JP2023102205A - エネルギー取引方法、情報処理装置、及び、エネルギー取引システム - Google Patents

Abstract

【課題】それぞれ独立して運営及び管理される水素ステーションとコミュニティとの間で、水素の供給量と価格とを調整してエネルギーを有効利用する。
【解決手段】本開示のエネルギー取引方法は、情報処理装置が実行するエネルギー取引方法である。情報処理装置は、管理対象の領域のエネルギー資源を管理する第１のエネルギー管理システムから水素購入量と水素購入単価の計画値を含む第１情報を取得する。情報処理装置は、水素製造設備を管理する第２のエネルギー管理システムから水素販売量と水素販売単価の計画値を含む第２情報を取得する。情報処理装置は、前記第１情報及び前記第２情報に基づいて、前記水素製造設備から前記エネルギー資源に供給する水素の供給量及び単価を決定する。
【選択図】図１

Description

本開示は、エネルギー取引方法、情報処理装置、及び、エネルギー取引システムに関する。

都市又は地域に分布する太陽光発電及び風力発電等の発電設備、並びに、外部の電力系統による電力供給と、都市又は地域内で発生する電力需要とを全体として管理する、コミュニティＥＭＳ（Energy Management System）の構想が進められている。また、主として燃料電池自動車（ＦＣＶ：Fuel Cell Vehicle）に水素を供給するため、太陽光エネルギー又は電力系統から提供される電力を用いて水素を製造する水素ステーションの設置が進められている。

都市又は地域等のコミュニティにおける電力供給及び電力需要、並びに、水素ステーションにおける水素製造量は、天候等を含む種々の要因により変動する。このため、コミュニティ内で一時的に電力の余剰又は不足が生ること、及び、水素ステーションで製造する水素に一時的に余剰又は不足が生じることがある。このため、余剰の電力を蓄電池に充電及び放電すること、並びに、余剰の水素を貯蔵設備に貯蔵または放出することが行われている。また、コミュニティの発電設備から供給される電力が不足したとき、近隣の水素ステーションから水素を供給するシステムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。水素ステーションから提供される水素は、コミュニティにおいて燃料電池により電力に変換することができる。このようにすることで、特に、太陽光発電及び風力発電等の再生可能エネルギーを有効利用するとともに、外部から購入する電力量を低減することができる。

特開２０２１－１９２５７０号公報

しかしながら、従来提案される方法では、コミュニティ内のエネルギー資源と水素ステーションとの間で水素を授受する場合、コミュニティ内のエネルギー資源と水素ステーションとは、同一のＥＭＳにより管理されていた。したがって、従来の方法は、コミュニティでエネルギーが不足する場合に水素を水素ステーションから提供する指示を出すに留まるものであった。従来の方法は、それぞれ異なる主体により運営及び管理されるコミュニティ内のエネルギー資源と、近隣の水素ステーションとの間の水素の授受には適用できなかった。

かかる事情に鑑みてなされた本開示の目的は、それぞれ独立して運営及び管理される水素ステーションと都市又は地域等のコミュニティとの間で、水素の供給量と供給価格とを調整してエネルギーを有効利用することにある。

本開示の一実施形態に係るエネルギー取引方法は、情報処理装置が実行するエネルギー取引方法である。この方法は、管理対象の領域のエネルギー資源を管理する第１のエネルギー管理システムから水素購入量と水素購入単価の計画値を含む第１情報を取得し、水素製造設備を管理する第２のエネルギー管理システムから水素販売量と水素販売単価の計画値を含む第２情報を取得し、前記第１情報及び前記第２情報に基づいて、前記水素製造設備から前記エネルギー資源に供給する水素の供給量及び単価を決定することを含む。

本開示の一実施形態に係る情報処理装置は、第１取得部と、第２取得部と、制御部とを含む。前記第１取得部は、管理対象の領域のエネルギー資源を管理する第１のエネルギー管理システムから水素購入量と水素購入単価の計画値を含む第１情報を取得する。前記第２取得部は、水素製造設備を管理する第２のエネルギー管理システムから水素販売量と水素販売単価の計画値を含む第２情報を取得する。前記制御部は、前記第１情報及び前記第２情報に基づいて、前記水素製造設備から前記エネルギー資源に供給する水素の供給量を決定する。

本開示の一実施形態に係るエネルギー取引システムは、情報処理装置と、第１のエネルギー管理システムと、第２のエネルギー管理システムとを含む。前記第１のエネルギー管理システムは、管理対象の領域のエネルギー資源を管理する第１のエネルギー管理システムであって、水素購入量と水素購入単価の計画値を含む第１情報を前記情報処理装置に送信する。前記第２のエネルギー管理システムは、水素製造設備を管理する第２のエネルギー管理システムであって、水素販売量と水素販売単価の計画値を含む第２情報を前記情報処理装置に送信する。前記情報処理装置は、前記第１情報及び前記第２情報に基づいて、前記水素製造設備から前記エネルギー資源に供給する水素の供給量を決定する。

本開示によれば、それぞれ独立して運営及び管理される水素ステーションと都市又は地域等のコミュニティとの間で、水素の供給量と供給価格とを調整してエネルギーを有効利用することができる。

本開示の一実施形態に係るエネルギー管理システムの概略構成を示すブロック図である。 図１の情報処理装置の構成例を示すブロック図である。 図１のエネルギー資源及び電力需要者の構成例を示すブロック図である。 図１のコミュニティＥＭＳの構成例を示すブロック図である。 図１の水素ステーション及び水素需要者の構成例を示すブロック図である。 図１の水素ステーションＥＭＳの構成例を示すブロック図である。 図１の水素供給ラインの構成例を示すブロック図である。 エネルギー取引システムにおける処理の流れを示す図である。

以下、本開示の一実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の説明で用いられる図は模式的なものである。図面上の寸法比率等は現実のものとは必ずしも一致していない。

（システムの全体構成）
エネルギー取引システム１は、都市及び地域等のコミュニティ及びその近隣の水素ステーションの間で、水素利用を最適化するために設けられる。エネルギー取引システム１は、図１に示すように、情報処理装置１０と、コミュニティＥＭＳ２０と、水素ステーションＥＭＳ３０とを含んで構成される。ＥＭＳは、Energy Management Systemの略である。コミュニティＥＭＳ２０は、第１のエネルギー管理システムである。水素ステーションＥＭＳ３０は、第２のエネルギー管理システムである。

（情報処理装置）
情報処理装置１０は、コンピュータである。例えば、情報処理装置１０は、ＰＣ（Personal Computer）サーバ、ワークステーション及び汎用コンピュータの何れかであってよい。情報処理装置１０は、コミュニティＥＭＳ２０及び水素ステーションＥＭＳ３０との間で、情報の送受信が可能なように構成される。情報処理装置１０は、図２に示すように、通信部１１、制御部１２及び記憶部１３を含む。

通信部１１は、コミュニティＥＭＳ２０及び水素ステーションＥＭＳ３０と通信するための通信モジュールを含む。通信部１１と、コミュニティＥＭＳ２０及び水素ステーションＥＭＳ３０とは、専用線又はＶＰＮ（Virtual Private Network）を介して接続されてよい。通信部１１は、第１取得部及び第２取得部を兼ねる。

制御部１２は、情報処理装置１０の行う情報処理を実行する。制御部１２は、１つ以上のプロセッサを含む。「プロセッサ」には、特定のプログラムを読み込ませることにより、プログラムされた機能を実行する汎用プロセッサおよび、特定の処理に特化した専用プロセッサが含まれる。専用プロセッサとしては、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）およびＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）等を採用しうる。制御部１２は、記憶部１３に記憶されたシステムプログラム、アプリケーションプログラム等に基づく処理を実行することができる。

