JP2008286538A - エネルギー構成情報配信を用いた二酸化炭素情報提供システムおよび方法 - Google Patents

Abstract

【課題】消費電力量に応じた二酸化炭素排出量を正確に算出する。
【解決手段】二酸化炭素情報提供システムは、発電単位量当たりの二酸化炭素排出量が異なる複数の発電システムの組み合わせにより発電した電力が供給される受電点１０１に設置され、受電点１０１に接続された機器によって消費される電力を積算計測する電力計測ユニット１０２と、発電種別構成比率および発電種別毎の発電単位量当たりの二酸化炭素排出量を含むエネルギー情報を配信するエネルギー情報配信サーバ１０４と、電力計測ユニット１０２で計測された積算電力量値とエネルギー情報配信サーバ１０４から配信されたエネルギー情報とに基づいて上記機器によって消費された消費電力量に応じた二酸化炭素排出量を算出する制御ユニット１０３とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、消費電力量に応じた二酸化炭素排出量の情報を提供する二酸化炭素情報提供システムに関する。

近年の地球温暖化問題から、電力供給サービスを受ける消費者においても、消費電力量に応じた二酸化炭素排出量についての関心が高まっている。しかし、消費者側で、消費電力量に応じて排出される二酸化炭素の量を直接視認することはできないため、消費者が、定量的な二酸化炭素の排出量を知ることは困難である。

そこで、特許文献１に記載のような電気機器制御システムが提案されている。この電気機器制御システムでは、電力事業者から定期的に発電単位量当たりの二酸化炭素排出量の基準レートを受信し、その基準レートと消費電力量に基づいて二酸化炭素排出量を算出する。算出した二酸化炭素排出量は、表示装置にて表示される。
特開２００２−４００６５号公報

原子力発電、火力発電、水力発電、風力発電等の種々の発電システムがあり、それぞれの発電システムの発電単位量（１ｋＷｈ）当たりの二酸化炭素排出量は異なる。また、火力発電においては、燃料が天然ガスの場合と石炭の場合とでは、発電単位量当たりの二酸化炭素排出量が異なる。電力事業者は、そのような発電システムのいくつかの組み合わせにより電力供給サービスを運用しており、その組み合わせにおける発電システムの構成比率（以下、発電種別構成比率という）は、一日の中でも時間帯によって変化する。例えば、昼間は、二酸化炭素排出量が多い火力発電の構成比率が高まり、夜間は、二酸化炭素排出量が少ない原子力発電の構成比率が高まる。風力発電など、天候により発電能力が変化する発電については、その構成比率は天候によって変化する。火力発電については、燃料の価格相場によって、その構成比率が変化する。

このように、電力事業者による電力供給サービスは、発電単位量当たりの二酸化炭素排出量の異なる複数の発電システムの組み合わせにより運用されており、その発電種別構成比率は一日の中でも大きく変化する。このため、消費電力量に応じた二酸化炭素排出量を正確に算出するためには、最新の発電種別構成比率と発電種別毎の発電単位量当たりの二酸化炭素排出量を取得する必要がある。

しかし、特許文献１に記載の電気機器制御システムでは、電力事業者から定期的に供給される発電単位量当たりの二酸化炭素排出量の基準レートは、発電種別に関係なく一律のものであるため、消費電力量に応じた二酸化炭素排出量を正確に算出することは困難である。例えば、二酸化炭素排出量が多い火力発電の構成比率が高まる昼間と、二酸化炭素排出量が少ない原子力発電の構成比率が高まる夜間とで、同じ電力量を消費した場合に、同じ二酸化炭素排出量が表示されてしまう。このように、実際の二酸化炭素排出量とは異なる値が表示されるため、消費者に対して電力消費の効率的な調整を訴求する上での効果が半減する。

