JP2021189566A - 情報処理装置、情報処理方法、及びそのプログラム - Google Patents
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Abstract
Description
(概要)
実施形態に係る情報処理システムは、発電方式の異なる複数種類の電力を選択的に使用可能な製品又は部品の製造工程(再利用品を用いた製造工程を含む)において、製造から再利用までの各工程で実際に使われた工作機械、搬送機械、及び輸送車両などの電力種別の使用履歴情報を作成して保存し、保存された使用履歴情報に基づいて、一つ一つの製品又は部品の製造により直接的又は間接的に排出されたCO2排出量を算定する。
図1は、一実施形態に係る情報処理システムの一例を示すブロック図である。
図1に示すように、情報処理システムは、CO2排出量を算出する情報処理装置1を備える。情報処理装置1は、各発電事業者の管理システム2、各送電事業者の管理システム3、電力小売事業者の管理システム4、製造工場のエネルギー管理システム5、及び工場の情報出力システム6と直接又は間接的に通信し、それぞれのシステムとの間で情報を送受信する。
図2に示すように、情報処理装置1は、プロセッサ11、主記憶部12、補助記憶部13、通信インタフェース14、データ検索部15、ユーザ認証システム16、及び入出力インタフェース17を備える。さらに、情報処理装置1は、入出力インタフェース17に接続される入力装置171及び表示装置172を備える。
図3に示すように、プロセッサ11は、生成部111、取得部112、算出部113、及び出力部114を備える。プロセッサ11は、主記憶部12及び補助記憶部13の少なくとも一方に記憶されるプログラムを実行し、これら各部の機能を実現する。即ち、これら各部の機能は、プロセッサ11とプログラムの協働により実現される。なお、これら各部をプロセッサ11から独立させた回路構成で実現するようにしてもよい。
図4に示すように、補助記憶部13は、データプラットフォーム及びCO2排出量データベースを記憶する。データプラットフォームは、生成部111により生成される管理情報を含み、管理情報は、製品又は部品の識別情報(図4では製品識別情報と略記)、原料情報、電力情報、及び燃料情報等を含む。CO2排出量データベースは、CO2排出情報を含む。CO2排出情報は、製品又は部品の識別情報、工程識別情報、CO2排出量等を含む。工程識別情報は、製造工程、利用工程、再利用工程等を識別する情報である。
図5に示すように、情報出力システム6は、時刻同期したタイムスタンプを含む情報を出力する。例えば、情報出力システム6は、空調装置612及び照明装置613の電力消費メーター611から提供される時間帯別電力消費量を出力する。また、情報出力システム6は、製造装置614、615、616の電力消費メーター611から提供される、製品又は部品の識別情報、及び時間帯別電力消費量を出力する。また、各製品又は部品には電力センサー621が取り付けられ、また、情報出力システム6は、電力センサー621から提供される、製品又は部品の識別情報、及び製品又は部品が消費する電力消費量を出力する。また、情報出力システム6は、自家発電機632及びボイラー633の燃料消費量メーター631から提供される時間帯別燃料消費量を出力する。
図6は、一実施形態に係る情報処理装置によるCO2排出量算出を含む情報処理の一例を示すフローチャートである。
以下、CO2排出量の算定または推定方法等について補足説明する。
<CO2排出量の算定または推定方法>
一実施形態に係る情報処理システムによる、製造、使用および再利用の各プロセスにおけるCO2排出量の算定または推定方法の実施例について説明する。
製品番号は、当該製品又は部品自体を個々に識別するための番号である。例えば、製品番号は、製造計画時に付与される。
直接使用装置番号は、当該製品又は部品の製造、利用、回収等を含む全工程にわたり、直接使用される(その製品又は部品に占有される)特定の装置(工作機械、ロボット、搬送機等)を1つ1つ識別する番号である。例えば、直接使用装置番号は、システム構築及び設定時に付与される。
間接使用装置番号は、製品又は部品の製造、利用、回収等を含む全工程にわたり、間接的に(他の製品又は部品と共通して)使用される装置(動力機械・エンジン・ボイラー、コンピュータ・通信機器・データセンター上のサーバー・照明・空調・輸送用車両・蓄電池など、電源や燃料を必要とする装置)を識別する番号である。間接使用装置番号は、システム構築及び設定時に付与される。