記憶部１３は、情報処理装置１０の動作に用いられる任意の情報を記憶する。例えば、記憶部１３は、システムプログラム及びアプリケーションプログラムを記憶する。記憶部１３は、半導体メモリ及び／又は磁気メモリを含む。半導体メモリは、ＲＯＭ（read only memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、フラッシュメモリ、等が含まれる。ＲＡＭにはＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）とＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）とが含まれる。磁気メモリには、ハードディスクが含まれる。記憶部１３は、例えば主記憶装置、補助記憶装置、又はキャッシュメモリとして機能してもよい。

コミュニティＥＭＳ２０及び水素ステーションＥＭＳ３０は、情報処理装置１０と同様にコンピュータである。コミュニティＥＭＳ２０及び水素ステーションＥＭＳ３０は、情報処理装置１０の通信部１１、制御部１２及び記憶部１３に相当する構成要素を有する。

コミュニティＥＭＳ２０は、管理対象の領域であるコミュニティに分布するエネルギー資源２１を管理する。コミュニティＥＭＳ２０は、所定の期間の、コミュニティ内の電力需要者２２による電力需要量、並びに、発電設備及び蓄電設備等による電力供給量を予測する。所定の期間とは、例えば、現在を起点として一年間、半年間、一カ月間、翌々日、翌日及び当日等の一日間であるが、これに限られない。コミュニティＥＭＳ２０は、それぞれ長さの異なる複数の所定の期間のエネルギーの運用計画を立てる。コミュニティＥＭＳは、所定の期間に運用計画に従って電力が供給されるように、エネルギー資源２１を制御する。コミュニティＥＭＳ２０は、必要に応じて第１の電力系統４１から電力を購入する。

水素ステーションＥＭＳ３０は、コミュニティの近隣の水素ステーション３１が水素を生成する際に使用する電力、及び、生成した水素を管理する。水素ステーションＥＭＳ３０は、燃料電池車（ＦＣＶ：Fuel Cell Vehicle）等の水素需要者３２の水素需要量を予測する。水素ステーションＥＭＳ３０は、水素ステーション３１で生成される水素の一部を、水素供給ライン３３を通じて、コミュニティのエネルギー資源２１に提供することができる。水素ステーションＥＭＳ３０は、水素ステーション３１の近隣の天候予測等を基に、二酸化炭素を発生させない再生可能電力（ＣＯ_２フリー電力）の発電量を予測する。水素ステーションＥＭＳ３０は、所定の期間における水素の生産計画を立てる。水素の生産計画には、生産する水素の量と、水素の製造に使用する電力の調達の計画を含む。水素ステーションＥＭＳ３０は、必要に応じて第２の電力系統４２から電力の供給を受けることができる。

情報処理装置１０の制御部１２は、通信部１１を介してコミュニティＥＭＳ２０から所定期間の水素購入量と水素購入単価の計画値を含む第１情報を取得する。第１情報は、時間帯ごとの水素購入量及び水素購入単価の計画値の情報を含んでよい。制御部１２は、通信部１１を介して水素ステーションＥＭＳ３０から所定期間の水素販売量と水素販売単価の計画値を含む第２情報を取得する。第２情報は時間帯ごとの水素販売量と水素販売単価の計画値の情報を含んでよい。制御部１２は、第１情報及び第２情報に基づいて、所定期間に水素ステーション３１からコミュニティのエネルギー資源２１に供給する水素の供給量を決定する。制御部１２は、決定した水素の供給量、及び／又は、水素ステーション３１で製造すべき水素の製造量を、通信部１１を介してコミュニティＥＭＳ２０及び水素ステーションＥＭＳ３０に送信することができる。また、制御部１２は、決定した所定期間の水素の供給量を、記憶部１３に記憶することができる。

一実施形態において、情報処理装置１０は、毎日所定の時刻までに翌日分の第１情報及び第２情報を取得して、翌日の水素ステーション３１からコミュニティのエネルギー資源２１に供給する水素の供給量及び供給単価を調整してよい。所定の時刻は、例えば、正午又は午後３時などとすることができる。水素の供給量及び供給単価には、翌日の気象予報の情報が反映される。

（エネルギー資源）
コミュニティＥＭＳ２０が管理するエネルギー資源２１は、図３に示すように、電力網２１０で接続された火力発電設備２１１、ＣＯ_２フリー発電設備２１２、熱源機器２１３、電気自動車２１４、及び、蓄電池２１５の一つ以上を含んで構成される。エネルギー資源２１は、さらに、燃料電池２１６を含む。

電力網２１０は、電力の授受、及び、電力に関する情報の送受信を行うことができる。コミュニティＥＭＳ２０は、電力網２１０に接続されたエネルギー資源２１から、供給可能な余剰電力の量及び蓄電量等の情報を取得することができる。コミュニティＥＭＳ２０は、電力網２１０を介して、それぞれのエネルギー資源２１を制御することができる。コミュニティＥＭＳ２０とそれぞれのエネルギー資源２１は、バーチャルパワープラント（ＶＰＰ：Virtual Power Plant）を構成する。

火力発電設備２１１は、コミュニティ内の病院、工場及び商業施設等に導入されている燃料を燃焼させて発電を行う発電設備である。火力発電設備２１１は、工場及びごみ処理場等で発生する排熱を利用した発電設備を含む。火力発電設備２１１は、例えば、ガスタービン発電装置、及び、蒸気タービン発電装置を含む。火力発電設備２１１は、電力と共に熱を生成しコミュニティ内に供給することができる。これにより、火力発電設備２１１は、燃料を高いエネルギー効率で利用することができる。

ＣＯ_２フリー発電設備２１２は、コミュニティ内の二酸化炭素等の温室効果ガスを発生しない発電設備である。ＣＯ_２フリー発電設備２１２は、例えば、太陽光発電設備（ＰＶ：photovoltaics）、風力発電設備、及び、地熱発電設備を含む。例えば、一般住宅又は商業施設に設置される太陽光パネルは、ＣＯ_２フリー発電設備２１２に含まれる。

熱源機器２１３は、住宅及びビル等におけるヒートポンプ給湯器、空調機器、及び、照明機器等を含む。これらの熱源機器２１３は、電力需要が大きいときの電力需要の抑制、すなわち、デマンドレスポンス（ＤＲ：Demand Response）に活用できる。すなわち、コミュニティＥＭＳ２０は、コミュニティ内の電力需要が大きいとき、熱源機器２１３に供給する電力量を低下させることができる。熱源機器２１３は、熱を蓄えることができる蓄熱槽を含んでよい。蓄熱槽は、供給される電力量に応じて、蓄熱と放熱とを切り替えてよい。

電気自動車２１４（ＥＶ：Electric Vehicle）は、大型の駆動用バッテリーを備え、コミュニティ内の電力網２１０に対して適宜な充放電設備を介して充電及び放電することができる。このため電気自動車２１４は、コミュニティの電力需給の調整に利用することができる。電気自動車２１４は、バッテリー式電動自動車（ＢＥＶ：Battery Electric Vehicle）及びハイブリッド式電動自動車（ＨＥＶ：Hybrid Electric Vehicle）を含む。電気自動車２１４には、例えば、公的機関、個人、企業、カーシェア事業者及びレンタカー会社の保有する電気自動車２１４が含まれる。

蓄電池２１５は、住宅又は企業の事業所等に配置される。蓄電池２１５は、火力発電設備２１１又はＣＯ_２フリー発電設備２１２で発電した電力を蓄積するために、これらに隣接して配置されてよい。また、コミュニティＥＭＳ２０を運用する事業者は、電力の需要供給の変動に対応するため大規模な蓄電池２１５を保有してよい。