本発明の目的は、上記問題を解決し、消費電力量に応じた二酸化炭素排出量を正確に算出することのできる二酸化炭素情報提供システムを提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の二酸化炭素情報提供システムは、発電単位量当たりの二酸化炭素排出量が異なる複数の発電システムの組み合わせにより発電した電力が供給される受電点に設置され、該受電点に接続された機器によって消費される電力を積算計測する電力計測ユニットと、前記複数の発電システムの組み合わせについて、各発電システムの構成の比率を示す発電種別構成比率および各発電システムの発電単位量当たりの二酸化炭素排出量を示す発電種別毎の前記発電単位量当たりの二酸化炭素排出量を配信するサーバと、前記電力計測ユニットで計測された積算電力量値から消費電力量を算出し、配信された前記発電種別構成比率に基づいて、該消費電力量を発電種別毎の消費電力量に按分し、該発電種別毎の消費電力量のそれぞれについて、配信された前記発電種別毎の発電単位量当たりの二酸化炭素排出量を乗じて発電種別毎の二酸化炭素排出量を算出し、該二酸化炭素排出量の合計値を前記機器によって消費された消費電力量に応じた二酸化炭素排出量として表示する制御ユニットと、を有する。

上記のとおりの本発明によれば、組み合わせた発電システムの構成比率に応じた二酸化炭素排出量の算出が可能である。例えば、二酸化炭素排出量が多い火力発電の構成比率が高まる昼間と、二酸化炭素排出量が少ない原子力発電の構成比率が高まる夜間とで、同じ電力量を消費した場合は、昼間の二酸化炭素排出量は夜間より多くなる。本発明によれば、昼間は、火力発電の比率が高い構成比率で二酸化炭素排出量の算出が行われ、夜間は、原子力発電の比率が高い構成比率で二酸化炭素排出量の算出が行われる。このように、実際の発電システムの組み合わせに応じた二酸化炭素排出量の算出が可能である。

本発明によれば、実際の発電システムの組み合わせに応じた二酸化炭素排出量の算出が可能であるので、二酸化炭素排出量を正確に算出することができる。よって、消費者に対して、電力消費の効率的な調整を訴求する上での効果が増大する。

次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

図１は、本発明の一実施形態である二酸化炭素情報提供システムの構成を示すブロック図である。図１を参照すると、二酸化炭素情報提供システムの主な構成は、電力計測ユニット１０２、制御ユニット１０３、エネルギー情報配信サーバ１０４および管理サーバ１０５からなる。

エネルギー情報配信サーバ１０４および管理サーバ１０５のそれぞれは通信機能を備えたコンピュータシステムである。コンピュータシステムは、プログラムなどを蓄積する記憶装置、キーボードやマウスなどの入力装置、ＣＲＴやＬＣＤなどの表示装置、外部との通信を行うモデムなどの通信装置、プリンタなどの出力装置、および記憶装置に格納されたプログラム従って動作し、入力装置からの入力を受け付けて通信装置、出力装置、表示装置の動作を制御する制御装置から構成されている。エネルギー情報配信サーバ１０４は、通信回線１０６を介して管理サーバ１０５に接続されている。

管理サーバ１０５は、電力事業者によって管理される。エネルギー情報配信サーバ１０４は、二酸化炭素情報提供システムを提供する業者によって管理される。電力事業者とシステム提供業者が同じである場合は、管理サーバ１０５およびエネルギー情報配信サーバ１０４を１つのサーバで構成してもよい。

電力事業者は、発電単位量（１ｋＷｈ）当たりの二酸化炭素排出量が異なる複数の発電システムの組み合わせにより電力供給サービスを運用している。発電システムとしては、原子力発電、火力発電、水力発電、風力発電等の種々の発電システムを適用することができる。管理サーバ１０５は、電力事業者のサーバ管理者が入力装置から入力した発電種別構成比率および発電種別毎の発電単位量当たりの二酸化炭素排出量の情報を管理するための情報管理機能を有している。この情報管理機能により、発電種別構成比率および発電種別毎の発電単位量当たりの二酸化炭素排出量の最新情報が、通信装置を通じてエネルギー情報配信サーバ１０４に送信される。

エネルギー情報配信サーバ１０４は、通信回線１０７を介して制御ユニット１０３と接続されている。エネルギー情報配信サーバ１０４は、管理サーバ１０５から受信した発電種別構成比率および発電種別毎の発電単位量当たりの二酸化炭素排出量の最新情報を含むエネルギー情報を制御ユニット１０３に送信する。エネルギー情報配信サーバ１０４は、複数の制御ユニット１０３を収容することができる。

