平成29年度地域の特性を活かしたエネルギーの地産地消促進事業費補助金 構想普及支援事業（Ⅰ事業化可能性調査）

成果報告書要約版

補助事業の名称：大阪市有施設等のエネルギーリソースを活用した面的利用事業化可能性調査
事業者名：株式会社日建設計総合研究所、関西電力株式会社、大阪市
対象地域：大阪市内全域の市有施設
実施期間：平成29年７月～平成30年2月

３．調査の結果

１．事業の背景・目的

検討項目

大阪市は、廃棄物処理場や市営地下鉄等、公共インフラ施設を多岐に亘って保有し、維持･運営している。これらは公益の観点から常に効率的･効果的な運用が求められており、制度の見直し（変わり目）や設備更新（導入）の都度、多角的な視点から再検討され、設備のあり方や運用方法が見直されている。
近々に見直し･検討を要する2つの公共施設に関して、各々面的なエネルギー利用の観点から事業化可能性調査を実施する。具体的には，①大阪市営地下鉄のデマンドカットに資する分散電源の導入に向けて、熱利用の可能性調査や既設蓄電池との最適運用方法の検討を実施するとともに、②FIT適用期間終了後の廃棄物発電の抜本的な運用方法の見直しを検討する。加えて、③上記２事業における個別最適化後の余力および大阪市有設備のリソースを活用して、域内での面的利用や市場取引等による更なる付加価値の創出可能性についても検討する。

２．補助事業の概要
エネルギーマネジメントに関する調査内容（1) 大阪市営地下鉄のリソースの有効活用
常用かつ小規模分散型電源を導入することにより、朝夕のラッシュ時間帯のピークカット運転とオンサイトでの排熱利用を目指す。加えて、蓄電池と合わせた最適運用方法についても検討する。
①エネルギー消費等に関する調査②エネルギーの面的利用システムに関する検討・事業性評価（2) FIT適用期間終了となる廃棄物発電の抜本的な運用見直し
舞洲工場（廃棄物発電）から既に熱融通を行っている舞洲スラッジセンターへ新たに自営線を構築し、電力融通を行う地産地消事業スキームの検討を行う。
①エネルギー消費等に関する調査②エネルギーを面的に融通した際の経済性評価（3) 大阪市有設備全体でのエネルギーマネジメント（1)、（2)の個別最適後の余力および大阪市有設備のリソースをアグリゲートし、域内での面的利用や市場取引、VPP等での活用を図ることにより更なる価値を創出し、経済性を高める。
①エネルギーリソースに関する調査②エネルギーリソース余力の活用による経済性評価
再生可能エネルギーに関する調査内容
廃棄物発電、消化ガス発電の発電状況及び発電時間帯シフト等調整余力を調査。

事業化可否の結論：可（条件による）事業化予定時期：未定
実施方法

検討結果

■特定エリアでの面的利用(個別最適)■特定エリアでの面的利用(個別最適)• 地下鉄：既存設備活用による地下鉄全体でのエネ • 地下鉄：非常用発電機常用化
ルギー最適化検討• 舞洲工場：舞洲工場、スラッジセンター間の自営線接続（特定供①ＥＭＳの • 舞洲工場：FIT終了後を想定したエネルギー最適給）
構成化検討■より広いエリアでの面的利用(全体最適)■より広いエリアでの面的利用(全体最適)• 新たにリソースアグリゲーションシテム(指令の授受を行なうEMS• 市有施設の既存設備を活用しVPP運用を検討
サーバー)を導入し、外部からの指令に応答できる仕組みを構築■特定エリアでの面的利用(個別最適)■特定エリアでの面的利用(個別最適)• 地下鉄：地下鉄需要の省エネやピークカット効果 • 地下鉄：朝のピークカットによるコストメリットを確認の検証• 舞洲工場：特定供給によるコストメリットを確認②ＥＭＳの• 舞洲工場：特定供給によるコストメリットを検証 ■より広いエリアでの面的利用(全体最適)効果■より広いエリアでの面的利用(全体最適)• 新たにリソースアグリゲーションシテムを導入しVPP運用すること
・新たにリソースアグリゲーションシテムを導入しで設備の付加価値を高め、更なる経済性の向上に寄与することを確
VPP運用することによるコストメリットを確認
認③再エネに関する調査（任意）• 舞洲工場における発電量、買電量及び運用形態の • 舞洲工場：出力実績最大値22,000kW。450t/炉・日×2炉で運転調査• 下水処理場：消化ガス発電機は600kW×2台• 下水処理場における発電量、運用形態の調査