燃料電池２１６は、水素ステーション３１から水素供給ライン３３を介して供給された水素を用いて発電を行う。燃料電池２１６は、コミュニティＥＭＳ２０により運営管理される。燃料電池２１６は、水素及び空気中の酸素から、水と電気とを発生させる。燃料電池２１６が発生する電力は、二酸化炭素を発生させずに生成されたＣＯ_２フリー水素を用いて生成された場合、ＣＯ_２フリー電力である。

エネルギー資源２１からの電力は、電力需要者２２である一般家庭の住宅２２１及び企業等の施設２２２に供給される。コミュニティ内のエネルギー資源２１のみでは電力需要者２２のエネルギー需要に対応できない場合、コミュニティＥＭＳ２０は、第１の電力系統４１から系統電力の供給を受ける。第１の電力系統４１は、大規模発電所で発電された電力を変電、送電及び配電するシステムである。

コミュニティＥＭＳ２０の運営者は、第１の電力系統４１から電力を購入する。コミュニティＥＭＳ２０は、所定期間の電力需要の予測に基づいて、第１の電力系統４１から購入する電力を予約する。実際に所定の期間が到来し、電力需要者２２で予測以上の電力需要が発生し、第１の電力系統４１から購入する電力が予約した電力量を上回った場合、コミュニティＥＭＳ２０は、事前に予約したものよりも高い単価を支払って、追加の電力を購入することができる。

第１の電力系統４１が供給する電力には、化石燃料等を燃焼させるため二酸化炭素の発生を伴う電力と、二酸化炭素等の温室効果ガスを発生しない発電設備で発電されたＣＯ_２フリー電力とが含まれる。コミュニティＥＭＳ２０を運営する運営者は、第１の電力系統４１から購入する電力に含まれるＣＯ_２フリー電力を予め契約することができる。コミュニティＥＭＳ２０は、第１の電力系統４１から購入する電力の全て又は一部をＣＯ_２フリー電力にすることができる。

（コミュニティＥＭＳ）
コミュニティＥＭＳ２０は、図４に示すように、需要予測部２０１、エネルギー運用計画部２０２、水素消費計画部２０３及び電力取引部２０４の各機能ブロックを含む。各機能ブロックの処理は、コミュニティＥＭＳ２０の有する制御部（プロセッサ）により実行される。各機能ブロックは、コミュニティＥＭＳ２０内の同一のプロセッサにより実行されてよく、又は、コミュニティＥＭＳ２０内の互いに異なるプロセッサで実行されてもい。

需要予測部２０１は、コミュニティＥＭＳ２０が管理するコミュニティ内の電力需要者２２の電力需要を予測する。需要予測部２０１は、過去の電力需要の情報、天候及び気温等の予測情報、及び、コミュニティ内のイベントの情報等を基に電力需要を予測してよい。このため、コミュニティＥＭＳ２０は、気象情報及び／又はイベント情報等を提供する外部の情報源と通信可能に構成されてよい。

エネルギー運用計画部２０２は、需要予測部２０１で予測した電力需要を基に、所定の期間のエネルギー運用計画を決定する。エネルギー運用計画は、電力需要に対応するための電力の調達及び電力利用の制御等の計画を含む。エネルギー運用計画部２０２は、所定の期間におけるエネルギー資源２１に含まれる火力発電設備２１１及びＣＯ_２フリー発電設備２１２による発電量を予測する。エネルギー運用計画部２０２は、第１の電力系統４１と契約している電力購入価格、電力の市場価を考慮して、エネルギー運用計画を定める。

エネルギー運用計画部２０は、火力発電設備２１１及びＣＯ_２フリー発電設備２１２により生成される電力が、電力需要者２２による電力需要を下回る場合、熱源機器２１３及び／又は電気自動車２１４に供給する電力を抑制する計画を策定してよい。また、エネルギー運用計画部２０は、電気自動車２１４及び蓄電池２１５に蓄電された電力を、放電させる計画を策定してよい。さらに、エネルギー運用計画部２０は、水素供給ライン３３から水素の供給を受け燃料電池２１６で発電すること、及び、第１の電力系統４１から系統電力の供給を受けることを、エネルギー運用計画に組み入れてよい。

また、エネルギー運用計画部２０は、火力発電設備２１１及びＣＯ_２フリー発電設備２１２により生成される電力が、電力需要者２２による電力需要を上回る場合、余剰の電力を電気自動車２１４及び／又は蓄電池２１５に蓄電させるようにエネルギー運用計画を作成してよい。

また、、エネルギー運用計画部２０は、第１の電力系統４１から購入する電力の価格、及び、水素ステーション３１から購入する水素の価格を考慮して、エネルギー運用計画を作成してよい。このため、エネルギー運用計画部２０は、購入可能な電力及び水素の量及び価格情報を取得可能に構成される。エネルギー運用計画部２０は、購入価格が安いとき電力及び／又は水素を購入し、購入した電力及び／又は購入した水素から生成した電力を、蓄電池２１５に蓄電するように、エネルギー運用計画を作成してよい。

エネルギー運用計画は所定の期間内の時間帯ごとの電力及び水素の購入計画を含む。エネルギー運用計画部２０は、例えば、第１の電力系統４１からの系統電力の価格が高い電力需要のピーク時の電力購入を抑制し、系統電力の価格が安い夜間等の時間帯に系統電力を購入するよう、エネルギー運用計画を作成してよい。エネルギー運用計画部２０は、例えば、水素から生成できる電力の単価が、第１の電力系統４１からの系統電力の単価よりも安いと判断される場合、水素を購入するように運用計画を作成してよい。

エネルギー運用計画部２０は、所定の期間のエネルギー運用計画を、予め定められたタイミングで作成する。例えば、エネルギー運用計画部２０は、電力市場から購入する電力を予約するするため、所定の期間のエネルギー運用計画を、所定の期日までに作成する。例えば、エネルギー運用計画部２０は、一年間又は一カ月のエネルギー運用計画を、前年又は前月の同じ日までに作成する。例えば、エネルギー運用計画部２０は、一日間分のエネルギー運用計画を、前日の午前中までに作成する。エネルギー運用計画部２０は、作成したエネルギー運用計画を、最新の天候、気温、交通情報等の情報を基に、随時修正してよい。

エネルギー運用計画部２０は、情報処理装置１０から水素ステーション３１により供給される水素の供給量と水素の単価の情報を受け取ることができる。エネルギー運用計画部２０は、この情報を基に、エネルギー運用計画を更新することができる。

エネルギー運用計画部２０２は、種々の制約条件に従ってエネルギー運用計画を作成する。例えば、コミュニティＥＭＳ２０の運用者は、コミュニティ内の住民又は企業等に対して、供給する電力に占めるＣＯ_２フリー電力の比率を予め約束することがある。その場合、エネルギー運用計画部２０は、ＣＯ_２フリー電力が予め約束した比率以上とすることを制約条件として、購入する電力の比率を決定する。エネルギー運用計画部２０２は、制約条件を満たしながら、所定の目的変数を最適化するように、エネルギー運用計画を作成する。例えば、所定の目的変数は、電力需要者２２に販売する電力の調達に係るコストである。エネルギー運用計画部２０は、このコストを最小化するように、エネルギー運用計画を作成してよい。

水素消費計画部２０３は、エネルギー運用計画部２０２が作成したエネルギー運用計画に基づいて、時間帯ごとの燃料電池２１６で発電に使用される水素の消費量を示す水素消費計画を作成する。水素消費計画部２０３は、作成した水素消費計画を情報処理装置１０に送信する。