電力計測ユニット１０２は、変電所から電力が供給される受電点１０１近傍に配置されている。受電点１０１に供給された電力は、電力線１１２を通じて不図示の機器に供給される。電力計測ユニット１０２は、受電点１０１を通じて供給された電力の消費量を積算計測する。

図２に、電力計測ユニット１０２の構成を示す。図２に示すように、電力計測ユニット１０２は、電力積算計測部１０２０、メモリ１０２１および通信部１０２２を有する。通信部１０２２は、無線回線１０８を通じて制御ユニット１０３との間でデータ通信を行う通信機能を有する。電力積算計測部１０２０は、電力線１１２に接続された不図示の機器により消費される電力（消費電力量）を積算計測し、その結果を積算電力量データとしてメモリ１０２１に格納する。電力積算計測部１０２０は、制御ユニット１０３からの要求に応じて、メモリ１０２１に格納した積算電力量データを通信部１０２２に供給する。通信部１０２２は、供給された積算電力量データを制御ユニット１０３に送信する。

制御ユニット１０３は、電力計測ユニット１０２から取得した積算電力量データとエネルギー情報配信サーバ１０４から供給された最新のエネルギー情報（発電種別構成比率および発電種別毎の発電単位量当たりの二酸化炭素排出量）とに基づいて、消費電力量に応じた二酸化炭素排出量を算出する。

図３は、制御ユニット１０３の構成を示すブロック図である。図３に示すように、制御ユニット１０３は、演算制御部１０３０、メモリ１０３１、通信部１０３２、時計１０３３および表示部１０３４を有する。

通信部１０３２は、通信回線１０７を通じてエネルギー情報配信サーバ１０４との間でデータ通信を行う第１の通信機能部と、無線回線１０８を通じて電力計測ユニット１０２との間でデータ通信を行う第２の通信機能部と、ＬＡＮ（Local Area Network）１１０を通じて情報処理端末１１１との間でデータ通信を行う第３の通信機能部とを有する。表示部１０３４は、例えば液晶ディスプレイである。情報処理端末１１１は、パーソナルコンピュータに代表される端末であって、上述のコンピュータシステムと同様の構成を有する。

時計１０３３は、現在の時刻情報を演算制御部１０３０に供給する。演算制御部１０３０は、時計１０３３から供給される時刻情報に基づいて、設定時刻になったか否かを判定する。演算制御部１０３０は、エネルギー情報配信サーバ１０４から供給された最新のエネルギー情報（発電種別構成比率および発電種別毎の発電単位量当たりの二酸化炭素排出量）をメモリ１０３１に格納する。エネルギー情報配信サーバ１０４からエネルギー情報を受信するたびに、メモリ１０３１に格納されるエネルギー情報が最新の情報に更新される。また、演算制御部１０３０は、電力計測ユニット１０２から取得した積算電力量データを、次回の積算電力量データの取得時に使用するためにメモリ１０３１に格納する。

演算制御部１０３０は、積算電力量データと最新のエネルギー情報とに基づいて消費電力量に応じた二酸化炭素排出量を算出するための処理を実行する。図４に、演算制御部１０３０にて実行される二酸化炭素排出量算出処理の手順を示す。

図４を参照すると、演算制御部１０３０は、エネルギー情報配信サーバ１０４からエネルギー情報が供給される、または、設定時刻になると、電力計測ユニット１０２から積算電力量データを取得する（ステップＳ１０、Ｓ１１）。

電力計測ユニット１０２から積算電力量データを取得すると、演算制御部１０３０は、前回取得した積算電力量データと今回取得した積算電力量データとの差分を算出し、その結果を消費電力量とする（ステップＳ１２）。次に、演算制御部１０３０は、メモリ１０３１に格納した最新の発電種別構成比率に基づいて、ステップＳ１２で算出した消費電力量を発電種別毎に按分する（ステップＳ１３）。

次に、演算制御部１０３０は、ステップＳ１３で按分した発電種別毎の消費電力量にそれぞれ、メモリ１０３１に格納した最新の発電種別毎の発電単位量当たりの二酸化炭素排出量を乗じて、発電種別毎の二酸化炭素排出量を算出する（ステップＳ１４）。

最後に、演算制御部１０３０は、ステップＳ１４で算出した発電種別毎の二酸化炭素排出量の合計値を、消費電力量に応じた二酸化炭素排出量として表示部１０３４に表示する（ステップＳ１５）。

