(57)【要約】【課題】地域にあるエネルギー資源の利活用に関して、専門家だけでなく、一般の人の参加を含めた、多様な利活用方法の提案を、比較検討するためのツールを提供する。【解決方法】エネルギー資源に関するデータベースと、エネルギー資源を処理する施設および処理技術のデータを組合せて、ネットワークを介して、ユーザーが接続可能なサーバに、ユーザーが処理シナリオを提供し、そのシナリオに基づく、シミュレーションを行いエネルギー資源処理のための物質・エネルギー収支計算を行うシステムを構築すれば、多くの人々の提案から、将来の地域のエネルギー資源処理方法を検討できる。【選択図】図２
2007108874.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地域にあるエネルギー資源とその利活用をテーマとしたシステムであって、
サーバ内には、少なくとも、地理情報データベース、エネルギー資源データベース、エネルギー資源処理施設および処理技術情報のデータベースが構築され、前記データベースを基に構築したモデル画面が用意されたサーバに、ユーザーの端末装置がインターネットワークを介して接続する手段と、
前記サーバに接続したユーザーが、前記モデル画面に条件を入力して、エネルギー資源処理のシナリオを作成し、サーバーにシミュレーションの実行命令を送信する手段、
前記サーバが受信した前記シナリオに基づくシミュレーションを実行し、前記エネルギー資源処理で消費したエネルギー、および、その処理によって発生したエネルギーの差より、物質・エネルギー収支計算を行う演算手段、
地域のエネルギー資源処理データの実際の処理、および、前記シナリオに基づくシミュレーションでの物質・エネルギー収支計算データを保管する記憶手段、
および、
前記シナリオに基づくシミュレーションでの物質・エネルギー収支計算結果を、前記ユーザーからの実行命令に基づき、前記記憶部に保管されている、実際の処理や、異なる処理シナリオに基づくシミュレーションでの物質・エネルギー収支計算結果のデータを読み込み、比較表示する手段、
を含むことを特徴とする、地域にある資源の利活用を吟味するためのシミュレーションシステム。
【請求項２】
ユーザーが接続したモデル画面では、まず地域を選択し、その導入画面より、
１．ユーザーが、地域フロー、エネルギー資源振り分けフロー、地域のエネルギー処理施設および処理技術フローに変更条件を入力するためのモデル画面、
２．前記モデル画面と連動した、処理のフローを表示したモデル画面、
３．前記の地域のエネルギー処理施設を地図上に表示したモデル画面
の内、少なくとも１種類のモデル画面に接続し、前記エネルギー資源処理のシナリオの作成が可能である、請求項１に記載の、地域資源の利活用を吟味するためのシミュレーションシステム。
【請求項３】
ユーザーが作成したエネルギー資源処理シナリオの妥当性を判断し、妥当な場合はエネルギー収支を行い、前記処理シナリオでの物質・エネルギー収支計算結果より、エネルギー資源処理の利活用を、少なくとも、経済性や環境負荷の視点から評価することが可能な、請求項１に記載の、地域資源の利活用を吟味するためのシミュレーションシステム。
【請求項４】
前記地理情報データベースにおいて、少なくとも、全国の市区町村別の人口、所帯数、資源の量および質、資源処理施設の処理能力を含む数値データベースが、少なくとも、資源処理施設、資源の分布位置情報として地図上に表現されている、請求項１に記載の、地域資源の利活用を吟味するためのシミュレーションシステム。
【請求項５】
前記エネルギー資源データデータベースにおいては、少なくとも、家庭および事業活動から発生する全ての廃棄物、バイオマス、汚泥、および、地域内に保有する未利用エネルギー資源別の発生量の実績および／または見込みのデータを含む、請求項１に記載の、地域資源の利活用を吟味するためのシミュレーションシステム。
【請求項６】
前記未利用エネルギーは、未利用の動植物に由来する有機物資源、風力、水資源や温度差を利用した自然エネルギー、及び、工場や焼却施設が発生する排熱を含む、請求項５に記載の、地域資源の利活用を吟味するためのシミュレーションシステム。
【請求項７】
前記エネルギー資源処理施設、および、処理技術データベースは、既存の資源集積場、資源焼却場、火力発電所、下水道処理場及び、資源を焼却可能な設備を保有する工場および、計画中の施設や、検討中の処理施設の処理設備および処理能力に関する技術データを含む、請求項１に記載の、地域資源の利活用を吟味するためのシミュレーションシステム。