水素消費計画部２０３が水素消費計画を情報処理装置１０に送信した後、エネルギー運用計画部２０２は、情報処理装置１０から水素の供給量と供給単価の推奨値を受信することがある。エネルギー運用計画部２０２は、この情報に基づいて、さらにエネルギー運用計画を調整する。調整したエネルギー運用計画に基づいて、水素消費計画部２０３は、再度水素消費計画を作成して、情報処理装置１０に送信する処理を行う。エネルギー運用計画における水素の購入量及び購入単価が、情報処理装置１０において水素ステーションＥＭＳ３０の水素の販売量及び販売単価と一致すると、その時点におけるエネルギー運用計画が確定する。

電力取引部２０４は、エネルギー運用計画部２０２が作成したエネルギー運用計画に基づいて、所定の期日までに第１の電力系統４１に対して電力の購入を予約する。さらに、エネルギー運用計画部２０２がエネルギー運用計画の修正を行った場合、電力取引部２０４は、当該修正内容に従って、電力の購入量を変更する。

（水素ステーション）
水素ステーション３１は、図５に示すように、水素製造装置３１１、圧縮機３１２、蓄圧器３１３、ディスペンサ３１４及びＣＯ_２フリー発電設備３１５を含む。

水素製造装置３１１は、水素を製造する装置である。水素の製造方法は、石油及び天然ガス等の化石燃料から分離する方法と、水を電気分解して製造する方法とを含む。図５に図示する一実施形態の水素ステーション３１では、水素製造装置３１１は、ＣＯ_２フリー発電設備３１５で発電された電力、又は、第２の電力系統４２からの系統電力を利用して水を電気分解し、水素を製造する装置とする。ＣＯ_２フリー電力のみから製造される水素は、ＣＯ_２フリー水素又はグリーン水素と呼ばれる。水素ステーション３１は、製造する水素をＣＯ_２フリー水素とするため、第２の電力系統４２から購入する電力を全てＣＯ_２フリー電力としてよい。

圧縮機３１２は、水素製造装置３１１で製造された水素を所定の圧力まで圧縮する装置である。所定の圧力は、例えば７００－８００気圧である。圧縮機３１２は、機械式圧縮機と電気化学式圧縮機とを含む。

蓄圧器３１３は、圧縮機３１２により圧縮された水素を、燃料電池車３２１に充填する等のために高圧で圧縮された状態で一時的に貯蔵する容器である。

ディスペンサ３１４は、燃料電池車３２１に高圧水素を充填する装置である。ディスペンサ３１４は、安全に水素が充填できるように水素の流量及び温度を監視及び制御する。

ＣＯ_２フリー発電設備３１５は、エネルギー資源２１のＣＯ_２フリー発電設備２１２と同様に、二酸化炭素等の温室効果ガスを発生しない発電設備である。本実施形態では、以下において、ＣＯ_２フリー発電設備３１５を、太陽光発電設備であるものとして説明する。水素ステーション３１では、ＣＯ２フリー発電設備２１２による発電量が大きい場合、ＣＯ_２フリー発電設備２１２により発電された電力を優先的に使用し、第２の電力系統４２からの電力を補助的に使用してよい。

水素ステーション３１は、製造した水素を水素需要者３２である燃料電池車３２１に供給する。また、水素ステーション３１は、製造した水素を水素容器３２２に充填して、他の場所へ輸送してよい。他の場所は、例えば、水素製造設備を持たなないオフサイト式の水素ステーションを含む。水素ステーション３１は、さらに、余剰となる水素を、水素供給ライン３３を介してコミュニティ内のエネルギー資源２１の燃料電池２１６に供給することができる。

（水素ステーションＥＭＳ）
水素ステーションＥＭＳ３０は、図６に示すように、ＦＣＶ運行予測部３０１、ＦＣＶ水素需要予測部３０２、ＰＶ発電予測部３０３及び水素製造計画部３０４を含む。

ＦＣＶ運行予測部３０１は、水素ステーション３０で水素を充填する可能性のある燃料電池車３２１の運行を予測する。例えば、いくつかの燃料電池車３２１は、水素の供給を受けるため水素ステーションＥＭＳ３０の利用者として会員登録されていてよい。会員である運転者は、予め水素ステーションＥＭＳ３０に対して燃料電池車３２１の運行予定を通知してよい。また、ＦＣＶ運行予測部３０１は、過去の燃料電池車３２１の運行データを取得し、各月の同一の日付又は同一の曜日の燃料電池車３２１の運行実績から、所定の期間における燃料電池車３２１の運行を予測してよい。ＦＣＶ運行予測部３０１は、所定の期間において水素ステーション３０において水素を充填する燃料電池車３２１の数を予測してよい。

ＦＣＶ水素需要予測部３０２は、ＦＣＶ運行予測部３０１で予測した燃料電池車３２１の運行に基づいて、燃料電池車３２１による水素の需要量を予測する。

ＰＶ発電予測部３０３は、水素ステーション３１のＣＯ_２フリー発電設備３１５による電力の発電量を予測する。例えば、ＰＶ発電予測部３０３は、年間の時期ごとの太陽光発電により発電される電力量の平均値の情報を有してよい。また、ＰＶ発電予測部３０３は、気温及び天候等の気象情報を外部の気象情報提供会社から取得可能に構成されてよい。ＰＶ発電予測部３０３は、予測される天候に基づいて、太陽光発電の発電量を予測してよい。

水素製造計画部３０４は、ＦＣＶ水素需要予測部３０２で予測した燃料電池車３２１による水素の需要予測、及び、ＰＶ発電予測部３０３により予測した太陽光発電の発電量に基づいて、所定の期間の水素製造計画を作成する。水素製造計画は、何れの手段を用いて何時どれだけの量の水素を製造するかを規定する計画である。水素製造計画部３０４は、予測される発電量により余剰の水素が製造される場合、コミュニティのエネルギー資源２１に水素を提供することを想定して水素製造計画を作成してよい。水素製造計画部３０４は、水素ステーション３１の運転実績、保守計画、保守管理費用等の情報を考慮して水素製造計画を作成してよい。水素製造計画部３０４は、蓄圧器３１３に貯蔵されている水素の量等を考慮してよい。

水素製造計画部３０４は、ＦＣＶ水素需要予測部３０２で予測した量の水素を製造するために必要な電力量を算出する。水素製造計画部３０４は、ＰＶ発電予測部３０３で予測した発電量が、需要予測による量の水素を製造するのにかかる発電量よりも大きい場合、ＣＯ_２フリー発電設備２１２により生成される電力のみを使用して水素を製造してよい。水素製造計画部３０４は、ＰＶ発電予測部３０３で予測した発電量が、需要予測による量の水素を製造するのにかかる発電量よりも小さ場合、ＣＯ_２フリー発電設備２１２により生成される電力に加え、第２の電力系統４２からＣＯ_２フリー電力の供給を受けて、水素を製造してよい。

水素製造計画部３０４は、情報処理装置１０に対して、所定期間の水素販売量と水素販売単価の計画値を含む水素供給計画を送信する。水素供給計画は、製造した水素を提供する条件及び方法等を規定する計画である。水素供給計画は第２情報である。水素製造計画部３０４は、水素供給計画を送信した後、情報処理装置１０から、コミュニティのエネルギー資源２１へ提供する水素の供給量及び供給単価の推奨値の情報、並びに／又は、水素の製造量の情報を受信することがある。水素製造計画部３０４は、この情報に基づいて、さらに水素供給計画及び水素製造計画を調整する。水素製造計画部３０４は、調整した水素供給計画を再度情報処理装置１０に送信する処理を行う。水素供給計画における水素の販売量及び販売単価が、情報処理装置１０においてコミュニティＥＭＳ２０の水素の購入量及び購入単価と一致すると、現時点での水素供給計画が確定する。