次に、二酸化炭素情報提供システム全体の動作について説明する。

図５に、二酸化炭素情報提供システム全体の動作を示す。図５を参照すると、エネルギー情報配信サーバ１０４と管理サーバ１０５の間、エネルギー情報配信サーバ１０４と制御ユニット１０３の間でそれぞれ認証処理が行われる（ステップＳ１００）。これらの認証処理は、パスワードや暗証番号などを用いた既存の認証処理を適用することができる。

認証処理後、管理サーバ１０５は、エネルギー情報（発電種別構成比率および発電種別毎の発電単位量当たりの二酸化炭素排出量）が入力または更新される度に、そのエネルギー情報をエネルギー情報配信サーバ１０４に送信する（ステップＳ１０１）。エネルギー情報配信サーバ１０４は、管理サーバ１０５から受信したエネルギー情報を配下の制御ユニット１０３に配信する（ステップＳ１０２）。

制御ユニット１０３は、エネルギー情報配信サーバ１０４から受信したエネルギー情報が、認証処理後、はじめて受信したエネルギー情報であるか否かを判定する。この時点では、はじめてのエネルギー情報の受信であるので、制御ユニット１０３は、その受信したエネルギー情報をメモリ１０３１に格納する（ステップＳ１０３）。エネルギー情報の格納後、制御ユニット１０３は、二酸化炭素排出量算出処理を図４に示した手順で開始する（ステップＳ１０４）。

設定時刻になると（ステップＳ１０５）、制御ユニット１０３は、電力計測ユニット１０２に対して積算電力量データを要求する（ステップＳ１０６）。電力計測ユニット１０２は、制御ユニット１０３からの要求に応じて、メモリ１０２１に格納されている積算電力量データを制御ユニット１０３に送信する（ステップＳ１０７）。

積算電力量データの受信後、制御ユニット１０３は、メモリ１０３１に格納されているエネルギー情報と受信した積算電力量データとに基づいて、図４のステップＳ１２〜Ｓ１５の手順で、消費電力量に応じた二酸化炭素排出量を算出して表示する（ステップＳ１０８）。この場合のステップＳ１２の消費電力量の算出では、前回の積算電力量データは「０」とされる。また、受信した積算電力量データは、次回の二酸化炭素排出量算出のためにメモリ１０３１に格納される。

電力事業者が、発電種別構成比率および発電種別毎の発電単位量当たりの二酸化炭素排出量を更新すると（ステップＳ１０９）、管理サーバ１０５が、その更新したエネルギー情報をエネルギー情報配信サーバ１０４に送信する（ステップＳ１１０）。エネルギー情報配信サーバ１０４は、管理サーバ１０５から受信したエネルギー情報を配下の制御ユニット１０３に配信する（ステップＳ１１１）。

制御ユニット１０３は、エネルギー情報配信サーバ１０４から受信したエネルギー情報が、認証処理後、はじめて受信したエネルギー情報であるか否かを判定する。この時点では、エネルギー情報は２回目の受信であるので、制御ユニット１０３は、その受信したエネルギー情報に基づく二酸化炭素排出量算出処理を図４に示した手順で開始する（ステップＳ１１２）。

制御ユニット１０３は、電力計測ユニット１０２に対して積算電力量データを要求する（ステップＳ１１３）。電力計測ユニット１０２は、制御ユニット１０３からの要求に応じて、メモリ１０２１に格納されている積算電力量データを制御ユニット１０３に送信する（ステップＳ１１４）。

積算電力量データの受信後、制御ユニット１０３は、メモリ１０３１に格納されているエネルギー情報と受信した積算電力量データとに基づいて、図４のステップＳ１２〜Ｓ１５の手順で、消費電力量に応じた二酸化炭素排出量を算出して表示する（ステップＳ１１５）。なお、制御ユニット１０３は、算出した二酸化炭素排出量を自ユニット内の表示装置で表示してもよい。また、制御ユニット１０３が、ＬＡＮ１１０を通じて、算出した二酸化炭素排出量を情報処理端末１１１に送信し、情報処理端末１１１が受信した二酸化炭素排出量を表示するようにしてもよい。

