小規模コミュニティに適したエネルギーミックス

公開日: 2020年1月23日 / 更新日: 2020年8月17日 – 著者: Konrad Wolfenstein

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自治体のエネルギー転換のためのフラウンホーファーツール

© Fraunhofer IOSB-AST/Martin Käßler

太陽エネルギー、地熱エネルギー、あるいは太陽光発電 ― どのエネルギー供給形態が地域社会にとって最適なのでしょうか？小規模自治体の代表者は膨大な情報に直面しており、それが既存の不確実性をさらに悪化させることも少なくありません。フラウンホーファーの新しいオンラインツールは、この複雑な状況を明らかにし、利用可能な資金調達の機会を含め、個別に最適なエネルギーミックスを決定します。.

© オープンデータ テューリンゲン | virtualcitySYSTEMS GmbH |レイアウト: Daniel Cebulla (JENA-GEOS®-Ingenieurbüro GmbH)

ノイマルク市（人口486人）の暖房需要を100m×100mのグリッド上に可視化しました。濃い色は暖房需要が高いことを示しています。結果は建物構造に基づいて推定されました。.

エネルギー転換の時が近づいています。しかし、小規模コミュニティの代表者たちは、この転換が自分たちにとってどのようなものになるのか、しばしば確信が持てません。太陽エネルギー、太陽光発電、それとも地熱エネルギーでしょうか？どれが理にかなっていて、これらの技術はコミュニティのエネルギー供給にどの程度貢献できるのでしょうか？補助金の可能性はどうでしょうか？

ソフトウェアツールはニーズと可能性を分析します

ここで、フラウンホーファー光電子工学・システム技術・画像処理研究所（IOSB）の応用システム技術部門ASTのツールが活躍します。このツールは、「エネルギー技術と経済モデリングmodTRAIL」プロジェクトの研究者によって開発されました。「私たちのソフトウェアにより、小規模自治体の市長は、エネルギー転換分野における技術的可能性と、それに応じた資金調達の機会を、それぞれの自治体に合わせて学ぶことができます」と、フラウンホーファーIOBS-ASTの科学者であるリアン・ルブラック氏は述べています。「熱と電気はすべて再生可能エネルギー源から発電する必要はありません。むしろ、このツールは従来型発電設備と再生可能エネルギー発電設備を組み合わせたエネルギーミックスを活用しています。」

テューリンゲン州にある人口1万人未満の4つのパイロット自治体（カーラ、ヴェルター、ノイマルク、グローソブリンゲン）では、研究者らが既にこのツールをテストしています。これらの自治体の意思決定者にとって、このツールは次のようなプロセスで機能します。まず自治体名を入力すると、その町の電力と熱需要に関する詳細な情報が表示されます。次に、将来の電力と熱供給に関する希望を指定します。どの技術を活用し、どの技術を除外するかを指定します。太陽光や風力エネルギー、電力・蓄熱、石油・ガス凝縮ボイラー、空気熱源ヒートポンプ、地熱ヒートポンプなど、さまざまな選択肢が用意されています。このツールは、他の要因に関する希望も尋ねます。CO2排出量の最小化が優先事項ですか、それともエネルギー調達コストが優先されますか？その結果、市長やその他の意思決定者は、指定された目標を達成するためのエネルギーと設備の組み合わせ（例えば、太陽光発電システム、電力・熱貯蔵、熱電併給発電所など）に関する情報を受け取ります。この情報には、設置および運用にかかるコスト、エネルギー調達コスト、CO2排出量、資金調達の機会も含まれます。.

「このツールによって、小規模自治体の市長たちに再生可能エネルギーが自治体にもたらす可能性を示し、その実現に向けて動き出したいと考えています」とルブラック氏は説明する。フラウンホーファーIOSB-ASTの研究者たちは、家庭向けの標準負荷プロファイルと、ドイツ気象庁（DWD）が提供する再生可能エネルギー源の時系列データ（この場合はエアフルト＝ヴァイマール近郊のテューリンゲン州気象観測所のデータ）をこのツールのベースとして利用した。テューリンゲン州の人口1万人未満の自治体に必要なデータは既にシステムに保存されている。しかし、このツールは対応するデータがあれば、ドイツの他の州でも利用できる。.

参入障壁を乗り越える

この最適化モデルは、共同プロジェクトTRAILのオンラインソフトウェアにモジュールとして統合されます。共同プロジェクト「農村地域における変革（TRAIL）」の具体的な目標は、多数の小規模自治体が効率的なエネルギー供給の問題に積極的に取り組むよう促す、使いやすいツールを提供することです。特に、人員と財源の制約という初期の参入障壁を克服することを目指しています。オンラインソフトウェアツールは、主に公開されているGISデータ、国勢調査データ、その他の既存データベースに基づいて開発され、自治体における電力と熱の消費に関する初期データを生成し、今後の対策に関する推奨事項を提示します。.