水素製造計画部３０４は、適切なタイミングで水素ステーション３１に対して、水素の製造を指示する。水素製造計画部３０４は、水素供給計画に従い、水素ステーション３１及び水素供給ライン３３に対して適切なタイミングで水素をコミュニティのエネルギー資源２１に含まれる燃料電池２１６へ供給する指示をする。

（水素供給ライン）
水素供給ライン３３は、図７に示すように、水素ステーション３１とエネルギー資源２１との間のパイプライン上に設けられたバッファタンク３３１と圧力調整装置３３２とを含む。バッファタンク３３１は、エネルギー資源２１の燃料電池２１６へ供給される水素を一時的に貯蔵する。コミュニティＥＭＳ２０及び水素ステーションＥＭＳ３０は、バッファタンク３３１に貯蔵されている水素の量を取得することができる。圧力調整装置３３２は、バッファタンク３３１に貯蔵された水素を、コミュニティのエネルギー資源２１中の燃料電池２１６に送出する。水素供給ライン３３は、圧力調整装置３３２を調整することにより、所定の量の水素を所定の時間にエネルギー資源２１の燃料電池２１６に供給する。

（エネルギー取引方法）
次に、図８を参照して、エネルギー取引システム１における、水素ステーション３１からエネルギー資源２１に供給する水素の供給量及び供給価格を決定する手順を説明する。なお、図８において、コミュニティＥＭＳ２０が実行する手順をステップＳ１０１～Ｓ１０７としている。水素ステーションＥＭＳ３０が実行する手順をステップＳ２０１～Ｓ２０７としている。情報処理装置１０が実行する手順をステップＳ３０１～Ｓ３０４としている。コミュニティＥＭＳ２０と水素ステーションＥＭＳ３０とは、それぞれ個別に処理を実行することができる。

まず、コミュニティＥＭＳ２０は、各種のデータを取得する（ステップＳ１０１）。コミュニティＥＭＳ２０が取得するデータは、カレンダー情報、過去の電力使用実績の情報、コミュニティ内のイベント情報、並びに、気温及び天候等の気象情報等を含む。コミュニティＥＭＳ２０が取得するデータは、水素供給ライン３３のバッファタンク３３１内の水素残量の情報を含んでよい。

コミュニティＥＭＳ２０は、需要予測部２０１において、取得したデータを基に各種の予測を行う（ステップＳ１０２）。まず、コミュニティＥＭＳ２０は、エネルギー運用計画部２０２において、コミュニティ内の電力需要を所定の期間ごとに予測する。また、コミュニティＥＭＳ２０は、気象情報等に基づきＣＯ_２フリー発電設備２１２による発電量を予測する。さらに、コミュニティＥＭＳ２０は、所定の期間における第１の電力系統４１から購入できる電力の市場価格を予測する。

コミュニティＥＭＳ２０は、エネルギー運用計画部２０２において、ステップＳ１０２で行った予測に基づいて、消費する水素の量と単価の制約条件を設定する（ステップＳ１０３）。例えば、水素ステーション３１から供給される水素がＣＯ_２フリー水素の場合、コミュニティＥＭＳ２０は、コミュニティで消費される電力のＣＯ_２フリー電力比率が目標値を上回るように、水素の消費量の下限値を設定してよい。また、例えば、コミュニティＥＭＳ２０は、蓄電池２１５が水素を用いて燃料電池２１６で発電した電気を蓄電可能な範囲内で、水素の消費量の上限値を設定してよい。また、コミュニティＥＭＳ２０は、水素を用いて燃料電池２１６で発電した電力の単価が、第１の電力系統４１から購入可能な電力の単価を下回るように、消費する水素の単価の上限値を設定してよい。上述の他、コミュニティＥＭＳ２０は、種々の条件に従って、消費する水素の量と単価の制約条件を設定することができる。

コミュニティＥＭＳ２０は、エネルギー運用計画部２０２において、ステップＳ１０３で設定した条件の下で、一定期間の電力運用の最適化計算を行う（ステップＳ１０４）。一定期間は、現在を起点として、一年間、一カ月間、一週間、及び、一日間等の種々の期間を含んでよい。すなわち、コミュニティＥＭＳ２０は、年単位の長期、月単位の中期、及び、日単位の短期でそれぞれ最適化計算を行ってよい。コミュニティＥＭＳ２０は、長期の最適化計算を行う場合、第１の電力系統４１との契約内容の変更を含めて最適化を行ってよい。コミュニティＥＭＳ２０は、短期の最適化計算を行う場合、第１の電力系統４１との間で契約している系統電力の価格及び購入条件を前提として、最適化計算を行ってよい。

コミュニティＥＭＳ２０は、種々の変数を最適化の目的とすることができる。例えば、コミュニティＥＭＳ２０は、コミュニティに電力を供給する電力事業の全てのコストの合計を最小化することを、最適化の目的としてよい。電力事業の全てのコストは、水素を含む発電に係る燃料の費用、系統電力の購入費用、他社の保有するエネルギー資源２１からの電力購入費用、並びに、エネルギー資源２１を自ら保有する場合その建設、保守及び運営費用等の全ての費用を含む。

最適化の目的は、電力事業のコストを最小化することに限られない。例えば、コミュニティＥＭＳ２０は、ステップＳ１０３で電力事業の全てのコストの合計を所定の金額以下にすることを制約条件とし、ステップＳ１０４でＣＯ_２フリー電力比率を最大化することを目的として設定してもよい。

最適化計算の結果、コミュニティＥＭＳ２０は、各電源を何時どの割合で使用してどの程度の電力を供給するかを示す、エネルギー運用計画を決定する。各電源には、火力発電設備１１１、ＣＯ_２フリー発電設備２１２、蓄電池２１５、燃料電池２１６、及び、第１の電力系統４１が含まれる。エネルギー運用計画は、必要に応じて、電気自動車２１４への充電抑制及び熱源機器２１３への電力供給の抑制の計画を含む。より短期のエネルギー運用計画により、過去に設定されたより長期のエネルギー運用計画の少なくとも一部が見直されてよい。

ステップＳ１０４の最適化計算において、水素ステーション３１から購入する水素の単価及び購入可能な量等の条件が未確定であるため、エネルギー運用計画は水素の購入条件を変数として決定されてよい。

コミュニティＥＭＳ２０は、ステップＳ１０４で決定したエネルギー運用計画に基づいて、水素消費計画のマトリクスを定める（ステップＳ１０５）。水素消費計画のマトリクスは、第１情報である。水素消費計画のマトリクスは、少なくとも、コミュニティＥＭＳ２０が購入する水素の購入量、購入時期及び購入単価の３変数を要素として含むマトリクス形式のデータである。それぞれの要素のデータは、単一の値ではなく幅を有してよい。水素消費計画のマトリクスは、コミュニティＥＭＳ２０が、水素を購入するための条件を示す。コミュニティＥＭＳ２０は、決定した水素消費計画のマトリクスを情報処理装置１０に送信する。

次に、水素ステーションＥＭＳ３０におけるステップＳ２０１～Ｓ２０５の処理について説明する。ステップＳ２０１～Ｓ２０５の処理は、コミュニティＥＭＳ２０におけるステップＳ１０１～Ｓ１０５の処理とは独立に実行されてよい。

まず、水素ステーションＥＭＳ３０は、各種のデータを取得する（ステップＳ２０１）。水素ステーションＥＭＳ３０が取得するデータは、気温及び天候等の気象情報、多数の燃料電池車３２１の運行予測データ、過去の電力の市場価格のデータ、並びに、水素ステーション３１の設備の運転実績及び保守計画等を含む。燃料電池車３２１の運行予測データは、ＦＣＶ運行予測部３０１が、登録された燃料電池車３２１の運行予定、並びに、天候、日付及び曜日等から予測してよい。