動作時間は、製品番号aの製造、利用、回収等を含む全工程にわたり、各装置または製造番号aの製品自身が動作を開始した時刻から終了した時刻(年月日時分)までの時間である。なお、製品又は部品の製造時だけでなく、出荷配送時、利用時、及び回収時などについても一連の動作工程ごとに「動作時間」を記録する。
電源別使用率は、その時間帯に電力小売事業者から供給された電力の電源種類(火力、水力、太陽光、風力、バイオマス、及び原子力等)別の比率である。電源別使用率は、電力小売事業者と需要家(製造メーカーや利用者等)との契約情報から取得される。なお、契約する電力小売事業者の経営方針などにより電源別使用率が時間帯や時期や電力使用契約の種別などにより変化するため、その値を時系列に管理し記録し保持する(トレーサビリティ確保のため、過去の電源別使用率も消去せずに保持する)。
電源別CO2排出量係数は、電源種類別の電力1kwhあたりのCO2排出量に応じて設定される係数である。電源別CO2排出量係数は、電力小売事業者の開示資料または経済産業省資源エネルギー庁などが公表している電源別CO2排出量の平均値などの資料から取得される。なお、技術進化(発電事業者が使用している発電設備の性能)や電力使用場所、送電距離、及び送配電効率などにより電源別CO2排出量係数が変わるため、その値を時系列に管理し記録し保持する(トレーサビリティ確保のため、過去の係数も消去せずに保持する)。
電力消費量は、各装置・機械が動作時間dの間に消費した電力の消費量(当該製品又は部品自身が消費する電力量も含む)である。電力消費量は、装置及び機械に内蔵されたセンサー又は外付けされた電力量計などにより計測し、製品番号a、直接使用装置番号b、間接使用装置番号cと紐づけて管理される。
燃料別CO2排出量係数は、各燃料(重油、ガソリン、及び木材チップ等)の単位消費量あたりのCO2排出量に応じた係数である。燃料別CO2排出量係数は、燃料の元素量(化学式等)及び政府や学術機関が開示する資料等から算定される。
燃料消費量は、各装置が動作時間dの間に消費した燃料の種類および使用量(製品又は部品自身が消費する燃料も含む)である。燃料消費量は、装置及び機械に内蔵されたセンサー又は外付けされた燃料流量計などにより計測し、製品番号a、直接使用装置番号b、間接使用装置番号cと紐づけて管理される。
製品CO2排出量は、動作時間dの間に、製品番号a自身が電力や燃料を消費することに起因して発生するCO2の排出量である。製品CO2排出量は、電源種類別の電力消費に起因するCO2排出量と燃料種類別の燃料消費に起因するCO2排出量の合計である。電源種類別の電力消費に起因するCO2排出量は、消費した電力量(kwh)に電源別使用率eをかけて電源種類別の電力消費量を算出し、そのそれぞれの値に電源別CO2排出量係数fをかけて得られた値を合計して算出される。燃料種類別の燃料消費に起因するCO2排出量は、燃料消費量iに燃料別CO2排出量係数hをかけて燃料消費に起因するCO2排出量を求める。製品CO2排出量は、製品又は部品に内蔵されたセンサー又は外付けされた電力及び燃料使用量メーター等によりデータを取得して計算し、製品番号aと紐づけて管理される。
直接使用装置CO2排出量は、動作時間dの間に、製品番号aの製造、利用、回収等を含む全工程にわたり使用された直接使用装置bが排出したCO2の総量(算出方法はjと同様)である。直接使用装置CO2排出量は、各装置に内蔵されたセンサー又は外付けされた電力及び燃料使用量メーター等によりデータを取得して計算し、製品番号aと紐づけて管理される。
他製品直接使用装置CO2排出量は、動作時間dの間に、(製造及び回収の場合は)同じ工場内で他の製品又は部品の製造及び回収のために占有されていた他の直接使用装置が電力及び燃料を消費したことによって排出されたCO2量、及び(利用の場合は)製品又は部品によって構成された完成品(例えば、乗用車、オフィスビル等)の中で他の製品又は部品の利用のために占有されていた他の直接使用装置が電力及び燃料を消費したことによって排出されたCO2量の合計(算出方法はjと同様)である。他製品直接使用装置CO2排出量は、各装置に内蔵されたセンサー又は外付けされた電力及び燃料使用量メーター等によりデータを取得して計算し、製品番号aと紐づけて管理される。
間接使用装置CO2排出量は、動作時間dの間に、間接使用装置cが排出したCO2量の合計(算出方法はjと同様)である。間接使用装置CO2排出量は、各装置に内蔵されたセンサー又は外付けされた電力及び燃料使用量メーター等によりデータを取得して計算し、製品番号aと紐づけて管理される。
製品又は部品CO2排出量は、次のように算出される。まず、製造、利用、回収等を含む全工程にわたり使用された間接使用装置CO2排出量lを、集計対象とする任意の動作時間dごとに、当該製品又は部品のCO2排出量として適切に配賦する(割り当てる)ための係数を、例えば以下の式で算出する。
