③業務・暮らし分野のイノベーション
省エネ


ＩｏＴ利活用・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・p.42
省エネビル・住宅（ＺＥＢ・ＺＥＨ） ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・p.43

再エネ熱利用

地中熱・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・p.44
ヒートポンプ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・p.45

水素利用


燃料電池
メタネーション

・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・p.46
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・p.48

41

ＩｏＴ利活用 機器間の連携等によって、機器の利用情報や環境情報を活用し、機器の使用現場の状況に応じて省エネする技術が進展。
 また、消費者のニーズを踏まえ、複数のサービスにおいてこれらの情報の利活用を推進し、サービスの高度化を図る。
機器間連携の実現
照明

スマートライフの実現

センサー（例）照明：人感センサーや照度センサー、周囲の照明等との連携による最適制御が期待される

42

省エネビル・住宅（ＺＥＢ/ＺＥＨ）
 省エネ基準の適合義務化と並行して、ビル・住宅の更なる省エネを先導し、将来の標準となるＺＥＢ/ＺＥＨの普及を促進。
 ＺＥＨについては、今後、系統負荷の軽減を図りつつ、太陽光発電の拡大にも貢献するため、①外皮性能の更なる強化、②高度エネルギーマネジメントの活用、③電気自動車の導入により自家消費率を高めた「ＺＥＨ＋」の普及も推進。
ＺＥＨの例

ＺＥＢ（ネット・ゼロ・エネルギー・ビル）
エネルギーを上手に使う

一般建築物

ZEB
Ready

空調50%削減（正味で75%以上省エネ） （正味で100%以上省エネ）

エネルギーを極力必要としない
高断熱化 日射遮蔽

換気・太陽熱を暖房や給湯に、太陽光を発電に利用。

ZEB

Nearly ZEB

・断熱性能を高めつつ、大開口の窓を採用することで日射を取り入れ、省エネと暮らしの質向上を両立。

エネルギーを創る＋

照明
給湯

自然換気・昼光利用

昇降機

ＺＥＨ（ネット・ゼロ・エネルギー・ハウス）エネルギーを極力必要としないエネルギーを上手に使う（夏は涼しく、冬は暖かい住宅）

高断熱化
高断熱窓 （ZEH基準）

＋

高性能
断熱材

基準から３割強化

一般住宅
暖房
冷房
換気
照明

20%削減

8,000

エネルギーを創る

Nearly ZEH

ＺＥＨ支援事業の実績（交付決定件数の推移）

(戸)

ZEH

6,000

7,693

ハウスメーカー
6,146

工務店

6,356

6,3225,0924,904

1,264

1,418

（正味で100%以上省エネ）（正味で75%以上省エネ）

＋

6,511

4,000
5,507

2,000

給湯

0443

1,055938247
196

836219708230639

H24H25

H26

H26補正（H27）

H28

H28補正
(H28.11~H29.4)

1,182
H2943（年度）地中熱利用 地下の比較的浅い部分（10～100m程度）では、年間を通して温度の変化が見られなくなることが知られている（地域の平均気温とほぼ等しくなる）。
このような地下の安定した低温域の熱エネルギーを「地中熱」という。
 主に太陽からの熱に由来する再生可能エネルギーであり、地下深くの火山活動に由来する高温域の熱エネルギーである「地熱」とは異なる。
 日本のどこでも、一年中安定した利用が可能。

季節による地中の温度（出典）地中熱利用促進協会

気温と地中熱の関係（温度差が地中熱利用のメリットとなる）

44ヒートポンプ
 安定した地中熱をヒートポンプと組み合わせることにより、より効率的に空調・給湯等に利用することができる。
 例えば、冬季における暖房の場合、地中熱は空気熱（外気）に比べて暖かいため、ヒートポンプによる熱の収集が容易となる。したがって、省エネルギー（節電）・CO2排出の抑制が可能。
 他方、地中熱利用のためには熱交換パイプの埋設等が必要となるため、空気熱利用（通常のエアコン設備）に比べて導入コストが高くなる。今後のコスト低減が課題。
【冬季暖房の場合】
熱室外機(ヒートポンプ）