・各施設の実施体制、事業スキーム、スケジュール ■特定エリアでの面的利用(個別最適)について検討• 地下鉄：4月以降民営化組織「Osaka Metro」が各設備更新に合わ④事業実施
せた導入可能性を今後も引き続き検討
体制・事• 舞洲工場：大阪市と大阪市・八尾市・松原市環境施設組合が連携し業スキー導入可能性を今後も引き続き検討
ム・スケ■より広いエリアでの面的利用(全体最適)
ジュール• 設備所有者である大阪市、Osaka Metro、大阪市・八尾市・松原市
環境施設組合がそれぞれリソースアグリゲーター事業者と連携して事業化可能性を今後も引き続き検討■特定エリアでの面的利用(個別最適)■特定エリアでの面的利用(個別最適)• 地下鉄、舞洲工場については、設備改修費、エネ • 地下鉄：投資回収年は10.7年と試算。電力従量料金、A重油料金のルギーメリットにより投資回収年を試算
価格変動による感度分析では概ね10~11年で収束。
■より広いエリアでの面的利用(全体最適)• 舞洲工場：自営線は新設・既設利用の2ケース、焼却炉は2炉・1炉• 調整力電源Ⅰ’、下げDR、上げDRに活用可能な調 運転の2ケース、計4ケースで検討。結果、自営線新設では事業性は整余力(ポテンシャル)を対象施設毎に調査し、ア見込めないものの、既設共同溝利用の場合は2炉、1炉ともに投資回⑤事業採算
グリゲーション費用(構築費・運用費)とサービス収年は約8年以下。
性評価
提供先(送配電事業者等)から得られる対価を勘案 ■より広いエリアでの面的利用(全体最適)して事業採算性を評価。
• 上記特定エリアでの面的利用が実現した条件下(現場設備側の初期費用が不要)で事業採算性を評価した場合、1～5年程度で投資回収可能。
• 個別最適と全体最適を同時に実施した場合，最大ケースで地下鉄の投資回収年を3年程度､舞洲工場の投資回収年を0.2年程度、短縮できる見込み。
• VPP、ブロックチェーンなどの先行事例を整理し、 • 他の自治体においても、同様のリソースを保有するケースは多くあ⑥他地域へると考えられ、幅広く展開することが可能
更なるビジネス展開の可能性や課題を整理するの展開

⑦今後の展
望・課
題・対策

• 事業化に向けた課題や更なるビジネス展開の可能 今後の課題は以下のとおり。
• 地下鉄：①非常用発電機は非常時対応のためピークカット使用後は性を整理する。
すぐに燃料の補給が必要、②常用化に伴う電気系統改修内容の詳細精査が必要 等• 舞洲工場：①廃棄物発電から市有施設への特定供給方式の適用可能性の検証、②舞洲工場とスラッジセンター間の供給契約（料金設定の考え等）、③自営線整備における既設共同溝の実利用可能性、④系統連携等による舞洲工場の休止時期の切替時の瞬時停電対応及び不具合等による急な発電停止時の対応 等• 市有施設全体でのVPP運用：①施設毎に運用が異なるため他施設へ拡大する際には施設毎の状況把握が必要 等

４．分散型エネルギーシステムの概要【エネルギー面的利用システムと運用】（イメージ）■より広いエリアでの面的利用(全体最適)■特定エリアでの面的利用(個別最適)（1) 大阪市営地下鉄のリソースの有効活用（2) FIT適用期間終了となる廃棄物発電の抜本的な運用見直し

大阪市営地下鉄の受電電力（全号線）

舞洲工場における発電量のディユレーションカーブ

8,300kW
ピークカット

調整力として活用

8時のみピークカット運転(年間34日)舞洲スラッジC

デマンド発生日

取引

N=8760時間

90%運転

1炉 100%運転

36

9時間

1215

1821

常用化した発電機

舞洲工場• 常用化した発電機の余力(8時台以外)を活用。
• 蓄熱槽の運用を変更(夕方活用ポテンシャルを昼間にシフト)することで，調整力等で活用。

蓄熱槽(駅舎)舞洲スラッジC

2炉運転時
4,480kW送電

1炉運転時

区役所等

スポーツ施設，プール等

下水処理場< 蓄熱槽 >< コジェネ >< 消化ガス発電 >

1,770kW送電

1251
501
751
1001
1251
1501
1751
2001
2251
2501
2751
3001
3251
3501
3751
4001
4251
4501
4751
5001
5251
5501
5751
6001
6251
6501
6751
7001
7251
7501
7751
8001
8251
8501
8751

0

熱導管
(熱融通あり)

情報通信網

電力系統網

ピークカット時

9時～20時は調整力
電源Ⅰ’として発電機を待機

 送配電事業者
 再エネ事業者
 JEPX

2炉 100%運転
2炉

発電量

自営線(新設)

電力需要

回生電力用
蓄電池

リソースアグリゲートサーバ• 舞洲工場からスラッジセンターに自営線を布設し，特定供給することにより収支の向上を図る。

• 非常用発電機を常用化し，8時台の電力ピークをカット。
市営地下鉄（3) 大阪市有設備全体でのエネルギーマネジメント• 発電機出力の余力(定格出力の10%)を主に調整力電源として活用。