【請求項８】
前記ユーザーは、一般市民、企業、行政担当者、学識経験者及び機器メーカーを含み、ユーザーの種別による利用機能の制限を受け、前記データベースより、行政地区、処理施設、前記処理施設が保有する処理装置、未利用エネルギー利用施設のデータ、および資源の種類、量、発生日から許可された選択可能な画面を、ユーザー端末画面に読込むことが可能である、請求項１に記載の、地域資源の利活用を吟味するためのシミュレーションシステム。
【請求項９】
前記シミュレーションによる物質・エネルギー収支計算では、ユーザーの自由な発想で作成した処理シナリオより、あるいは、簡易処理シナリオより選択した処理シナリオにより、エネルギー資源処理施設および処理技術ごとの、エネルギー資源の処理に要するエネルギー消費量と、処理により発生する熱量、蒸気、排ガス、残渣の内の少なくとも１種類の発生量を計算し、あらかじめ記憶させてある実際の処理データにおけるエネルギー消費量および発生量との比較表示が可能である、請求項１に記載の、地域資源の利活用を吟味するためのシミュレーションシステム。
【請求項１０】
前記簡易処理シナリオは、あらかじめ用意したエネルギー資源の実施可能な複数の処理フローの中より選択する処理シナリオである、請求項９に記載の、地域資源の利活用を吟味するためのシミュレーションシステム。
【請求項１１】
前記実際の処理データが、地域別、年度別、エネルギー資源別より選ばれた項目で、物質・エネルギー収支の実績データとして保存されている、請求項９記載の、地域資源の利活用を吟味するためのシミュレーションシステム。
【請求項１２】
前記シミュレーションにおける、エネルギー資源処理施設および処理技術は、現状だけでなく、ユーザーの種別による制限を受けるが、計画中や導入可能性がある、あるいは、ユーザーが任意に設定・配置できるエネルギー資源処理施設および処理技術までを含む、請求項９に記載の、地域資源の利活用を吟味するためのシミュレーションシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地域にあるエネルギー資源の利活用に関して、物質・エネルギー収支のシミュレーションを行うことにより、専門家だけでなく、一般の人の参加を含めた、多様な利活用方法の提案を、比較検討するための場（プラットフォーム）となる、地域資源の利活用を吟味するシミュレーションシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
限られた資源の有効利用で循環型社会形成推進のため、ゴミの分別収集による、資源の回収、燃焼エネルギーの有効利用等の対策がなされている。
【０００３】
しかしそれらの試みでは、都市で排出されるエネルギー量、物質量等について一応の計算は行っているが、それぞれについて単独で計算を行っているため、現状の方法を変更したり、新しい技術の可能性を含めた、総合的な分析、評価を行うには手間がかかりすぎるだけでなく、数多くの計算に委ねるには、その内容が複雑になり総合的な分析・評価を行うことは現実的に難しかった。
【０００４】
そのため、廃棄物の排出量と各回収地点から各候補地までの輸送経路とから、各候補地までの廃棄物の輸送に関するコストと処理施設に関するコストを算出する手段を備え、廃棄物処理施設の計画や、中継施設を建設する場合における建設地を計画する廃棄物中継施設の計画を行うためのシステムが報告されている。（例えば、特許文献１、２参照）
【０００５】
また、地域内の種々の環境関連施設の運転を、設備コスト及び人的コスト、並びに環境負荷等を総合的に判断し、最適に運転することができるように管理し、排出物を排出する排出団体を評価する排出者環境ポイントを計算する機能を保有する、複数の環境関連施設を統合的に管理するコントロール・システムが知られている。（例えば、特許文献３参照）
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１６７９８０
【特許文献２】特開２００２−７３９１１
【特許文献３】再表０２／０３９３３８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、資源の利活用を検討するためには、多様な条件下での組合せや、複雑な計算が必要であり、例えば、処理を行政地域内だけで処理した場合、あるいは、地域外を含めて検討した場合、また、今後見込める、行政地域内でのバイオマスなど未利用のエネルギー資源の利活用や、あらたな処理可能施設、例えば、セメント工場など大型燃焼炉を所有する施設などの利活用、または、新規処理施設を行政地域内に建設した場合等の色々な条件でのモデルケースの立案が必要であり、さらに、そのような条件下でのエネルギー収支シミュレーション計算を行い、そのケーススタディーを基に、現状の資源の利活用についての数多くのシナリオを作成できるようなシステムはなかった。