室内機

部屋の冷たい空気

冷えた外気から熱エネルギーを収集
熱

暖気

地中の安定した熱エネルギーを収集（外気からより容易）

熱熱熱熱

地中熱利用

空気熱利用45

燃料電池（エネファーム）
 エネファームについては、更なる発電効率の向上（SOFC）、熱利用率の向上（PEFC）に向けた技術開発を進めるとともに、集合住宅や寒冷地など、優位性のある市場を開拓し、民生部門での低炭素化を促進する。
 また、余剰電力取引を通じて、高効率発電電力を他の需要家にも融通する取組を拡大する。

戸建うち寒冷地

集合

マーケットポテンシャル

エネファーム導入台数

方向性

ストック 約2,930万件
フロー 約42万件

約4.1万台（新築＋既築）

ZEH推進
逆潮による発電量向上

ストック 約530万件
フロー 約7万件

約1,650台

排熱価値向上

フロー約50万件

約0.1万台小型化の推進※寒冷地とは、「エネルギーの使用の合理化等に関する法律」（省エネ法）における「地域区分1～4」とする。
【集合住宅 イメージ図】

寒冷地市場、集合市場は、「ＰＶ＋蓄電池」が入りづらい市場[出典]大阪ガスＨＰ

CO2削減量 [kg-CO2/(日・台)]

余剰電力取引によるCO2排出削減量比較

マーケット

65432
105.4
2.8

逆潮流なし

【SOFC】

逆潮流あり[出典] 日本総研作成資料を基に資源エネルギー庁作成46

燃料電池（業務・産業用FC）
 業務・産業用燃料電池については、低熱電比需要家への導入を進め、グリッドパリティの突破を早期に実現するためイニシャルコストの低減に資する技術開発を進めていく。
 また、GTCC※を超える発電効率（60%超）の実現に向けた技術開発を進め、分散型電源による電力供給の可能性を更に切り開く。 ※ガスタービンコンバインドサイクル

発電コスト（熱利用込） [円/kWh]

発電コスト低減のイメージ

超高効率SOFC実現の可能性＜試算条件＞
発電効率50％、排熱利用率30％稼働率80％ 耐用年数10年、燃料費単価75円／m3 運転管理費2円/kWh 排熱価値4.9円/kWh排熱価値▲4.934.7
排熱価値
▲4.9

低圧電力

24.7

高圧電力

2017

2018

2019

2021

2022

[出典] 東京ガス発表資料[出典] 業界ヒアリングより資源エネルギー庁作成

低熱電比需要家数
契約電力~50kW

件数

717,420※熱電比0.5以下を低熱電比として抜粋

50~300kW
172,740300~
500kW
35,145500~
1,000kW
13,0951,000~
2,000kW
5,2352,000kW~
1,670[出典] 富士経済「～需要家別マーケット調査シリーズ2013～業務施設エネルギー消費実態・関連機器市場調査」

47

メタネーション メタネーションは水素とCO2からメタンを合成する技術。CO2フリー水素と発電所等から排出されるCO2を原料として合成されたメタンでは、利用時のCO2排出量が合成時のCO2回収量と相殺される。

 メタンは天然ガス（都市ガス）の主成分。既存のエネルギー供給インフラの有効活用（都市ガス導管、 LNG火力発電所やLNGタンカー等）や、熱利用の低炭素化の観点から、エネルギーキャリアとしてのメタンは大きなポテンシャルを有する。

48

エネルギーハーベスト・排熱利用
背景• 一次エネルギーの60%以上を未利用熱として捨てている。（例えば、車では、投入エネルギーの75%が廃熱。）• 未利用熱エネルギーの有効活用法として、熱（温度差）を電気に直接変換できる「熱電変換」は有望な技術• 熱電変換の大きな課題は、既存材料に毒性元素のPbや希少元素のTeなどが含まれること

熱入力

出力電力

p型熱電変換材料
n型熱電変換材料
熱電変換デバイス自動車における廃熱熱電発電のイメージ
出典：一般社団法人日本熱電学会 熱電アカデミックロードマップ

出 典 ： DOE “Automotive
Thermoelectric
Generatorsand HVAC” 201349