k / (k+l)
この係数を用いて、動作時間dごとの当該製品又は部品の製造、利用、回収等を含む全工程にわたり排出したCO2の総量を以下のような式で算出する。
j + k + { m × k / (k+l)}
以上のような方法で、一実施形態の情報処理システムは、すべての製品又は部品が、原材料から加工、成形、及び組立等の工程を経て完成し、検査、出荷、配送、及び納品され、利用、回収、リユース、及びリサイクルされるまでのCO2排出量を、各製品又は部品1つ1つごとに、工程別、使用装置別、利用電源別、及び時間別などに細かく分析し集計する。
例えば、エネルギー管理システム5は、比較的大きな電力を必要とする工程には火力などのCO2は多くなるが安価な電力を選択して使用し、小電力で済む工程にはソーラー等の高価だがCO2排出量の少ない電力を選択して使用する。
・時間帯(日時分)別の電源種類の当日料金(円/kwh)
・時間帯(日時分)別の各電源種類の先物予約料金(N時間前予約料金 円/kwh)
・時間帯(日時分)別の各電源種類の最大提供可能容量(kw)と その達成確率(%)
・時間帯(日時分)別の各電源種類の最小提供保証容量(kw)
・時間帯(日時分)別の各電源種類の平均提供量(kw)
・時間帯(日時分)別の各電源(特に太陽光や風力)の発電量(供給可能量)が予想を下回った場合の代替提供電力の電源種類(例:優先順位1位=水力、2位=太陽光、3位=風力、4位=火力、5位=原子力)
・電源種類の発電から送電までの処理に伴うCO2排出量(g/kwh)
・利用者(工場等)が保有している蓄電池のバッテリー残量(kwh)と、蓄電されている電力の調達元の電源種類(火力、太陽光、水力、自家発電…など)
・利用者(工場等)が保有している自家発電機の運転可能時間(燃料の在庫量から算出)
なお、情報処理装置1が、エネルギー管理システム5の代わりに、電源を選択してもよい。 このように、様々な条件に基づき、エネルギー管理システム5又は情報処理装置1により、CO2排出量の異なる電源が選択されるが、情報処理装置1によれば、どの電力種別を選択使用しても、CO2排出量を正確に算定・記録・トレース・証明できる。
例えば、情報処理装置1は、電力の種類別に単位時間当たりのCO2排出量を事前に記憶し、選択された電力の種類別に、使用時間と使用量を計測し、その計測値と上記単位時間当たりのCO2排出量に応じて、製品または部品を製造するために要したCO2排出量を算定する。
電力の使用履歴は、工程毎にさらに時間帯毎に変化すると推測されるが、それに応じた工程別又は製造プロセス全体のCO2排出量の計算方法について説明する。
製品や部品の製造・搬送・輸送に使われる各装置や機械ごとに、いつ、どこで、どの電力事業者から、どのような種類の電力を利用したのかを自動的に把握して証明し認定する仕組みの一例について説明する。
2…発電事業者の管理システム
3…送電事業者の管理システム
4…電力小売事業者の管理システム
5…製造工場のエネルギー管理システム
6…工場の情報出力システム
7…他のシステム
8…情報処理装置
9…通信網
10…通信端末
11…プロセッサ
12…主記憶部
13…補助記憶部
14…通信インタフェース
15…データ検索部
16…ユーザ認証システム
17…入出力インタフェース
111…生成部
112…取得部
113…算出部
114…出力部
171…入力装置
172…表示装置
611…電力消費メーター
612…空調装置
613…照明装置
614、615、616…製造装置
621…電力センサー
631…燃料消費量メーター
632…自家発電機
633…ボイラー
641…工場の生産管理システム
以下、本願の出願当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
[C1]
製品又は部品の製造工程において、発電方式の異なる複数種類の電力のうち使用された1種類以上の電力に関する電力情報を含む管理情報を取得する取得部と、
前記管理情報に含まれる前記電力情報に基づき、製品又は部品の製造により排出された第1の二酸化炭素排出量を算出する算出部と、
前記第1の二酸化炭素排出量に関する情報を出力する出力部と、
を備える情報処理装置。
[C2]
前記管理情報は、製品又は部品の製造工程において、工作機械、搬送機械、及び輸送車両により使用された電力に関する前記電力情報を含む、[C1]の情報処理装置。
[C3]
前記電力情報は、製品又は部品の識別情報、及び製品又は部品の製造工程で使用された電力の種類と電力量を含む、[C1]又は[C2]の情報処理装置。
[C4]
前記電力情報は、製品又は部品の製造工程で使用された電力の使用時間帯を含む、[C1]乃至[C3]の何れか一つの情報処理装置。
[C5]