【０００８】
そのため、資源の利活用に関心をもつ人々が、地域におけるエネルギー資源の処理の実態を知り、現状処理の方法を見直したり、将来の処理施設の配置や、あるいは、新しい処理技術の導入計画に参加することにより、地域の物質・エネルギー収支がどのように変化するのかを、あらゆる角度からシミュレーションして、エネルギーの収支が計算できるような、循環型地域システム創造を行うような方法が求められていた。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者等は、エネルギー資源に関するデータベースと、エネルギー資源を処理する施設および処理技術のデータを組合せ、サーバに構築したシミュレーションシステムを介して、エネルギー資源の処理に関心のある人々がインターネットを介してエネルギー資源処理の提案をすることで、地域におけるエネルギー資源の処理方法のシナリオを提案し、そのシナリオでのエネルギー資源処理に要するエネルギーの消費量と、エネルギー資源を処理することによって発生するエネルギーとの差を、資源・エネルギー収支のシミュレーション計算で求めることができれば、地域におけるエネルギー資源の利活用を検討する場（プラットフォーム）が提供できる事になり、多くの人々の意見が反映されるのではないかと考えた。
【００１０】
本発明は、地域にあるエネルギー資源とその利活用をテーマとしたシステムであって、
サーバ内には、少なくとも、地理情報データベース、エネルギー資源データベース、エネルギー資源処理施設および処理技術情報のデータベースが構築され、前記データベースを基に構築したモデル画面が用意されたサーバに、ユーザーの端末装置がインターネットワークを介して接続する手段と、
前記サーバに接続したユーザーが、前記モデル画面に条件を入力して、エネルギー資源処理のシナリオを作成し、サーバーにシミュレーションの実行命令を送信する手段、
前記サーバが受信した前記シナリオに基づくシミュレーションを実行し、前記エネルギー資源処理で消費したエネルギー、および、その処理によって発生したエネルギーの差より、物質・エネルギー収支計算を行う演算手段、
地域のエネルギー資源処理データの実際の処理、および、前記シナリオに基づくシミュレーションでの物質・エネルギー収支計算データを保管する記憶手段、
および、
前記シナリオに基づくシミュレーションでの物質・エネルギー収支計算結果を、前記ユーザーからの実行命令に基づき、前記記憶部に保管されている、実際の処理や、異なる処理シナリオに基づくシミュレーションでの物質・エネルギー収支計算結果のデータを読み込み、比較表示する手段、
を含むことを特徴とする、地域にある資源の利活用を吟味するためのシミュレーションシステムである。
【００１１】
前記ユーザーが接続したモデル画面では、まず地域を選択し、その導入画面より、
１．ユーザーが、地域フロー、エネルギー資源振り分けフロー、地域のエネルギー処理施設および処理技術フローに変更条件を入力するためのモデル画面、
２．前記モデル画面と連動した、処理のフローを表示したモデル画面、
３．前記の地域のエネルギー処理施設を地図上に表示したモデル画面
の内、少なくとも１種類のモデル画面に接続し、前記エネルギー資源処理のシナリオの作成が可能である。
【００１２】
前記ユーザーが作成したエネルギー資源処理シナリオの妥当性を判断し、妥当な場合はエネルギー収支を行い、前記処理シナリオでの物質・エネルギー収支計算結果より、エネルギー資源処理の利活用を、少なくとも、経済性や環境負荷の視点から評価することが可能である。
【００１３】
前記地理情報データベースにおいて、少なくとも、全国の市区町村別の人口、所帯数、資源の量および質、資源処理施設の処理能力を含む数値データベースが、少なくとも、資源処理施設、資源の分布位置情報として地図上に表現されている。
【００１４】
前記エネルギー資源データデータベースにおいては、少なくとも、家庭および事業活動から発生する全ての廃棄物、バイオマス、汚泥、および、地域内に保有する未利用エネルギー資源別の発生量の実績および／または見込みのデータを含む。
【００１５】
前記未利用エネルギーは、未利用の動植物に由来する有機物資源、風力、水資源や温度差を利用した自然エネルギー、及び、工場や焼却施設が発生する排熱を含む。
