることになる。ただし、この方策は需要家にエネルギを節約させることによって炭酸ガスの排出を抑制しようとしているから、需要家には不便を強いることになる。

一方、エネルギ効率が高い設備機器を需要家が利用することは、需要家の利便性を損なうことなく炭酸ガスの排出量を低減することができるから望ましい方策と言えるが、この種の設備機器は価格が高く、需要家にとっては価格的理由から容易に使用することができないという問題を有している。

本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、イニシャルコストを伴わずに需要家がエネルギ効率の高い設備機器を容易に使用できるようにし、しかも設備機器の運転を行えば炭酸ガス排出量の削減量に関する認証を自動的に受けることを可能にして炭酸ガス排出量の削減に対する動機付けを行えるようにした設備機器の運転管理システムを提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するために、エネルギの供給にあたって炭酸ガス排出量の削減が可能な設備機器を需要家ごとに設置し当該設備機器を用いて需要家に供給したエネルギの対価を徴収するエネルギ供給事業体と、前記設備機器をエネルギ供給事業体に賃貸しエネルギ供給事業体が需要家に供給したエネルギの対価から賃貸料を徴収する金融機関と、エネルギ供給事業体により計測された需要家へのエネルギの供給量を用いて炭酸ガス排出量の削減量を認証する認証機構とが共動することにより、エネルギ供給事業体が需要家から炭酸ガス排出量の削減量の認証を受託するエネルギ供給サービスにおいて、エネルギ供給事業体が用いるシステムであって、設備機器の運転に伴う需要家へのエネルギの供給量を計測する第１の計測手段と、設備機器を運転させるために供給したエネルギ媒体の供給量を計測する第２の計測手段と、第１の計測手段により計測したエネルギの供給量の実測値から金融機関に返済する賃貸料を算出する返済金額算出手段と、第１の計測手段による計測値から求められる炭酸ガス排出量であるベースライン排出量から第２の計測手段による計測値から求められる炭酸ガス排出量であるプロジェクト排出量を減算した値を炭酸ガス排出量の削減量として算出する削減量算出手段と、削減量算出手段による算出結果を認証機構に通知する通知手段とを備えることを特徴とする。

請求項１の発明の構成によれば、エネルギ供給事業者が金融機関から賃貸した設備機器を需要家に設置し、設備機器の運転に伴って供給したエネルギの対価を賃貸料に充てるから、需要家は設備機器の運転により発生したエネルギの対価を支払うだけでイニシャルコストを伴わずにエネルギ効率の高い設備機器を使用することが可能になる。また、設備機器の運転による炭酸ガス排出量の削減量について、第三者としての認証機構による認証を受けるから、需要家は新たな設備機器の使用による炭酸ガス排出量の削減量について認証された信頼できる情報を自動的に得ることができる。炭酸ガス排出量の削減量の認証を受ければ、需要家にとっては社会的評価が得られ、このことから炭酸ガス排出量の削減に対する動機付けが得られることになる。

本発明は、エネルギ供給事業体と金融機関と認証機構との共動により需要家に提供するエネルギ供給サービスにおいてエネルギ供給事業体が使用するシステムであり、以下に説明する実施形態では、エネルギ供給事業体がガス会社であり、金融機関がリース会社であり、認証機構が中立的な立場で炭酸ガス排出量の削減量に関する認証を行う機構であるものとする。この種の認証機構は、国内においてすでに存在している。

本実施形態は、図２に示すように、需要家１に対してエネルギ媒体としての燃料ガスを供給するガス会社２が、燃料ガスの供給により運転される設備機器を需要家１の敷地内に設置し（ａ１）、この設備機器の運転により需要家１に必要なエネルギを供給することを前提にしている。したがって、設備機器としては、ガスエンジンの運転により電気エネルギを出力するとともに熱エネルギを利用可能な形で取り出すことができるコージェネレーション設備を想定する。ただし、ガスヒートポンプあるいは吸収式冷温水機のように熱エネルギのみを取り出すものであっても、また燃料電池のように電気エネルギのみを取り出すものであっても、従来品よりもエネルギ効率が高ければ設備機器として利用可能である。つまり、従来の設備と同エネルギを取り出すときの炭酸ガス排出量を、従来の設備機器よりも低減することができる設備機器であれば、本発明が対象とする設備機器として用いることができる。