水素ステーションＥＭＳ３０は、ステップＳ２０１で取得したデータを基に各種の予測を行う（ステップＳ２０２）。まず、水素ステーションＥＭＳ３０は、ＦＣＶ水素需要予測部３０２において、燃料電池車３２１による水素需要を予測する。また、水素ステーションＥＭＳ３０は、ＰＶ発電予測部３０３において、水素ステーション３１のＣＯ_２フリー発電設備３１５による電力の発電量を予測する。さらに、水素ステーションＥＭＳ３０は、所定の期間における第２の電力系統４２から購入できる電力の市場価格を予測する。

水素ステーションＥＭＳ３０は、水素製造計画部３０４において、ステップＳ２０２で行った予測に基づいて、供給可能な水素の量と単価の制約条件を設定する（ステップＳ２０３）。例えば、水素ステーションＥＭＳ３０は、水素ステーション３１のＣＯ_２フリー発電設備２１２で製造する水素に余剰が発生すると推定される場合、余剰分の水素並びに蓄圧器３１３及びバッファタンク３３１に貯蔵されている水素の合計を、販売可能な水素の上限値として設定してよい。

また、水素ステーションＥＭＳ３０は、水素ステーション３１の建設、運用及び保守等に係る全ての費用に基づいて、供給する水素の単価の下限値を設定してよい。水素ステーションＥＭＳ３０は、上述の全ての費用から算出される単位量当たりの水素の製造コストに、目標の利益率の利益を上乗せして、水素の単価の下限値を設定してよい。上述の他、水素ステーションＥＭＳ３０は、種々の条件に従って、提供する水素量と水素の単価の制約条件を設定することができる。

水素ステーションＥＭＳ３０は、水素製造計画部３０４において、ステップＳ２０３で設定した条件の下で、一定期間の水素ステーション３１の水素製造の最適化計算を行う（ステップＳ２０４）。一定期間は、コミュニティＥＭＳ２０におけるステップＳ１０４で最適化計算を行った期間と同様の期間である。水素ステーションＥＭＳ３０は、種々の変数を最適化の目的とすることができる。例えば、水素ステーションＥＭＳ３０は、水素ステーションＥＭＳ３０の建設から廃棄までの全ての期間を合計した水素販売による利益を最大にすることを最適化の目的としてよい。

最適化の目的は、水素ステーション３１の水素販売による利益の最大化に限られない。水素ステーションＥＭＳ３０は、種々の変数を最適化の目的とすることができる。例えば、水素ステーションＥＭＳ３０は、水素ステーション３１の稼働率を最大化することを最適化の目的としてよい。

最適化計算の結果、水素ステーションＥＭＳ３０は、水素製造計画を決定する。水素製造計画は、ＣＯ_２フリー発電設備２１２からのＣＯ_２フリー電力と、第２の電力系統４２から供給される電力とを、何時どの割合で使用して水素を製造するかを示す情報を含む。

ステップＳ２０４の最適化計算において、コミュニティのエネルギー資源２１に供給する水素の供給量及び単価の条件が未確定であるため、水素製造計画は水素の供給条件を変数として決定されてよい。例えば、水素の供給量が大きく及び供給単価が高ければ、水素ステーション３１は、使用する電力の原価が高くても水素を大量に製造することができる。水素の供給量が大きいが、供給単価が低い場合、水素ステーション３１は、価格に見合った原価の電力を用いて水素を製造するので、水素を少量しか製造できないことがある。

水素ステーションＥＭＳ３０は、ステップＳ２０４で決定した水素製造計画に基づいて、燃料電池２１６における水素供給計画のマトリクスを定める（ステップＳ２０５）。水素供給計画のマトリクスは、第２情報である。水素供給計画のマトリクスは、少なくとも、水素ステーションＥＭＳ３０が供給する水素の販売量、販売時期及び販売単価の３変数を要素として含むマトリクス形式のデータである。それぞれの要素のデータは、単一の値ではなく幅を有してよい。水素供給計画のマトリクスは、水素ステーションＥＭＳ３０が、水素を販売するための条件を示す。水素ステーションＥＭＳ３０は、決定した水素供給計画のマトリクスを、情報処理装置１０に送信する。

情報処理装置１０は、ステップＳ３０１において、コミュニティＥＭＳ２０から水素消費計画のマトリクス（第１情報）を取得する。また、情報処理装置１０は、ステップＳ３０１において、水素ステーションＥＭＳ３０から、水素供給計画のマトリクス（第２情報）を取得する。

情報処理装置１０は、コミュニティＥＭＳ２０から取得した水素消費計画と、水素ステーションＥＭＳ３０から取得した水素供給計画とを比較する。情報処理装置１０は、水素消費計画中の水素購入量及び水素購入単価と、水素供給計画中の水素販売量及び水素販売単価とが、少なくとも部分的に一致するか否かを判定する（ステップＳ３０２）。

水素消費計画中の水素購入量及び水素購入単価と、水素供給計画中の水素販売量及び水素販売単価とが一致した場合（ステップＳ３０２：Ｙｅｓ）、水素の供給量及び供給単価は一致した内容に決定される。水素の供給量及び供給単価は、供給予定時刻と共に変化する時系列のデータとして決定されてよい。情報処理装置１０は、決定した水素の供給量及び供給単価の情報を、コミュニティＥＭＳ２０及び水素ステーションＥＭＳ３０に送信する。

コミュニティＥＭＳ２０は、情報処理装置１０から水素の供給量を受信すると、水素の供給を受けて発電する燃料電池２１６による発電量を考慮し、必要に応じて第１の電力系統４１との電力購入契約の締結、変更を行う（ステップＳ１０６）。電力の購入契約には、スポット市場からの電力の購入契約を含む。コミュニティＥＭＳ２０は、燃料電池２１６による発電量が多くなった場合、割高な第１の電力系統４１からの電力購入を削減することができる。

また、コミュニティＥＭＳ２０は、燃料電池２１６による発電量を考慮して、各エネルギー資源２１に対して指令する運転計画を決定する（ステップＳ１０７）。運転計画は、火力発電設備２１１及びＣＯ_２フリー発電設備の稼働時間及び発電量、蓄電池２１５の時間帯ごとの蓄電量を含む。さらに、運転計画は、燃料電池２１６の発電量及び稼働時刻を含む。

一方、水素ステーションＥＭＳ３０は、情報処理装置１０から水素の供給量を受信すると、コミュニティのエネルギー資源２１に供給する水素量を考慮し、必要に応じて第２の電力系統４２との電力購入契約の締結又は変更を行う（ステップＳ２０６）。

また、水素ステーションＥＭＳ３０は、燃料電池車３２１等の水素需要者３２と、コミュニティに販売する水素の供給計画を決定する（ステップＳ２０７）。

情報処理装置１０におけるステップＳ３０２に戻り、水素消費計画中の水素購入量及び水素購入単価と、水素供給計画中の水素販売量及び水素販売単価とが一致しなかった場合（ステップＳ３０２：Ｎｏ）、情報処理装置１０は次のステップＳ３０３に進む。ステップＳ３０３において、情報処理装置１０は、数理計画法を用いて水素ステーション３１からエネルギー資源２１に供給する水素の供給量と水素単価の解を求める（ステップＳ３０３）。

水素消費計画のマトリクスと水素供給計画のマトリクスが離散値になっており、ステップＳ３０２で一致する解が無い場合、それぞれのマトリクスの離散値の間に解があるので、情報処理装置１０はこの解を線形計画法で探索してよい。