【００１６】
前記エネルギー資源処理施設よび処理技術データベースは、既存の資源集積場、資源焼却場、火力発電所、下水道処理場及び、資源を焼却可能な設備を保有する工場および、計画中の施設や、検討中の処理施設の処理設備および処理能力に関する技術データを含む。
【００１７】
前記ユーザーは、一般市民、企業、行政担当者、学識経験者及び機器メーカーを含み、ユーザーの種別による利用機能の制限を受け、前記データベースより、行政地区、処理施設、前記処理施設が保有する処理装置、未利用エネルギー利用施設のデータ、および資源の種類、量、発生日から許可された選択可能な画面を、ユーザー端末画面に読込むことが可能である。
【００１８】
前記シミュレーションによる物質・エネルギー収支計算では、ユーザーの自由な発想で作成した処理シナリオより、あるいは、簡易処理シナリオより選択した処理シナリオにより、エネルギー資源処理施設および処理技術ごとの、エネルギー資源の処理に要するエネルギー消費量と、処理により発生する熱量、蒸気、排ガス、残渣の内の少なくとも１種類の発生量を計算し、あらかじめ記憶させてある実際の処理データにおけるエネルギー消費量および発生量との比較表示が可能である。
【００１９】
前記簡易処理シナリオは、あらかじめ用意したエネルギー資源の実施可能な複数の処理フローの中より選択する処理シナリオである。
【００２０】
前記実際の処理データが、地域別、年度別、エネルギー資源別より選ばれた項目で、物質・エネルギー収支の実績データとして保存されている。
【００２１】
前記シミュレーションにおける、エネルギー資源処理施設および処理技術は、現状だけでなく、ユーザーの種別による制限を受けるが、計画中や導入可能性がある、あるいは、ユーザーが任意に設定・配置できるエネルギー資源処理施設および処理技術までを含む。
【発明の効果】
【００２２】
エネルギー資源、地球環境等に関心をもつ人々が、地域のエネルギー資源処理の現状データを閲覧でき、このシミュレーションシステムを利用して、現状の処理方法を変更した新しい処理シナリオを作成し、そのシナリオに基づき、物質・エネルギー収支ミュレーションを行うことで、現状の処理のデータと比較することで、処理方法の見直しや、新しいエネルギー資源の活用法が見いだされ、地域のエネルギー資源処理を多彩な切り口から検討する場を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明者等は、地域におけるエネルギー資源の最適な利活用を計るためには、地域のエネルギー資源、処理施設、処理技術のデータを収集し、色々な角度よりエネルギー資源の処理シナリオ案を提出し、そのシナリオに基づくシミュレーションで、物質・エネルギー収支の計算を行い、現状の処理フローの改善や、将来におけるエネルギー資源の処理フローの最善の方策を提案し検討する場を設ける必要があると考えた。
【００２４】
数多くのエネルギー資源の利活用方法の提案を受ける場としては、エネルギー資源の利活用に関心を持つユーザーの誰でもが参加できるインターネットを使用し、ユーザー端末装置が接続する、サーバ窓口に情報・シミュレーション・プラットッフォームを設定し、エネルギー資源処理のシミュレーションを行うためのトップページを設け、ユーザーがこのトップページより、エネルギー資源の実際の処理を認識できる情報、実際と条件を変更した場合、あるいは、処理施設を新設した場合等の、現状の処理を変更した条件で、シミュレーションするための、条件を入力・設定するためのモデル画面を準備した。
【００２５】
そのため、エネルギー資源とその処理に関する、必要なデータを全て収集し、データベースを構築し、サーバ記憶部に保存する。まず、本発明で使用する地理情報データベースでは、全国の市町村ごとの地図情報、人口、世帯数、土地利用別面積、事業所数など、エネルギー資源の発生量を算定するために必要な指標のデータを毎年の統計値として保有する。
【００２６】
本発明で使用するエネルギー資源データベースでは、全国市町村の社会および経済に関する指標データ、エネルギー資源の発生量で、統計上得られ毎年公開されているエネルギー資源発生量、全国市町村の既存エネルギー資源処理施設（焼却施設、下水処理施設、発電所等）の所在位置と、処理施設の保有機器、資源処理能力に関するデータベースを保有する。また、このデータベースのシステム運営のため、システムの利用者を管理するために必要な情報を保有する。
【００２７】