以下に、上述の処理について具体的な数値を挙げてさらに説明する。

図６に、制御ユニット１０３のメモリ１０３１に登録される情報を示す。登録情報は、「現在の発電構成比」、「１ｋＷｈあたりのＣＯ２」、「直近の電力量値」、「電力量読出し間隔」、「計測ユニットＩＰアドレス」および「管理サーバＩＰアドレス」の項目からなる。

「現在の発電構成比」および「１ｋＷｈあたりのＣＯ２」の項目において、「原子力」、「火力」、「水力」、「風力」、「その他」の各小項目別に数値が格納されるようになっており、さらにその数値の更新日時が記録される。図６に示す例では、「原子力」、「火力」、「水力」、「風力」、「その他」の構成比率（％）はそれぞれ「３０」、「５０」、「２０」、「０」、「０」となっており、発電単位量（１ｋＷｈ）当たりの二酸化炭素排出量はそれぞれ「２０」、「７００」、「１０」、「１０」、「１０」となっている。構成比率の更新日時は「２００７．２．１」であり、発電単位量（１ｋＷｈ）当たりの二酸化炭素排出量の更新日時は「２００７．１．１」である。

「直近の電力量値」の値は６００ｋＷｈで、その更新日時は「２００７．２．１． １３：００：００」である。「電力量読出し間隔」の値は６０分である。「計測ユニットＩＰアドレス」は「１２９．００１．００１．００１」であり、「管理サーバＩＰアドレス」は「１２０．１５０．０２３．２５５」である。これらＩＰアドレスは、制御ユニット１０３と計測ユニットおよび管理サーバとの間の通信を行う際に参照される。

制御ユニット１０３は、図６に示した登録情報を参照して、消費電力量に応じた二酸化炭素排出量を計算する。例えば、今回取得した積算電力量データの値が６００ｋＷｈで、前回取得した積算電力量データの値が５００ｋＷｈである場合、これら積算電力量データの差分である１００ｋＷｈが消費電力量となる。図６に示した構成比率に従うと、この消費電力量１００ｋＷｈは、「原子力：火力：水力＝３０ｋＷｈ：５０ｋＷｈ：２０ｋＷｈ」となるように按分される。図６に示した発電単位量当たりの二酸化炭素排出量に従うと、按分消費電力量毎の二酸化炭素排出量は「原子力：火力：水力＝６００ｇ：３５０００ｇ：２００ｇ」となる。この按分消費電力量毎の二酸化炭素排出量の合計値３５８００ｇが、消費電力量１００ｋＷｈに応じた二酸化炭素排出量として表示される。

図７に、制御ユニット１０３にて画面に表示される情報の一例を示す。「直近６０分の消費電力」、「昨日の消費電力」、「直近６０分のＣＯ２排出量」、「昨日のＣＯ２排出量」、「現在の発電構成比率」および「現在の二酸化炭素排出量」の表示項目がある。「現在の発電構成比率」および「現在の二酸化炭素排出量」の項目は、「原子力」、「火力」、「水力」、「風力」の各小項目別に数値が表示される。

以上説明した二酸化炭素情報提供システムによれば、組み合わせた発電システムの構成比率に応じた二酸化炭素排出量の算出が可能であるので、消費電力量に応じた二酸化炭素排出量を正確に算出することができる。例えば、二酸化炭素排出量が多い火力発電の構成比率が高まる昼間と、二酸化炭素排出量が少ない原子力発電の構成比率が高まる夜間とで、同じ電力量を消費した場合は、昼間の二酸化炭素排出量は夜間より多くなる。本実施形態の二酸化炭素情報提供システムによれば、昼間は、火力発電の比率が高い構成比率で二酸化炭素排出量の算出が行われ、夜間は、原子力発電の比率が高い構成比率で二酸化炭素排出量の算出が行われる。このように、実際の発電システムの組み合わせに応じた二酸化炭素排出量の算出が可能であるので、二酸化炭素排出量を正確に算出することができる。よって、消費者に対して、電力消費の効率的な調整を訴求する効果が増大する。

本実施形態の二酸化炭素情報提供システムは本発明の一実施例であり、その構成および動作は発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜に変更することができる。