需要家１に設置する設備機器は、ガス会社２がリース契約によってリース会社３から賃借する（ａ２）。上述したように本実施形態では、設備機器としてコージェネレーション設備を想定しているから、燃料ガスの供給により発電を行って電気エネルギを取り出すとともに、発電に伴ってガスエンジンや発電機で発生する熱を回収することにより熱エネルギを利用可能な形で取り出すことができる。

需要家１はガス会社２に対しては、コージェネレーション設備で消費した燃料ガスの代金とコージェネレーション設備を利用して生成したエネルギに対する代金とを支払う（ａ３）。コージェネレーション設備で生成されるエネルギには電気エネルギと熱エネルギとがあり、一般的には電気エネルギに対する代金のみを支払う契約とすればよいが、熱エネルギの利用に応じた代金を含むようにすることも可能である。エネルギに対する代金は、リース会社３へのリース料に充当される（ａ４）。リース料は、図３に示すように、金利、固定資産、保険料に相当する部分でリース期間においてほぼ定率で減少する部分Ｘ１と、元本に相当する部分でリース期間においてほぼ一定に保たれる部分Ｘ２とからなる。上述のようにエネルギの使用量をリース料に充当しているから、リース料の総量は炭酸ガス排出量の総量に対応する。リース期間は、炭酸ガス排出量の削減量の目標値が設定されており、削減量が目標値に達したときにリース料の総額が支払われたことになる。したがって、削減量の目標値が達成されるのに要する期間に応じてリース期間を伸縮させることができる。また、部分Ｘ２は炭酸ガス排出量の削減量の総量×単価として求めることができるから、リース期間の短縮を行わない場合には、削減量が増加するほど単価を減額することが可能である。炭酸ガス排出量の削減量は、半年単位あるいは１年単位などの単位期間で評価する。

炭酸ガス排出量の削減量を求めるには、設備機器を運転することにより電気エネルギおよび熱エネルギを生成したときの炭酸ガス排出量と、同量の電気エネルギおよび熱エネルギを従来の設備機器で生成するときの炭酸ガス排出量とを見積もれば、両者の差によって新たな設備機器を使用することによる炭酸ガス排出量の削減量を見積もることができる。演算方法については後述する。

ガス会社２が見積もった炭酸ガス排出量の削減量は、ガス会社２がウェブ５上で公開し（ａ５）、これを第三者である認証機構４が認証することによって（ａ６，ａ７）、需要家１が達成した炭酸ガス排出量の削減量が認証されることになる。このように認証機構４により認証された削減量が公開されることにより、需要家１では炭酸ガス排出量の削減量を確認することができるとともに、社会貢献の評価が得られることになる。また、認証機構４において、炭酸ガス排出量の削減量から、いわゆる環境会計レポートを作成して需要家１に報告するようにすれば、需要家１が株式会社である場合には、株主総会などにおいて環境会計レポートを公開することにより株主の信頼を得ることが可能になる。

以下では、炭酸ガス排出量の削減量を見積もる方法について説明する。削減量を見積もるには、需要家１において電気エネルギおよび熱エネルギを得るために排出していた従来の炭酸ガス排出量を見積もる必要がある。電気エネルギについては電力会社から購入していた場合を想定し、熱エネルギについては天然ガスを燃焼させるボイラーを用いて給湯していた場合を想定する。したがって、電気エネルギに対応する炭酸ガス排出量は、電力会社から供給された電力量に所与の係数を乗じることによって見積もることができる。また、熱エネルギに対応する炭酸ガス排出量は、給湯した湯量と湯温との積から求めることができる。ただし、実際にはボイラーに給水した水と排出した湯との温度差およびボイラーを通過した水の流量とを用いて以下の計算によって炭酸ガス排出量を求める。このようにして求める従来の炭酸ガス排出量をベースライン排出量と呼ぶ。