また、エネルギー資源処理施設および処理技術データデータベースには、全国の市町村および処理施設に関しては、その場所に関する情報を座標値として保有する。これにより、各処理施設の場所を地図上に表現することができる。また、施設間の距離等を位置関係から求め、資源運搬距離を容易に求めることが可能である。資源の処理を行う処理施設には複数の処理設備が存在し、それぞれの処理設備はさらにそれぞれの機能を持つ複数の機器から構成されている。さまざまな機械が導入されている資源処理施設について、データベースは場所データ、距離データ、設備データ、機器データ等の複数の階層から成りたっている。
【００２８】
ユーザー端末装置からの操作に関するユーザー・インターフェースに関しては、まず、利用者の種別と利用機能の制限が必要であり、システム管理者の他、研究目的での利用者から一時的に利用するゲストユーザーまで、システムの利用者を種別し、それぞれの利用者種別に応じてシステム内で利用可能な機能を制限する。
【００２９】
図１は、本発明の概略構成を示すブロック図であり、サーバ（１）に設定した情報・シミュレーション・プラットフフォーム（２）にユーザー端末装置（３）がインターネットを介して接続する。サーバ（１）内には、データベース（Ｄ）が構築され、このデータベースの保存データを利用して作成された、モデル画面（Ｍ）が用意されている。ユーザーは端末装置（３）より、モデル画面（Ｍ）を呼び出し、条件を設定し、処理シナリオ（Ｓ）を作成する。サーバ（１）内部では、作成された処理シナリオ（Ｓ）の妥当性を判断し、妥当であれば、演算部（Ｃ）でシミュレーション計算が行われ、物質・エネルギー収支データは記憶部（Ｒ）に一時保存される。前記保存された物質・エネッルギー収支データは、記憶部（Ｒ）が保管している、現状や過去のデータ、あるいは、以前検討した事があるデータとの比較表の形式で表示することが可能である。
【００３０】
図２のフロー図に基づき本発明のシミュレーションを説明すると、まず、ユーザーは接続したサーバ内に設定した情報・シミュレーション・プラットフォームのトップページより、地域選択（Ｓ−１）を行い地域を指定し、地域のエネルギー資源のシミュレーションのための条件設定を行うコックピットモデル画面（Ｓ−２）を呼び出す。ユーザーが処理シナリオを作成するには、コックピットモデル画面（Ｓ−２）より、まず現状の処理条件を基準にし、エネルギー資源、エネルギー資源処理施設および処理技術、およびエネルギー資源を候補施設への新たな振り分け設定を行うための、変更条件を入力するモデル画面（Ｓ−３）、処理フロー図から条件を入力する処理フローモデル画面（Ｓ−４）をあるいは、地図上に表示された施設アイコンをクリックして呼び出す施設のモデル画面に条件を入力する地図モデル画面（Ｓ−５）より、ユーザーが自由に入力画面を選択できるように、変更条件を入力するモデル画面（Ｓ−３）、処理フローモデル画面（Ｓ−４）および地図モデル画面（Ｓ−５）は連動している。
【００３１】
ユーザーが初心者の場合には、簡易処理シナリオ選択のモデル画面（Ｓ−５）を呼び出して、あらかじめ容易されている、簡易処理シナリオの中から処理シナリオを選択することも可能である。ユーザーが条件を入力して設定した、資源処理方式の振分け設定画面（Ｓ−７）で、処理シナリオが設定（Ｓ−８）される。その設定に基づき、シミュレーション計算（Ｓ−９）が行われが、設定の妥当性を判断し、妥当性が無い場合には、再度、設定をやり直すシステム設計とすることも可能である。シミュレーション計算を行って、出された計算結果は、結果表示・比較画面（Ｓ−１０）に物質・エネルギー収支表として表示される。前記表示された画面にはデータ記憶部（Ｓ−１１）に記憶された、処理施設での過去あるいは現状での物質・エネルギー収支データとの比較表示する形式で、あるいは、以前シミュレーションで計算し、データ記憶部（Ｓ−１１）に保存してある、同一のエネルギー資源の処理を、異なる処理シナリオで処理した場合の計算データと比較表示する形式など表示形式を選択することが可能である。
【００３２】
