第4世代地域熱供給と自然エネルギーへの転換
認定NPO法人 環境エネルギー政策研究所
2018年10月4日
環境エネルギー政策研究所
東京都新宿区四谷三栄町16-16
Tel 03-3355-2200 Fax 03-3355-2205
http://www.isep.or.jp/
環境エネルギー政策研究所

1

欧州(EU28カ国)の自然エネルギー熱の普及率

••
•
••
•

固体バイオマス: 79.3%
ヒートポンプ: 9.9%
廃棄物: 3.8%
バイオガス: 3.5%
太陽熱: 2.1%
地熱: 0.8%
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1. スウェーデン:68.6%
2. フィンランド: 53.7%
3. ラトビア: 51.9%
4. エストニア: 51.2%
5. リチュアニア: 46.5%
6. デンマーク: 41.7%
7. クロアチア: 37.6%
8. ポルトガル: 35.1%
9. スロベニア: 34.0%
10. オーストリア: 33.0%

出典：EurObserv’ER

2

欧州(EU)でのバイオマスエネルギー消費量の推移
2020年再生可能エネルギー20%の目標達成に向けて消費量が増加

EUバイオマス消費量(電気、熱利用、輸送)

熱利用

電気

バイオ燃料

出典：EU 2014 “State of play on the sustainability of solid and gaseous biomass used for electricity, heat and cooling in the EU”
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3

EUの国別のバイオマスエネルギー消費量
国別では、ドイツ、スウェーデン、フィンランド、イタリア、ポーランド、オーストリアなどがバイオマスエネルギーの消費量が大きいが、いずれも熱利用が主体。
ドイツ
フランス
スウェーデンイタリア
オーストリアフィンランド
ポーランド

デンマーク

熱利用

電気

バイオ燃料

出典：EU 2014 “State of play on the sustainability of solid and gaseous biomass used for electricity, heat and cooling in the EU”
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EUの国別の木質バイオマス発電の年間発電量(2016年)

英国以外の国では、木質バイオマス発電の主力はCHP(熱電併給)
EU28カ国全体では57%がCHPによる発電2016年データ※日本のデータは、平成28年の木材チップ消費量より推計

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出典：EurObserv’ERデータ等より作成

5

欧州(EU)の地域熱供給• 人口あたりで最も地域熱供給の普及率が高いアイスランド(90%以上)• デンマークは60%以上で、ベラルーシ(70%以上)に次ぐ普及率
地域熱供給の普及率(人口あたり)2015年
63% デンマーク
13% ドイツ

50% スウェーデン

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出所：State of Green「地域熱供給白書」

6デンマークと日本の地域熱供給の比較• デンマークの人口あたりの地域熱供給の使用量は日本の100倍• 日本の地域熱供給の線熱密度はデンマークの約10倍
指標

デンマーク

日本

デンマーク/日本

5,710,000

127,000,000

0.04

面積

43,094 km2

377,972 km2

0.11

販売熱量(2013年)

105,563 TJ/a

22,902 TJ/a

4.6

年間売上額(2013年)

2,945 M EUR

1,103 M EUR

2.7

熱導管総延長2013年(2009年)

29,000 (28,000) km

672 （736） km

43 (38)

DH総数

394

139

2.8

線熱密度

3.6 GJ/年 m

34.1 GJ/a年 m

0.11

人口当たり導入量

18.5 GJ/Capita

0.18 GJ/Capita

103

熱平均価格

0.028 EUR/MJ

0.048 EUR/MJ

0.58

人口(2016年)

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Source: EUROHEAT&POWER Country by Country , 20157

デンマークの地域熱供給白書
State of Green「地域熱供給白書」• 地域熱供給の軸：使用燃料の柔軟性と安定供給• 計画と規制～前提条件：規制プロ
セス、役割と必須条件• 熱源の多様化により持続可能性が確保される：エネルギーをスマートに利用するカギ• 蓄熱の必要性：経済的な節約と安定供給• 地域熱供給の未来：世界中の可能性の実現
http://stateofgreen.com/jp/profiles/explore-thegreen-danish-solutions-within-energyefficiency/news/new-wp-district-energy
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9State of Green とは？
State of Green(ステート・オブ・グリーン)はデン
マーク政府とデンマークの4つの主要な産業団体(デンマーク産業連盟、デンマークエネルギー協会、デンマーク農業食糧委員会、デンマーク風力産業協会)との産官パートナーシップによる非営利団体として2008年に設立された。