ベースライン排出量のうち電気エネルギに関して単位期間の炭酸ガス排出量ＥＭＥ［ｋｇＣＯ_２／期間］は、上述のように電力会社から供給された電力量Ｅ［ｋＷｈ］に所与の係数ｋ１を乗じることで算出される。この係数ｋ１は、（一般電気事業者のマージナル排出係数／火力排出係数）［ｋｇＣＯ_２／ｋＷｈ］として与えられる。つまり、ＥＭＥ＝ｋ１・Ｅになる（たとえば、ｋ１＝０．６９［ｋｇＣＯ_２／ｋＷｈ］）。

一方、ベースライン排出量のうち熱エネルギに関する単位期間の炭酸ガス排出量ＥＭＧは、ボイラーに導入した水と導出した湯との温度差ΔＴ［℃］と、１分あたりの流量（一般にポンプを用いるからポンプ流量）Ｖ［リットル／分］と、ボイラーの単位期間あたりの燃焼時間ｔ［ｈ／期間］と、ボイラーの効率ε［％］と、ボイラーに供給する燃料ガスの熱量ＨＧ［ＭＪ／ｍ^３］とを用いると、ΔＴ・Ｖ・ｔ／（ε／ＨＧ）に比例すると言える。電気エネルギに関する炭酸ガス排出量ＥＭＥと単位を合わせるために、１時間当たりの流量を求めるように６０倍し、エネルギの単位をＭＪに変換するために（４．１９／１０００）倍する。つまり、ＥＭＧ＝６０×（４．１９／１０００）・ΔＴ・Ｖ・ｔ／（ε／ＨＧ）になる（たとえば、ε＝８５〜９５％、ＨＧ＝４５．０［ＭＪ／ｍ^３Ｎ］）。

単位期間のベースライン排出量は、上述した電気エネルギに関する炭酸ガス排出量ＥＭＥと熱エネルギに関する炭酸ガス排出量ＥＭＧとの加算値として求めることができる。すなわち、コージェネレーション設備を運転して需要家１に供給した電力量と熱量とを求めることによりベースライン排出量を求めることができる。

一方、炭酸ガス排出量の削減量を見積もるには、新たな設備機器の使用による炭酸ガス排出量を見積もる必要がある。この炭酸ガス排出量をプロジェクト排出量と呼ぶ。単位期間のプロジェクト排出量は、燃料ガスの使用量Ｇ［ｍ^３／期間］と、単位体積の燃料ガスの使用に伴って排出される炭酸ガスの量であるガスの排出係数ｋ２［ｋｇＣＯ_２／ｍ^３］を用いることにより、ｋ２・Ｇとして求めることができる（たとえば、ｋ２＝２．２９［ｋｇＣＯ_２／ｍ^３］）。言い換えれば、コージェネレーション設備を用いる場合の炭酸ガス排出量であるプロジェクト排出量は、コージェネレーション設備に供給した燃料ガスの供給量を計測すれば求めることができる。

ベースライン排出量をＥＢＬとしプロジェクト排出量をＥＰＪとすれば、単位期間あたりの炭酸ガス排出量の削減量ΔＥは、ΔＥ＝ＥＢＬ−ＥＰＪとして求めることができる。要するに、コージェネレーション設備に供給するインプットとしての燃料ガスの使用量Ｇと、コージェネレーション設備で生成されたアウトプットとしての電気エネルギおよび熱エネルギの供給量とを求めることにより、インプットにおける炭酸ガス排出量とアウトプットにおける炭酸ガス排出量との差として炭酸ガス排出量の削減量を求めることができる。

上述したように、ガス会社２は、コージェネレーション設備に供給した燃料ガスの供給量に応じた代金を回収するとともに、リース会社３へのリース料の返済を行う必要がある。ここでは、コージェネレーション設備で生成した電気エネルギと熱エネルギとを併せた対価をリース料に充当するものとする。つまり、コージェネレーション設備で生成した電気エネルギと熱エネルギとを計測することが必要である。

図４にコージェネレーション設備１１を使用する場合の典型的な設備構成を例示する。この構成では、コージェネレーション設備１１から熱エネルギを取り出す構成として、コージェネレーション設備１１と熱交換器１２と貯湯タンク１３とを用い、コージェネレーション設備１１と熱交換器１２との間ではポンプ１４を用いて熱媒を循環させる。この構成では、コージェネレーション設備１１から発生する熱を貯湯タンク１３に蓄えた湯として利用する。