具体的なモデル画面の例を示すと、図３は導入画面のコックピット画面であり、この画面より、設置項目を選択し、条件を入力する。図４は、エネルギー資源の処理に選択する処理技術のフローを設定するモデル画面の例で、処理施設の処理目的で条件を入力する。図５は地域のエネルギー資源を処理施設への振分ける処理量を入力し、地域フローを設定するモデル画面である。図６は、現状を認識してから、エネルギー資源をどこの処理施設の処理技術に振分ける、エネルギー資源の振分け条件を入力するモデル画面である。図７のフロー図は、エネルギー資源、処理施設、２次資源の相関を結線して表示した処理フロー図である。これらの画面はリンクしているため、この図７からも変更条件を入力することが可能である。地図モデル画面は、図８のように、地図上に、地域のエネルギー資源が、市町村または、それらを細分した地域区画を単位として保管されており、地域の範囲や施設の位置を地図として画面に表示また地域に存在する処理施設の全てに対して、その場所が座標データとして与えられている。この地図画面で設定された地域や施設も上記画面と連動しており、地図を拡大し、施設にマウスポイントをあてクリックすることで、施設の設備および技術情報を表示させることも可能である。
【００３３】
ユーザーが初心者の場合は、図９に示したような簡易処理シナリオ選択画面よりあらかじめ用意した簡易処理シナリオを選択した後、条件の入力や処理フローのモデル画面より、エネルギー資源の処理方針を選択し、資源の振分けや条件等を入力し、物質・エネルギー収支シミュレーションを行うことができる。簡易処理シナリオは専門家が提案するエネルギー資源の可能な処理シナリオであり、ユーザーがあらかじめ、サーバ内に用意された簡易処理シナリオの画面に表示される複数の処理フローより選択が可能である。例として、図９に示した簡易処理シナリオのシナリオ３を選択すると、ごみの中の生活由来の厨芥類はディスポーザで処理し、それを下水に流す厨芥類下水処理を行い、下水処理場から発生する有機汚泥をメタン発酵施設で処理し、回収したメタンガスを下水道処理施設での燃料に用い、更に、水分量が少ない厨芥類以外の生活由来ごみを市外の発電施設に運搬しごみ発電に用いる処理シナリオを選択したことになる。
【００３４】
ユーザーが条件を入力して設定した、図２の資源、処理方式、振分け設定画面（Ｓ−７）の条件で設定した処理シナリオが理論的に可能なシナリオなら、サーバ演算部でのシミュレーション計算を行いことが可能であり、実際の物質・エネルギー収支シミュレーション結果との比較、あるいは、異なる処理シナリオについてので、物質・エネルギー収支シミュレーション結果との比較を表形式で表示することが可能である。
【００３５】
設定した処理シナリオが、物質・エネルギー収支シミュレーションの計算アルゴリズムに適さない場合は、条件の設定のやり直しで、設定の見直しを行い、処理シナリオを再度検討することも可能である。現状での物質・エネルギー収支シミュレーションでは、あらかじめサーバ制御部に用意した地域の選択、対象年度等の選択が可能であり、それらの条件を選択・指定することでシミュレーションの実行が可能である。
【００３６】
本発明では、地域に存在するエネルギー資源を、処理施設および処理技術別に配分することで、地域のエネルギー資源処理での物質・エネルギー収支のシミュレーション計算を行うことができる。その際、利用者は分析の対象としたい地域および年度を指定した後に、次の3とおりの方法から条件設定方法を選択し、エネルギー資源の処理方法を変化させ、物質・エネルギー収支のシミュレーションを行うことにより、地域社会形成の効果について定量的な比較を行うことができる。
【００３７】
すなわち、（１）実際に行われた、あるいは、行われている処理シナリオでの物質・エネルギー収支のシミュレーション計算、（２）専門家が検討し、あらかじめ用意された、簡易処理シナリオを選択し、専門家が作成した複数の可能性のある処理フローの中よりユーザーが選択した処理フローで行う物質・エネルギー収支のシミュレーション計算、（３）ユーザー自身がモデル画面にて、エネルギー資源の振分け、処理施設あるいは処理技術の詳細な条件を指定した上で行う物質・エネルギー収支のシミュレーション計算である。
【００３８】
さらに、資源の処理を行う処理施設には複数の処理設備が存在し、それぞれの処理設備はさらにそれぞれの機能を持つ複数の機器から構成されている。これらの設備や機器の処理技術の選択条件を変更しただけでも、その施設の処理能力は変化する。そのため、図１のサーバの演算部（C）では階層化された演算処理が必要となり、本発明では遷移行列による演算機能を採用し、さまざまな機械が導入されている資源処理施設について、階層的な条件設定が可能な演算処理が実現できた。また、遷移行列の形式を固定することで、今後起こりうる技術の多様化に対しても、同一条件のもとでの演算処理との比較が可能となる。
【００３９】