本発明の一実施形態である二酸化炭素情報提供システムの構成を示すブロック図である。 図１に示す二酸化炭素情報提供システムの電力計測ユニットの構成を示すブロック図である。 図１に示す二酸化炭素情報提供システムの制御ユニットの構成を示すブロック図である。 図１に示す二酸化炭素情報提供システムの演算制御部にて実行される二酸化炭素排出量算出処理の手順を示すフローチャートである。 二酸化炭素情報提供システム全体の動作を説明するための図である。 図３に示す制御ユニットのメモリに登録される情報を説明するための図である。 図３に示す制御ユニットにて表示される画面の一例を示す模式図である。

符号の説明

１０１ 受電点
１０２ 電力計測ユニット
１０３ 制御ユニット
１０４ エネルギー情報配信サーバ
１０５ 管理サーバ
１０６、１０７ 通信回線
１０８ 無線回線
１０９ 電力線
１１０ ＬＡＮ
１１１ 情報処理端末

Claims (5)

1. 発電単位量当たりの二酸化炭素排出量が異なる複数の発電システムの組み合わせにより発電した電力が供給される受電点に設置され、該受電点に接続された機器によって消費される電力を積算計測する電力計測ユニットと、
   前記複数の発電システムの組み合わせについて、各発電システムの構成の比率を示す発電種別構成比率および各発電システムの発電単位量当たりの二酸化炭素排出量を示す発電種別毎の前記発電単位量当たりの二酸化炭素排出量を配信するサーバと、
   前記電力計測ユニットで計測された積算電力量値から消費電力量を算出し、配信された前記発電種別構成比率に基づいて、該消費電力量を発電種別毎の消費電力量に按分し、該発電種別毎の消費電力量のそれぞれについて、配信された前記発電種別毎の発電単位量当たりの二酸化炭素排出量を乗じて発電種別毎の二酸化炭素排出量を算出し、該二酸化炭素排出量の合計値を前記機器によって消費された消費電力量に応じた二酸化炭素排出量として表示する制御ユニットと、を有する、二酸化炭素情報提供システム。
2. 前記制御ユニットは、設定時刻毎または前記発電種別構成比率および発電種別毎の発電単位量当たりの二酸化炭素排出量を含むエネルギー情報の受信時に、前記電力計測ユニットから積算電力量値を取得し、該積算電力量値と前回取得した積算電力量値との差分を前記機器によって消費された消費電力量とする、請求項１に記載の二酸化炭素情報提供システム。
3. 前記制御ユニットは、前記発電種別構成比率および発電種別毎の発電単位量当たりの二酸化炭素排出量を含むエネルギー情報が格納される記憶部を備え、
   前記サーバは、前記記憶部に格納されたエネルギー情報を更新する、請求項１または２に記載の二酸化炭素情報提供システム。
4. ネットワークを介して前記制御ユニットに接続された情報処理端末をさらに有し、
   前記情報処理端末は、前記制御ユニットから前記機器によって消費された消費電力量に応じた二酸化炭素排出量を受信し、該二酸化炭素排出量を表示する、請求項１から３のいずれか1項に記載の二酸化炭素情報提供システム。
5. 発電単位量当たりの二酸化炭素排出量が異なる複数の発電システムの組み合わせにより発電した電力が供給される受電点にて、該受電点に接続された機器によって消費される電力に応じた二酸化炭素排出量を算出する方法であって、
   電力計測ユニットが、前記受電点に接続された機器によって消費される電力を積算計測するステップと、
   制御ユニットが、前記複数の発電システムの組み合わせについて、各発電システムの構成の比率を示す発電種別構成比率および各発電システムの発電単位量当たりの二酸化炭素排出量を示す発電種別毎の前記発電単位量当たりの二酸化炭素排出量をサーバから受信するステップと、
   前記制御ユニットが、前記電力計測ユニットで計測された積算電力量値から消費電力量を算出し、前記サーバから受信した前記発電種別構成比率に基づいて、該消費電力量を発電種別毎の消費電力量に按分し、該発電種別毎の消費電力量のそれぞれについて、配信された前記発電種別毎の発電単位量当たりの二酸化炭素排出量を乗じて、前記発電種別毎の二酸化炭素排出量を算出し、該二酸化炭素排出量の合計値を前記機器によって消費された消費電力量に応じた二酸化炭素排出量として表示するステップと、を含む、二酸化炭素情報提供方法。

Images