コージェネレーション設備１１と熱交換器１２とポンプ１４との間に形成される循環路としての第１管路１５には、熱交換器１２の一次側における熱媒の入口と出口とにそれぞれ温度センサＳａ，Ｓｂを配置してある。熱交換器１２の二次側には貯湯タンク１３との間で循環路を形成する第２管路１６が設けられる。コージェネレーション設備１１で生成され需要家１において利用に供される熱エネルギを正確に計測するには、貯湯タンク１３に流入する熱量を計測することが考えられるが、本実施形態では、熱交換器１２の効率を１００％とみなし、２個の温度センサＳａ，Ｓｂの計測値として得られる熱媒の温度差と、ポンプ１４を通過する熱媒の流量（図示しない流量センサにより計測する）とを用いて利用される熱量を算定している。つまり、温度センサＳａ，Ｓｂにより計測した温度の温度差をΔＴ［℃］とし流量センサにより計測した流量をＶ［リットル／分］として、ΔＴ・Ｖの演算により需要家１において利用に供される熱量を見積もるのである。

コージェネレーション設備１に供給する燃料ガスの供給量を計測するガスメータＳｃの計測値と、コージェネレーション設備１で発電した電力量を計測する電力量計Ｓｄの計測値と、上述した温度センサＳａ，Ｓｂの計測値とは、ガス会社２に設けたネットワークサーバ（図示せず）に、インターネットのようなネットワークを用いてオンラインで伝送される。したがって、ネットワークサーバにおいては、上述の演算によりコージェネレーション設備１を用いて供給した熱量を求め、またコージェネレーション設備１から供給した電気量を知ることができ、さらに燃料ガスの供給量も知ることができる。なお、熱量の算定に必要な流量は、ほぼ一定であるから初期動作時に１回だけ計測し、コージェネレーション設備１の稼働中はその計測値を流量として用いる。したがって、給湯する湯量を常時監視する流量センサが不要であり、給湯側で流量を計測する場合よりも構成を簡単化することができる。

図１には、コージェネレーション設備に関する計測手段とネットワークサーバとの機能を簡単にまとめて示している。温度センサＳａ，Ｓｂおよび電力量計Ｓｄのようにコージェネレーション設備で生成され需要家１に利用されるエネルギ量を計測するための第１の計測手段２１と、ガスメータＳｃのようにコージェネレーション設備に供給する燃料ガスの供給量を計測する第２の計測手段２２とを備える。第１の計測手段２１および第２の計測手段２２の計測値は削減量算出手段２４に与えられ、削減量計測手段２４では、第１の計測手段２１の計測値からベースライン排出量を求め、第２の計測手段２２の計測値からプロジェクト排出量を求めて、両者の差分である削減量を求める。

第１の計測手段２１の計測値は、リース会社３に返済する賃貸料を算出する返済金額算出手段２３への入力データとしても与えられ、返済金額算出手段２３では第１の計測手段２１の計測値と削減量算出手段２４で求めた炭酸ガス排出量の削減量とから賃貸料を算出する。炭酸ガス排出量の削減量を賃貸料の算出に用いるのは、上述したように炭酸ガス排出量の削減量が返済額に連動するからである。さらに、ガス会社２が徴収する燃料ガスの代金を算出するために第２の計測手段２２の計測値は販売価格算出手段２６にも与えられる。

ところで、上述のように認証機構４の認証を受けるために、炭酸ガス排出量の削減量はウェブ５（図２参照）に公開することが必要である。そこで、削減量算出手段２４で求めた削減量をインターネットのようなネットワークを用いて伝送するための通知手段２５もネットワークサーバに設けられる。通知手段２５は削減量をウェブ５に公開するために設けているが、認証機構４に削減量を通知するために用いてもよい。また、認証機構４に対しては削減量だけではなく、第１の計測手段２１および第２の計測手段２２の計測値を併せて通知するようにしてもよい。