上記の演算処理においては、その施設に運び込まれるエネルギー資源および投入されるエネルギーを入力値とし、変換処理によって得られる物質およびエネルギー量を出力値とした。データ記憶部に保有している統計値等のデータベースについては、その出典に関する情報が同時に保有されており、また条件設定を含めて利用者の操作履歴を常に図１のサーバ記憶部（R）に記録することで、演算処理後に、計算過程で生まれた数値の根拠や履歴（系譜）の閲覧も可能である。
【００４０】
地域のエネルギー資源は、市町村または、それらを細分した地域区画を単位として格納されており、また地域に存在する処理施設の全てに対して、その場所が座標データとして与えられている。このことにより、図８の地図モデル画面に示すように、地域の範囲や施設の位置を地図上に画面に表示することで、利用者は資源の発生場所と施設位置の関係を確認しながら、それらを取捨選択することができる。
【００４１】
本発明のシミュレーション計算はどんなプロセスをも比較的簡単にモデル化でき、それらを改良したり、新たなプロセス要素を加えたり、削除できる必要がある。また、プロセスを施設レベルや設備レベルなどの様々な階層ごとにシミュレーションすることでプロセス評価の幅を広げる事ができる。本発明のシミュレーション計算では行列計算によってプロセスを表現することにより目的とする計算を行う。
【００４２】
まず、いかなるプロセスのいかなる階層においても物質、熱の両面において必ず入力と出力が存在し、入力と出力は様々なレベルの変換項によって数１のように結びつけることができる。ここでＡは、反応、分離、熱交換等のプロセスによって定まる遷移行列である。
【００４３】
【数１】
2007108874.tif 000003
【００４４】
さらに、これらの入力と出力を組合わせることによって、複数のプロセスを一つのプロセスと見なし、数２から数４のような階層的な表現ができる。但し、Ａ１，Ａ２等は個別の設備、または、設備群に対応する遷移行列であり、また、「Ｅ」は単位行列である。[Ｆ０]は[Ｆinput]と同義であり、大きい囲みの外にある[F1]または[F2]は[Foutput]の意味である。
【００４５】
【数２】
2007108874.tif 000004
【数３】
2007108874.tif 000005
【数４】
2007108874.tif 000006
【００４６】
このようにプロセスを流れと変換項として捉えることによって行列表現が可能であり、ごみの焼却処理のプロセスをプローシート化すると、図１０のようになる、まず、ごみ、空気、水、燃料が焼却設備（Ｎ１）に投入され、燃焼で発生する熱によってボイラ設備（Ｎ２）にある水が加熱され蒸気となり、配管で蒸気がタービン＋発電設備（Ｎ３）に送られ、発電機を回転させ、電力を発生させる。燃焼で発生した排ガス、飛灰は排ガス処理設備（Ｎ４）で排ガスと飛灰に分離され、排ガスと飛灰は灰溶融設備（Ｎ５）でスラグとして排出される。排ガスと飛灰の処理には薬剤と水が注入され、排ガス処理設備（Ｎ４）で処理された排水が流れ込む廃水処理設備（Ｎ６）で、排水処理用の薬剤が投入され、排水中の有害物質は固形の脱水ケーキ分離され、処理水は放流水として、環境に放出される。
【００４７】
そこで、前記の燃焼処理のプロセスを、反応項（Ｈ）、合流項（Ｇ）、分離項（Ｂ）、交換項（Ｅ）の集合として整理してみると、図１１のようになる。この施設での反応項は、燃焼炉内での燃焼反応、タービン＋発電機での蒸気を回転エネルギーに置換する反応、溶融路にて飛灰を熱で溶融してスラグ化する反応、排ガス＋飛灰にアルカリ薬剤を加える中和反応、更に、排水処理として凝集剤や殺菌剤を加え、排水中の有害物質を反応させ浮遊物として除去する５ヶ所の反応項がある。投入される資源や、薬剤、排ガスが合流する合流項は６ヶ所、排ガス＋飛灰の分離と、排ガス処理による薬剤投入での反応生成物の分離、溶融炉からのスラグの分離、および排水中の固形分と上澄みを分離する分離項が５ヶ所あり、交換項として、タービン＋発電機で冷却された蒸気の復水を熱により蒸気に交換する１ヶ所の交換項がある。
【００４８】
反応項の計算は、入力［Ｆinput］が反応を経て［Ｆoutput］として出力される場合は、数５のように示す。ここでの遷移行列Ａは化学量論係数行列および反応進行度ベクトルなどを含む遷移行列である。
【００４９】
【数５】
2007108874.tif 000007
【００５０】
分離項の計算は、ｉ個の流れＦｉが分離項を通じて、流量、組成が共に異なるｊ個の流れＦｊになる場合、入力と出力の関係は分離係数ηによって変換され、単位行列によって分離される
【００５１】
【数６】
2007108874.tif 000008
【００５２】