前記管理情報は、製品又は部品の1種類以上の原料に関する原料情報を含み、
前記算出部は、前記管理情報に含まれる原料情報に基づき、前記原料を得るために排出された第2の二酸化炭素排出量を算出し、
前記出力部は、前記第1の二酸化炭素排出量及び前記第2の二酸化炭素排出量に関する情報を出力する、[C1]の情報処理装置。
[C6]
前記原料情報は、バージン原料であることを示す情報、及びリサイクル原料であることを示す情報を含み、
前記算出部は、異なる算出方式で前記バージン原料及び前記リサイクル原料に基づく前記第2の二酸化炭素排出量を算出する、[C5]の情報処理装置。
[C7]
前記算出部は、前記第1の二酸化炭素排出量に基づき製品又は部品の価格を算出し、 前記出力部は、製品又は部品の前記価格を出力する、[C1]乃至[C4]の何れか一つの情報処理装置。
[C8]
前記算出部は、前記第1の二酸化炭素排出量及び前記第2の二酸化炭素排出量に基づき製品又は部品の価格を算出し、
前記出力部は、製品又は部品の前記価格を出力する、[C5]又は[C6]の情報処理装置。
[C9]
製品又は部品の製造工程において、発電方式の異なる複数種類の電力のうち使用された1種類以上の電力に関する電力情報を含む管理情報を取得し、
前記管理情報に含まれる前記電力情報に基づき、製品又は部品の製造により排出された第1の二酸化炭素排出量を算出し、
前記第1の二酸化炭素排出量に関する情報を出力する、情報処理方法。
[C10]
コンピュータに、
製品又は部品の製造工程において、発電方式の異なる複数種類の電力のうち使用された1種類以上の電力に関する電力情報を含む管理情報を取得する手順と、
前記管理情報に含まれる前記電力情報に基づき、製品又は部品の製造により排出された第1の二酸化炭素排出量を算出する手順と、
前記第1の二酸化炭素排出量に関する情報を出力する手順とを、実行させるためのプロラム。
Claims (10)
- 製品又は部品の製造工程において、発電方式の異なる複数種類の電力のうち使用された1種類以上の電力に関する電力情報を含む管理情報を取得する取得部と、
前記管理情報に含まれる前記電力情報に基づき、製品又は部品の製造により排出された第1の二酸化炭素排出量を算出する算出部と、
前記第1の二酸化炭素排出量に関する情報を出力する出力部と、
を備える情報処理装置。 - 前記管理情報は、製品又は部品の製造工程において、工作機械、搬送機械、及び輸送車両により使用された電力に関する前記電力情報を含む、請求項1の情報処理装置。
- 前記電力情報は、製品又は部品の識別情報、及び製品又は部品の製造工程で使用された電力の種類と電力量を含む、請求項1又は2の情報処理装置。
- 前記電力情報は、製品又は部品の製造工程で使用された電力の使用時間帯を含む、請求項1乃至3の何れか一つの情報処理装置。
- 前記管理情報は、製品又は部品の1種類以上の原料に関する原料情報を含み、
前記算出部は、前記管理情報に含まれる原料情報に基づき、前記原料を得るために排出された第2の二酸化炭素排出量を算出し、
前記出力部は、前記第1の二酸化炭素排出量及び前記第2の二酸化炭素排出量に関する情報を出力する、請求項1の情報処理装置。 - 前記原料情報は、バージン原料であることを示す情報、及びリサイクル原料であることを示す情報を含み、
前記算出部は、異なる算出方式で前記バージン原料及び前記リサイクル原料に基づく前記第2の二酸化炭素排出量を算出する、請求項5の情報処理装置。 - 前記算出部は、前記第1の二酸化炭素排出量に基づき製品又は部品の価格を算出し、
前記出力部は、製品又は部品の前記価格を出力する、請求項1乃至4の何れか一つの情報処理装置。 - 前記算出部は、前記第1の二酸化炭素排出量及び前記第2の二酸化炭素排出量に基づき製品又は部品の価格を算出し、
前記出力部は、製品又は部品の前記価格を出力する、請求項5又は6の情報処理装置。 - 製品又は部品の製造工程において、発電方式の異なる複数種類の電力のうち使用された1種類以上の電力に関する電力情報を含む管理情報を取得し、
前記管理情報に含まれる前記電力情報に基づき、製品又は部品の製造により排出された第1の二酸化炭素排出量を算出し、
前記第1の二酸化炭素排出量に関する情報を出力する、情報処理方法。 - コンピュータに、
製品又は部品の製造工程において、発電方式の異なる複数種類の電力のうち使用された1種類以上の電力に関する電力情報を含む管理情報を取得する手順と、
前記管理情報に含まれる前記電力情報に基づき、製品又は部品の製造により排出された第1の二酸化炭素排出量を算出する手順と、
前記第1の二酸化炭素排出量に関する情報を出力する手順とを、実行させるためのプロラム。
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