上述した実施形態では、ガス会社２による設備機器の購入資金をリース会社３からのみ得ているが、ファンドを構築し投資家を募って購入資金の一部を調達するようにしてもよい。この場合、投資家群にはリース会社３に支払う賃貸料の金利よりも低利の配当を行う。また、リース会社３に対してはファンドによって調達した資金を前払いするとともに、残金に対するリスクをリース会社３に負担させ、賃貸料の金利にその保証金を上乗せさせる。

たとえば、設備機器の購入資金を１億円とし、リース会社３の通常の金利を３．６５％とし、投資家群から調達した資金を購入金額の半額の前払いとしてリース会社３に引き渡すものとする。この場合、投資家群にはたとえば１．７％の配当を行い、リース会社３の金利を３．７％に設定する。この設定であれば、ガス会社２は、通常ならば３６５万円の金利をリース会社３に支払うところ、この方法ではリース会社３に対して１８２万５千円、投資家群に対して８５万円で合計が２６７万５千円の金利になる。なお、投資家への配当は需要家１における発電量に連動させたり、炭酸ガス排出量の削減量に連動させることも可能である。

投資家は、安全性の高いリターンが得られるとともに、炭酸ガス排出量の削減に関与し社会貢献に寄与しているという意義を感じることもできるから、投資家による資金調達が容易になる。また、ウェブ５に公開されている炭酸ガス排出量の削減量が認証機構４で認証されていることにより、投資家に実績が報告されることになるから、投資家による需要家１の監視機能が働く。

設備機器の購入資金の一部を自治体からの補助金で充当するようにファンドを構築してもよい。この場合、リース会社、金融機関、投資家などによる資金調達を行うとともに、自治体に補助金申請を行った需要家１のうち、炭酸ガス排出量の削減量が目標値に達したものにだけ補助金を与えるようにすればよい。炭酸ガス排出量の削減量は認証機構４が認証を行うから、自治体は地域社会に有効に機能する形で補助金を供与することができる。なお、炭酸ガス排出クレジットを投資家に与え、市場での売買を可能にしておけば、投資家には投機的興味を持たせることができ、資金調達が容易になる。

実施形態を示すブロック図である。同上における情報と貨幣価値の移動を示す図である。同上におけるリース料の変化を示す図である。同上に用いる設備機器の構成例を示す図である。

符号の説明

１需要家
２ガス会社
３リース会社
１１コージェネレーション設備
１２熱交換器
１３貯湯タンク
２１第１の計測手段
２２第２の計測手段
２３返済金額算出手段
２４削減量算出手段
２５通知手段
２６販売価格算出手段
Ｓａ，Ｓｂ温度センサ（第１の計測手段）
Ｓｃガスメータ（第２の計測手段）
Ｓｄ電力量計（第１の計測手段）

Claims

エネルギの供給にあたって炭酸ガス排出量の削減が可能な設備機器を需要家ごとに設置し当該設備機器を用いて需要家に供給したエネルギの対価を徴収するエネルギ供給事業体と、前記設備機器をエネルギ供給事業体に賃貸しエネルギ供給事業体が需要家に供給したエネルギの対価から賃貸料を徴収する金融機関と、エネルギ供給事業体により計測された需要家へのエネルギの供給量を用いて炭酸ガス排出量の削減量を認証する認証機構とが共動することにより、エネルギ供給事業体が需要家から炭酸ガス排出量の削減量の認証を受託するエネルギ供給サービスにおいて、エネルギ供給事業体が用いるシステムであって、設備機器の運転に伴う需要家へのエネルギの供給量を計測する第１の計測手段と、設備機器を運転させるために供給したエネルギ媒体の供給量を計測する第２の計測手段と、第１の計測手段により計測したエネルギの供給量の実測値から金融機関に返済する賃貸料を算出する返済金額算出手段と、第１の計測手段による計測値から求められる炭酸ガス排出量であるベースライン排出量から第２の計測手段による計測値から求められる炭酸ガス排出量であるプロジェクト排出量を減算した値を炭酸ガス排出量の削減量として算出する削減量算出手段と、削減量算出手段による算出結果を認証機構に通知する通知手段とを備えることを特徴とする設備機器の運転管理システム。