プロセスの入力が２成分で出力が３成分の場合は、組成の異なる二つの流れＦ１とＦ２が入力となり、３つの流れＦ３，Ｆ４，Ｆ５に出力するとすると、この場合の変換は数で表わされる。
【００５３】
【数７】
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【００５４】
合流項の計算は、ｉ個の流れＦｉが一つの流れＦｉ＋１になる。出力は入力の和として、
【００５５】
【数８】
2007108874.tif 000010
【００５６】
複数の流れがプロセスに入り、流れの間に物質あるいは熱の交換が行われ、組成や温度などの異なる複数の流れがでていく交換項は分離項と合流項の組み合わせとしてみなす事ができる。二つの流れＦ１、Ｆ２が交換項で交換を行いＦ３、Ｆ４として出て行く場合は図、で示すように変換を表現できる。
【００５７】
【数９】
2007108874.tif 000011
【００５８】
分離項については、数１０、合流項については数１１、まとめた合流項では数１２のようになる。
【００５９】
【数１０】
2007108874.tif 000012
【数１１】
2007108874.tif 000013
【数１２】
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【００６０】
表１は処理シナリオを設定し、シミュレーションに基づき、計算を行いその結果を表示した画面の例である。計算結果の中で、現状は現状の処理、ディスポーザー使用は、厨芥類をディスポーザー使用し下水に流した場合、の物質・エネルギー収支を表わし、今回の計算は、ディスポーザーを使用したことより増加した下水道汚泥をメタン発酵施設を新設してガス回収した場合の簡易シナリオを選択して、物質・エネルギー収支シミュレーションの計算結果を一覧にした表であるが、メタン発酵施設で発生するバイオガスを燃料としたことにより、今回の計算結果が、熱量に換算すると、現状より１／２０近く、エネルギー収支を改善できることが分かり、結果を分析することで、地域に存在するエネルギー資源の、処理方法を検討することで、経済性や環境負荷の視点を重視したシミュレーションも行うことが可能となる。
【００６１】
【表１】
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【００６２】
地域に存在する資源量は、地域の範囲と年度を指定することで一意に決まるが、それらの資源を処理する施設については、利用者が全国の施設の中から自由に選択できることが本シミュレーションシステムの一つの特徴となっている。さらに、将来的に新たな施設を設置した場合にそれらの処理がどのように変化するかを計算できるようにするために、本シミュレーションシステムでは新たな施設の設置を可能としている。設置される施設の場所や仕様についても、利用者は自由に設定することが可能であり、新設された施設は既存施設と同様にシステム内で扱われる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の、エネルギー資源の利活用を吟味するためのシステムのブロック図である。
【図２】本発明の、情報・シミュレーションプラットフォームに用意するモデル画面と、シミュレーションのフローを示す図である。
【図３】本発明の、シミュレーションのために詳細な設定を条件を入力するためのモデル画面を選択するコックピット画面である。
【図４】本発明の、エネルギー資源の処理に選択する処理技術のフローのモデル画面の一例を示す図である。
【図５】本発明の、地域のエネルギー資源の処理施設への振分け条件を入力する地域フローのモデル画面の一例を示す図である。
【図６】本発明の、エネルギー資源の振分け条件を入力する、変更条件のモデル画面の一例を示す図である。
【図７】本発明の、資源を処理施設ごとに振分けた、処理フローのモデル図の一例を示す図である。
【図８】本発明の、エネルギー資源と処理施設への処理施設そへの処理量を表示したモデル画面の例を示す図である。
【図９】本発明の簡易処理シナリオの例で、複数の簡易処理シナリオが記載されているモデル画面の一例を示す図である。
【図１０】ごみの燃焼施設での処理フローの一例を示す図である。
【図１１】図１０のフローの中での、物質・エネルギー収支計算を行う、処理項を示した図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図８】
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