© Fraunhofer IOSB-AST/Martin Käßler

革新的なオンラインツールTRAILstarterは、参加自治体が地域のエネルギー転換に向けた対策を策定することを可能にします: www.trail-energie.de

© Fraunhofer IOSB-AST/Martin Käßler

太陽エネルギー、地熱エネルギー、あるいは太陽光発電 ― どのエネルギー供給形態が地域社会にとって最適なのでしょうか？小規模コミュニティの代表者は膨大な情報に直面しており、多くの場合、既存の不確実性をさらに増大させています。フラウンホーファーの革新的なオンラインツールは、このジャングルに光を当て、資金調達オプションを含め、各個人にとって最適なエネルギーミックスを特定しています。.

© オープンデータ テューリンゲン | virtualcitySYSTEMS GmbH |レイアウト: Daniel Cebulla (JENA-GEOS®-Ingenieurbüro GmbH)

ノイマルク地区（住民486人）の熱需要を100×100mのグリッドで可視化しました。濃い色は熱需要が高いことを示しています。結果は建物の構造に基づいて推定されました。.

エネルギー転換は間近に迫っています。しかし、小規模コミュニティの代表者たちは、自分たちにとってそれが具体的にどのようなものになるのか、しばしば疑問を抱いています。太陽エネルギー、太陽光発電、それとも地熱エネルギーでしょうか？これらの技術は、どのような点で理にかなっており、コミュニティのエネルギー供給にどの程度貢献できるのでしょうか？補助金の可能性はどうでしょうか？

ソフトウェアツールはニーズと可能性を分析します

ここで、フラウンホーファー光電子工学・システム工学・画像活用研究所（IOBS）の応用システム技術部門ASTが、「modTRAILエネルギー技術・経済モデリング」プロジェクトで開発したツールが役立ちます。「当社のソフトウェアを使えば、小規模自治体の市長はエネルギーシステム変革における技術的可能性とそれに伴う補助金について自ら情報を得ることができます。しかも、この情報は自治体ごとに個別にカスタマイズされます」と、フラウンホーファーIOBS-ASTの科学者であるリアン・ルブラック氏は述べています。「熱と電気は100%再生可能エネルギーで発電する必要はありませんが、このツールは従来型発電所と再生可能エネルギー発電所のエネルギーミックスに焦点を当てています。」.

研究者たちは既に、テューリンゲン州にある人口1万人未満の4つのモデルコミュニティ、具体的にはカーラ、ヴェルター、ノイマルク、グローソーバーレンでこのツールのテストを行っています。自治体の意思決定者にとって、状況は以下のとおりです。まず自治体名を入力すると、その町の電力と熱の需要に関するより詳細な情報が表示されます。次に、将来の電力と熱の供給に関する希望を入力します。どの技術を活用したいですか、どの技術は利用したくないですか？太陽光や風力エネルギー、蓄電・蓄熱、石油・ガス凝縮ボイラー、空気熱ポンプ、地熱ヒートポンプなど、多数の選択肢から選択できます。このツールは、他の要素に関する質問も受け付けます。CO2排出量の最小化に重点を置くのか、それともエネルギー購入コストに重点を置くのか？その結果、市長やその他の意思決定者は、指定された目標を達成するためのエネルギーと設備の組み合わせ（例えば、太陽光発電システム、蓄電・蓄熱、熱電併給発電所など）に関する情報を得ることができます。情報には、設置および運用にかかるコスト、エネルギー調達コスト、CO2排出量、補助金の可能性なども含まれます。.

「このツールによって、小規模自治体の市長たちに再生可能エネルギー源が地域社会にもたらす可能性を示し、その実現に向けて動き出したいと考えています」とルブラック氏は説明する。フラウンホーファーIOSB-ASTの研究者たちは、このツールの基本データとして、家庭の標準負荷プロファイルと、ドイツ気象局（この場合はエアフルト＝ヴァイマール近郊のテューリンゲン州気象観測所）が保管する再生可能エネルギー源の時系列データを使用しました。テューリンゲン州の人口1万人未満の自治体については、必要なデータは既にシステムに保存されています。しかし、このツールはドイツの他の州の対応するデータと組み合わせて使用​​することも可能です。.

参入障壁の克服

この最適化モデルは、共同プロジェクトTRAILのオンラインソフトウェアにコンポーネント（モジュール）として統合される予定です。共同プロジェクト「農村地域における変革（TRAIL）」の具体的な目標は、多数の小規模コミュニティが効率的なエネルギー供給の問題に集中的に取り組むよう促す、使いやすいツールを提供することです。特に、このプロジェクトは、人的資源と資金資源の不足に起因する参入障壁を克服することを目指しています。開発されるオンラインソフトウェアツールは、主に公開されているGISデータ、国勢調査データ、その他の既存データベースを利用し、自治体における電力と熱の消費に関する初期報告書を作成し、今後の対策に関する提言を行います。.

© Fraunhofer IOSB-AST/Martin Käßler

革新的なオンラインツールTRAILstarterを使用することで、参加自治体は地域のエネルギーシステム変革のための対策を導き出すことができます: www.trail-energie.de