情報処理装置１０は、水素の供給が無い場合に比べ、コミュニティの電力の調達に係る費用を低減し、且つ、水素ステーション３０が製造する水素の販売に係る利益を増大させるように、水素の供給量、供給時期、及び、単価を算出する。水素の供給量及び単価は、単一の値ではなく、ある程度の幅を持った値とすることができる。

また、情報処理装置１０は、コミュニティＥＭＳ２０が第１の電力系統４１から購入する電力と、水素ステーションＥＭＳ３０が第２の電力系統４２から購入する電力との合計の購入費用を最小にするように、水素の供給量、供給時期及び供給単価を算出してよい。

さらに、情報処理装置１０は、水素ステーション３１から、エネルギー資源２１に対して水素を供給する水素供給ライン３３の水素供給能力を制約条件として、水素の供給量、供給時期、及び、単価を算出してよい。

上述の方法の他、情報処理装置１０は、種々の方法で水素の供給量及び供給単価を算出してよい。

情報処理装置１０は、ステップＳ３０３で決定した水素の供給量及び単価を推奨値としてコミュニティＥＭＳ２０及び水素ステーションＥＭＳに通知する（ステップＳ３０４）。コミュニティＥＭＳ２０は、受信した水素の供給量及び供給単価の推奨値に基づいて、ステップＳ１０３以降の処理を再度実行する。また、水素ステーションＥＭＳ３０は、受信した水素の供給量及び単価の推奨値に基づいて、ステップＳ２０３以降の処理を再度実行する。ステップＳ１０３及びＳ２０３において、コミュニティＥＭＳ２０から受信した水素の供給量及び供給単価の推奨値に、より近づけた制約条件が設定される。

以降において、コミュニティＥＭＳ２０のステップＳ１０３からＳ１０５、水素ステーションＥＭＳ３０のステップＳ２０３からＳ２０５、及び、情報処理装置１０のステップＳ３０１からＳ３０４の処理が繰り返される。処理を繰り返すとともに、コミュニティＥＭＳ２０の水素消費計画中の水素購入量及び水素購入単価と、水素ステーションＥＭＳ３０の水素供給計画中の水素販売量と水素販売単価との差異が狭められる。これにより、繰り返し計算の後、ステップＳ３０２において水素の供給量と供給価格とが決定される。

なお、図８のフロー図において、所定回数の繰り返し計算後にステップ３０２で水素消費計画と水素供給計画とが一致しない場合、エネルギー取引システム１は処理を中止してよい。この場合、情報処理装置１０は、水素供給の取引が成立しなかったと判断してよい。

以上説明したように、本開示のエネルギー取引システム１では、情報処理装置１０が、コミュニティＥＭＳ２０の水素購入量と購入単価の計画値（第１情報）、及び、水素ステーションＥＭＳ３０の水素販売量と販売単価の計画値（第２情報）を取得する。情報処理装置１０は、第１情報及び第２情報を考慮して、水素ステーション３１からエネルギー資源２１に供給する水素の供給量及び供給単価を決定する。これにより、決定される水素の供給量及び供給価格は、コミュニティＥＭＳ２０及び水素ステーションＥＭＳ３０の状況が反映されたものとなる。このようにして、本開示の実施形態では、それぞれ独立して運営及び管理される水素ステーション３１からコミュニティのエネルギー資源２１への水素の供給量と供給単価とを調整することができる。その結果、エネルギーの有効利用が可能になる。

また、本開示によれば、ＣＯ_２フリー電力比率の目標値の達成などのコミュニティＥＭＳ２０に課された要件を満たしながら、電力供給に係るコストを低減することができる。これにより、コミュニティＥＭＳ２０は、コミュニティ内の電力需要者２２の脱炭素化の要求に応えながら、コミュニティ内の電力事業の収益性を高めることができる。

さらに、本開示のエネルギー取引システム１によれば、コミュニティのエネルギー資源２１の水素の需要と、水素ステーション３１の水素の供給とを調整する手段を設けた。これによって、水素ステーション３１の稼働率を向上させること、及び、使われずに廃棄される水素の量を低減することができる。その結果、水素ステーション３１の全体の収益性を高めることが可能になる。

なお、本発明は、上記実施の形態にのみ限定されるものではなく、幾多の変形または改変が可能である。例えば、各手段、各ステップ等に含まれる機能等は論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の手段またはステップ等を１つに組み合わせたり、あるいは分割したりすることが可能である。

例えば、第１のエネルギー管理システムは、都市又は地域などのコミュニティを管理対象の領域とするものとした。本発明の管理対象の領域は、コミュニティに限定されない。例えば、管理対象の領域は、複数の行政区域又は都市に跨ることもできる。また、管理対象の領域は、一つ又は複数の大型のビル及び施設が集まった再開発地域、又は、工業団地のような地域であってもよい。

上記実施形態では、単一のコミュニティと単一の水素ステーション３１との間で、水素の取引をしていた。しかし、水素の取引を行う第１のエネルギー管理システムと第２のエネルギー管理システムとは１対１でなくてもよい。第１のエネルギー管理システムと第２のエネルギー管理システムとの双方又は何れか一方は複数であってよい。情報処理装置は、一つ以上の第１のエネルギー管理システムと、一つ以上の第２のエネルギー管理システムとの間で、水素の供給量及び単価を決定する処理を行ってよい。

上記実施形態では、水素ステーション３１からコミュニティのエネルギー資源２１（燃料電池２１６）に対して、水素を水素供給ライン３３で輸送するものとした。しかし、水素は、パイプラインではなく、圧縮した状態で容器に収容して運搬用の車両により輸送してもよい。また、上記実施形態では、燃料電池を用いて水素から電力を生成するものとした。しかし、エネルギー資源２１は、水素を用いてエネルギーを発生させる他のエネルギー生成設備を含んでよい。他のエネルギー生成設備は、例えば、水素をガスタービン等で燃焼させて電気エネルギーを取り出す水素発電設備を含む。

本開示に含まれる方法は、プログラムによって実行することができる。例えば、図８に開示される情報処理装置１０が実行する手順は、情報処理装置１０の制御部１２に含まれるプロセッサがプログラムに従って実行することができる。そのようなプログラムは、非一時的なコンピュータ可読媒体において記憶されることが可能である。非一時的なコンピュータ可読媒体の例としては、ハードディスク、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリ、ＣＤ－ＲＯＭ、光記憶デバイス、磁気記憶デバイス等を含むが、これらに限定されない。

１ エネルギー取引システム
１０ 情報処理装置
１１ 通信部（第１取得部、第２取得部）
１２ 制御部
１３ 記憶部
２０ コミュニティＥＭＳ（第１のエネルギー管理システム）
２０１ 需要予測部
２０２ エネルギー運用計画部
２０３ 水素消費計画部
２０４ 電力取引部
２１ エネルギー資源
２１０ 電力網
２１１ 火力発電設備
２１２ ＣＯ_２フリー発電設備
２１３ 熱源機器
２１４ 電気自動車
２１５ 蓄電池
２１６ 燃料電池
２２ 電力需要者
２２１ 家庭
２２２ 企業
３０ 水素ステーションＥＭＳ（第２のエネルギー管理システム）
３１ 水素ステーション（水素製造設備）
３１１ 水素製造装置
３１２ 圧縮機
３１３ 蓄圧器
３１４ ディスペンサ
３１５ ＣＯ_２フリー発電設備
３２ 水素需要者
３２１ 燃料電池車
３２２ 水素容器
３３ 水素供給ライン
３３１ バッファタンク
３３２ 圧力調整装置
４１ 第１の電力系統
４２ 第２の電力系統

Claims (20)