State of Green ホームページ
http://www.stateofgreen.com/(英語、中国語、日本語)
http://www.stateofgreen.jp/
デンマークの環境ソリューションや技術に関する市場促進と共に、2011年には新たなデンマークの環境ブランド「ステート・オブ・グリーン～ 未来へ、デンマークとともに」を打ち出している。
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デンマーク視察訪問(地域熱供給、バイオマスエネルギー他)
訪問期間：2015 年９月21 日(日)～9 月25 日(金)主催：認定NPO法人環境エネルギー政策研究所 協力：State of Green (デンマーク)
訪問先：デンマーク王国コペンハーゲン市内、オーフス市周辺、オールボー市周辺ほか

地域熱供給用わらボイラー施設

視察訪問：2017年5月28日～6月3日実施
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10自然エネルギー100%を目指すデンマーク• 1990年代以降、環境を重視したエネルギー政策へ転換し、デカップリングに成功• 2035年までには発電と熱利用は自然エネルギー100%に移行し、2050年までに化石燃料を使わない社会を目指す(Energy Strategy 2050, 2011年)。

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出所： Energinet.dk

11デンマークの地域熱供給の歴史•

バイオマス等の自然エネルギー
地中熱ヒートポンプ•

自然エネルギー
廃棄物(バイオマス以外)

石炭

天然ガス
油

環境エネルギー政策研究所••

オイルショック後の1979年に熱供給法が制定され、費用対効果に基づいたゾーニング(土地利用計画)を促進している。
これまでにデンマーク全土の熱需要の約50%、家庭用需要の約63%を地域熱供給でカバーするまでになっている(熱導管の総延長3万km)。
デンマークの火力発電はCHP(熱電併給)のみであり、燃料としては、石炭が減少し、バイオマスの利用は増加しており、天然ガスは横ばい。
地域熱供給のうち、CHPが73％。残りは、電気のみのプラントか、太陽熱プラントであり、太陽熱プラントは増えている。

出典：デンマークエネルギー庁

12デンマークの第4世代地域熱供給(4DH) その1• 管理のしやすさコスト削減のため、熱供給システムの温度を下げており、低温熱源の利用や地中熱利用などが可能となっている(第4世代地域熱供給)。

第1世代： 蒸気(<200℃)
第2世代： 高温水(>100℃)
第3世代： 温水(<100℃)
第4世代： 低温水(<50℃)

出所：Henrik Lund, et. al “4thGeneration District Heating(4GDH)
Integrating smart thermal grids into
future sustainable energy system” Energy
68(2014) 1-11
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デンマークの第4世代地域熱供給(4DH) その2
第1世代
第2世代
第3世代
第4世代
年代
1880-1930年
1930-1980年
1980-2020年
2020-2050年
主な特徴
蒸気ベース、コ 加圧温水、大規 断熱パイプ、サ 低いエネルギー需
ンクリートパイ 模な施設
ブステーション、要、スマートエネ
プ
計測・モニタリ ルギー、双方向地
ング
域熱供給
供給温度
＜ 200℃＞ 100℃＜ 100℃
50～60℃(70℃)
エネルギー効率 とても低い
低い
中程度
高い
熱源
石炭、廃棄物
石炭・廃棄物、 天 然 ガ ス ・ 廃 廃棄物・バイオマ
石炭・石油CHP 油・石炭、廃棄 ス CHP 、 集 中 型物・石炭・石油 HP 、 産 業 排 熱 、CHP、産業排熱、バイオマス、余剰バイオマス、大 風力発電、地中熱、
規模太陽熱
大規模太陽熱蓄熱槽

蒸気蓄熱

蓄熱槽

蓄熱槽

太陽熱利用
冷房需要

無無無無有
無

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蓄熱槽、冷水槽、季節間蓄熱有有14デンマークの地域熱供給：
線熱密度と熱損失• デンマークでは熱密度が比較的低いため、地域熱供給ネットワークの熱損失が20%を超える地域が多い。

熱損失

熱損失を減らすために第4世代地域熱供給へ

線熱密度

出所：IEA Bioenergy Task32 “Status Report on District Heating Systems in IEA Countries”
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第3回スマートエネルギー・第4世代地域熱供給国際会議
2017年9月12日～13日(コペンハーゲン)

http://www.4dh.eu/conferences/conference-2017

2018年11月13日～14日(オールボー)

http://www.4dh.eu/conferences/conference-2018
The National Museum of Denmark

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第3回スマートエネルギー・第4世代地域熱供給国際会議
全体概要
参加者：340名
参加国：25カ国
発表数：150

重要プロジェクト
• Heat Roadmap Europe 2050
• RE-INVEST• 4DH: 第4世代地域熱供給• Peta4.2: 欧州全域の熱マップ
パラレル・セッション• スマート・エネルギー・システム• 将来の地域熱供給製品とシステム• エネルギー計画と計画ツール• 低温地域熱供給網• 低温地域熱供給と建築物• 組織、所有形態・事業主体
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第3回スマートエネルギー・第4世代地域熱供給国際会議
Heat Roadmap Europe 2050, RE-INVEST
Heat Roadmap Europe 2050
http://www.heatroadmap.eu/
A low-carbon heating and cooling strategy for Europe
欧州の温冷熱の低炭素戦略
4th HRE(Heat Roadmap Europe)
エネルギーシステム分析

欧州全域
熱需要マップエネルギー需要分析

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•
•

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Build a starting point
Integrate heat savings
Comparing network solutions
Comparing individual heating solutions
Integrate more excess and renewable
heat
Integrate more renewable electricity inthe heating and cooling sectors.
技術モデル分析
Optimising and developing HeatRoadmaps

第3回スマートエネルギー・第4世代地域熱供給国際会議
Peta: the Pan-European Thermal Atlas
Peta4.2: 欧州全域の再エネ熱マップ• 10種類のマップが利用可能
http://www.heatroadmap.eu/peta.php

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19デンマーク：100%自然エネルギーシナリオ(CEESA)
電力・熱・運輸の各セクターの統合(セクターカップリング)が必要
運輸

バイオガス
木質バイオマス
風力
太陽光
海洋

電力利用

地中熱

熱利用

太陽熱

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出所：CEESA(2017) http://www.ceesa.plan.aau.dk/

20デンマークの地域熱供給マップ
Dronninglund村
Løgstør町
Nordby/Mårup
(サムソ島)
コペンハーゲン周辺地域

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21事例：デンマークの太陽熱地域熱供給(SDH)システム
Dronninglund村(デンマーク北部)

デンマーク国内で100以上のSDHが稼働

天然ガスCHP

地下式蓄熱槽64,000立米

太陽熱パネル37,573平米Dronninglund村(1300世帯)の太陽熱地域熱供給
運転開始: 2014年
太陽熱パネル：37,573平米地下式蓄熱槽：64,000立米
化石燃料削減率：40%(目標50%)
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22事例：デンマークの地域熱供給(ログスター町)
項目

情報

備考

わらボイラー

定格出力8MW

供給熱量比率62%

木質ペレットボイ
ラー
地域冷房プラント

定格出力8MW

供給熱量比率28

年間熱供給量75,000 MWh

最大出力34MW

蓄熱槽
供給戸数

1600㎥ × 2基 =3200 ㎥
約2500戸メーター数

断熱導管の総延長

約60km

平均熱損失24%

供給温度

75℃(冬季)、72℃(夏季)
40℃(冬季)、45℃(夏季)
Logstor 地域熱供給
会社
約4000人戻り温度
運営会社
Løgstør町の人口

定格出力500kW

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23事例：デンマークの地域熱供給(サムソ島)
太陽熱プラント(2500m2)

蓄熱槽800m3
熱供給設備
Nordby/Mårup

燃料規模

事業費

太陽熱プラント
太陽熱・木質 いくつかの大規模 約3億2640万円
2500㎡・太陽熱蓄 チップ
消費家も含め、
熱タンク800㎥・185の消費者
木質チップボイ
ラー900kW

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24事例：デンマークの地域熱供給
コペンハーゲン周辺地域• 17自治体• 25地域熱供給会社• 送熱会社：CTR• ユーザー数：50万人• 年間熱量：34PJ(9.6TWh)• デンマーク全体の熱需要の約20%• コペンハーゲンの熱需要の98%をカバー

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出典：CTR資料

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デンマーク技術移転プログラム
デンマーク官民共同組織(SoG)によるグリーン技術移転促進プログラム

デンマーク大使館

全国ご当地
エネルギー協会 各地のデンマーク側
グリーンエネルギー SoG
技術コンソーシアム

地域エネルギー事業

ISEP
専門家
支援企業
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デンマークの熱供給先進企業クラスター

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PlanEnergi社とISEPとの協働
PlanEnergi社は、自然エネルギーの地域エネルギー計画で30年余の歴史を持つ非営利組織で、代表例としてはデンマーク・サムソ島の自然エネルギー100%化の計画から実現まで全てのプロセスを担ってきた
PlanEnergi社とISEPは、双方共に地域エネルギーを支援する志と目的・役割を持つ非営利組織として、2015年7月に包括的な協力協定を締結することで、ISEPのもつ地域エネルギー事業の経験・知見・ネットワークと、PlanEnergi社の経験と技術を組み立てることで、日本への「第4世代地域熱供給」の導入を筆頭に、木質バイオマス・バイオガス・風力発電などデンマークで経験豊富な地域エネルギー事業計画手法を日本に応用してゆく計画・導入・実現化サービスを提供
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