1. 情報処理装置が実行するエネルギー取引方法であって、
   管理対象の領域のエネルギー資源を管理する第１のエネルギー管理システムから水素購入量と水素購入単価の計画値を含む第１情報を取得し、
   水素製造設備を管理する第２のエネルギー管理システムから水素販売量と水素販売単価の計画値を含む第２情報を取得し、
   前記第１情報及び前記第２情報に基づいて、前記水素製造設備から前記エネルギー資源に供給する水素の供給量及び単価を決定する
   エネルギー取引方法。
2. 前記第１情報は、水素の購入量、購入時期、及び、購入単価のそれぞれの計画値を要素として含むマトリクス形式のデータであり、前記第２情報は、水素の販売量、販売時期、及び、販売単価のそれぞれの計画値を要素として含むマトリクス形式のデータである、請求項１に記載のエネルギー取引方法。
3. 前記第１情報と前記第２情報とが一致する場合、該一致した内容で前記水素製造設備から前記管理対象の領域への水素の供給量、供給時期、及び、供給価格が決定される、請求項１または２に記載のエネルギー取引方法。
4. 前記水素の供給量を決定した後、前記第１のエネルギー管理システムが管理する前記エネルギー資源に含まれる燃料電池であって、前記水素の供給を受けて発電する燃料電池の発電量及び稼働時刻を含む運転計画を作成し、前記第１のエネルギー管理システムに送信する、請求項１から３の何れか一項に記載のエネルギー取引方法。
5. 前記第１情報と前記第２情報とが一致しない場合、前記水素の供給量、供給時期、及び、単価の推奨値を決定し、前記第１のエネルギー管理システム及び前記第２のエネルギー管理システムに、前記決定した前記推奨値を送信し、前記第１のエネルギー管理システムから更新された前記第１情報を取得し、前記第２のエネルギー管理システムから更新された前記第２情報を取得する、請求項１から４の何れか一項に記載のエネルギー取引方法。
6. 前記第１のエネルギー管理システムは、前記管理対象の領域に供給する電力の少なくとも一部を第１の電力系統から購入するように構成され、前記第２のエネルギー管理システムは、前記水素製造設備に供給する電力の少なくとも一部を第２の電力系統から購入するように構成され、前記情報処理装置は、所定期間の前記第１の電力系統及び前記第２の電力系統からの電力の合計の購入費用を最小にするように、前記水素の前記供給量、前記供給時期及び前記単価を決定する、請求項５に記載のエネルギー取引方法。
7. 前記管理対象の領域に供給する電力の調達に係る費用を低減し、且つ、前記水素製造設備が製造する水素の販売に係る利益を増大させるように、前記水素の前記供給量、前記供給時期、及び、前記単価の前記推奨値を決定する、請求項５に記載のエネルギー取引方法。
8. 前記第２のエネルギー管理システムが管理する前記水素製造設備から、前記第１のエネルギー管理システムの前記管理対象の領域の前記エネルギー資源に対して水素を供給する水素供給ラインの水素供給能力を制約条件として、前記水素の前記供給量、前記供給時期、及び、前記単価の前記推奨値を決定する、請求項５に記載のエネルギー取引方法。
9. 管理対象の領域のエネルギー資源を管理する第１のエネルギー管理システムから水素購入量と水素購入単価の計画値を含む第１情報を取得する第１取得部と、
   水素製造設備を管理する第２のエネルギー管理システムから水素販売量と水素販売単価の計画値を含む第２情報を取得する第２取得部と、
   前記第１情報及び前記第２情報に基づいて、前記水素製造設備から前記エネルギー資源に供給する水素の供給量を決定する制御部と
   を備える情報処理装置。
10. 前記第１情報は、水素の購入量、購入時期、及び、購入単価のそれぞれの計画値を要素として含むマトリクス形式のデータであり、前記第２情報は、水素の販売量、販売時期、及び、販売単価のそれぞれの計画値を要素として含むマトリクス形式のデータである、請求項９に記載の情報処理装置。
11. 前記制御部は、前記第１情報と前記第２情報とが一致する場合、該一致した内容で前記水素製造設備から前記管理対象の領域への水素の供給量、供給時期、及び、供給価格を決定する、請求項９または１０に記載の情報処理装置。
12. 前記制御部は、前記水素の供給量を決定した後、前記第１のエネルギー管理システムが管理する前記エネルギー資源に含まれる燃料電池であって、前記水素の供給を受けて発電する燃料電池の発電量及び稼働時刻を含む運転計画を作成し、前記第１のエネルギー管理システムに送信する、請求項９から１１の何れか一項に記載の情報処理装置。
13. 前記制御部は、前記第１情報と前記第２情報とが一致しない場合、前記水素の供給量、供給時期、及び、単価の推奨値を決定し、前記第１のエネルギー管理システム及び前記第２のエネルギー管理システムに、前記決定した前記推奨値を送信し、前記第１のエネルギー管理システムから更新された前記第１情報を取得し、前記第２のエネルギー管理システムから更新された前記第２情報を取得する、請求項９から１２の何れか一項に記載の情報処理装置。
14. 前記第１のエネルギー管理システムは、前記管理対象の領域に供給する電力の少なくとも一部を第１の電力系統から購入するように構成され、前記第２のエネルギー管理システムは、前記水素製造設備に供給する電力の少なくとも一部を第２の電力系統から購入するように構成され、前記制御部は、所定期間の前記第１の電力系統及び前記第２の電力系統からの電力の合計の購入費用を最小にするように、前記水素の前記供給量、前記供給時期及び前記単価を決定する、請求項１３に記載の情報処理装置。
15. 前記制御部は、前記管理対象の領域に供給する電力の調達に係る費用を低減し、且つ、前記水素製造設備が製造する水素の販売に係る利益を増大させるように、前記水素の前記供給量、前記供給時期、及び、前記単価の前記推奨値を決定する、請求項１３に記載の情報処理装置。
16. 前記制御部は、前記第２のエネルギー管理システムが管理する前記水素製造設備から、前記第１のエネルギー管理システムの前記管理対象の領域の前記エネルギー資源に対して水素を供給する水素供給ラインの水素供給能力を制約条件として、前記水素の前記供給量、前記供給時期、及び、前記単価の前記推奨値を決定する、請求項１３に記載の情報処理装置。
17. 情報処理装置と、
    管理対象の領域のエネルギー資源を管理する第１のエネルギー管理システムであって、水素購入量と水素購入単価の計画値を含む第１情報を前記情報処理装置に送信する第１のエネルギー管理システムと、
    水素製造設備を管理する第２のエネルギー管理システムであって、水素販売量と水素販売単価の計画値を含む第２情報を前記情報処理装置に送信する第２のエネルギー管理システムと
    を備え、
    前記情報処理装置は、前記第１情報及び前記第２情報に基づいて、前記水素製造設備から前記エネルギー資源に供給する水素の供給量を決定する
    エネルギー取引システム。
18. 前記第１情報は、水素の購入量、購入時期、及び、購入単価のそれぞれの計画値を要素として含むマトリクス形式のデータであり、前記第２情報は、水素の販売量、販売時期、及び、販売単価のそれぞれの計画値を要素として含むマトリクス形式のデータである、請求項１７に記載のエネルギー取引システム。
19. 前記情報処理装置は、第１情報と前記第２情報とが一致する場合、該一致した内容で前記水素製造設備から前記管理対象の領域への水素の供給量、供給時期、及び、供給価格が決定される、請求項１７または１８に記載のエネルギー取引システム。
20. 前記情報処理装置は、前記水素の供給量を決定した後、前記第１のエネルギー管理システムが管理する前記エネルギー資源に含まれる燃料電池であって、前記水素の供給を受けて発電する燃料電池の発電量及び稼働時刻を含む運転計画を作成し、前記第１のエネルギー管理システムに送信する、請求項１７から１９の何れか一項に記載のエネルギー取引システム。

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