••

各施設における設備の運用実態を夏季重負荷期，冬季重負荷期，春秋端境期毎に調査分析し，リソースの活用ポテンシャルを把握。
各リソースのポテンシャルを調整力電源，下げDR，上げDRにて活用。

 特定エリアで活用しているリソースをより広いエリアでの面的利用にも有効活用することにより，設備の利用頻度(付加価値)が高められる。
 また，個別最適と全体最適を同時に実施した場合，最大ケースで(1)の投資回収年を3年程度､(2)の投資回収年を0.2年程度、短縮できる見込み。

【各エネルギーリソース(設備)における調整力の供出方法】【エネルギーマネジメントシステムの構成】*BLと実負荷の平均的な乖離を考慮した実効容量調整(余)力の供出方法
対象施設

大阪市営
地下鉄

廃棄物焼却工場

リソース
非常用発電機(常用化)

調整力Ⅰ’ (kW価値) ，下げDR (kWh価値)<夏季重負荷期，冬季重負荷期>
個別最適の8時台のピークカット運転以外の時間に余力を供出

蓄熱槽

夕方の放熱分を昼間に放熱(昼間の熱源運転を抑制)することで、調整力を供出

廃棄物発電

3時間前指令で＋10％の出力増が可能[定期整備工事やごみ質の不安定等により調整力の確保が不可能な場合あり]

アイテム

上げDR (kWh価値)<春秋端境期>〇[通常の運転なし]

対象需要×

〇

[蓄熱運用は7～9月運用のため対応不可]

×○

3時間前指令で-10％の出力減が可能[定期整備工事やごみ質の不安定等により調整力の確保が不可能な場合あり]〇

発電機2台運転時に1台を停止[発電機1台運転時（全体の約9割）の停止は、消化層加温のための排熱確保のため対応不可]△

設備概要（出力、容量、用途、台数等）
大阪市地下鉄、廃棄物焼却工場、下水処理場、区役所、事務所、スポーツ施設等

導入予定時期（既設or新設）
既設

個別最適後の余力及び大阪市有設備のリソースをアグリゲートし域内での面的利用や市場取引、VPP等で活用

既設EMS改造
一部新設

太陽光――

風―

―

ＥＭＳシステム

力発電機運転台数を1台から2台に増やして対応[生物処理による消化ガス発生量が不安定かつ少量となる冬季や集中豪雨の夏季夕方の対応不可]△

蓄熱槽

調整余力なし [朝から放熱運転しているため追加で放熱する余力がなく，追いかけ熱源もガス熱源。]

×[蓄熱運用は7～9月運用のため対応不可]

×

事務所Ａ

蓄熱槽

蓄熱運用されていない時期に蓄放熱を実施[余力のポテンシャルが負荷変動に比して小さいため，効果の確保が困難]

×

中間期の休日昼間に蓄熱運用

〇

事務所Ｂ

蓄熱槽

[自動運転により、昼間に放熱のため、現状の蓄熱槽の仕様では対応不可]

×[放熱運用していないため対応不可]

×■スポーツ施設Ａ（下げDR 1,638kWh/日、調整力Ⅰ’ 546kW）*
コジェネ等■スポーツ施設Ｂ（上げDR 93kWh/日）（プール全体上げDR 1,143kWh/日）*

既設事務所Ｃ

蓄熱槽[自動運転により、朝から昼間にかけて放熱のため現状の蓄熱槽の仕様では対応不可]

×

中間期の休日昼間に蓄熱運用[ﾍﾞｰｽﾗｲﾝ補正値より小さく、効果の確保が困難]

×

蓄電池

―

スポーツ施設Ａ

コージェネ

電力ピークカット運転時以外に運転〇[中間期の利用なし]

×

コージェネ

調整余力なし[営業日はフル運転のため対応不可]

下水処理場

区役所等

スポーツ施設Ｂ

消化ガス発電ポテンシャル合計 (最大)調整力Ⅰ’ 11,861kW , 下げDR 35,568kWh/日×

中間期の休日の昼間に運転停止
上げDR 9,198kWh/日

〇

電源
・熱源

バイオマス ■消化ガス発電（下げDR1,374kWh/日、調整力Ⅰ’458kW、上げDR1,374kWh/日）*
水力

その他
再エネ

その他

―
■廃棄物発電（下げDR 6,600kWh/日、調整力Ⅰ’ 2,200kW、上げDR 6,600kWh/日）*―■市営地下鉄（蓄熱槽＋発電機）（下げDR 25,956kWh/日、調整力Ⅰ’ 8,657kW）*■事務所Ａ（蓄熱槽）（上げDR 81kWh/日）*

―
―
既設

既設
（地下鉄発電機は既設を改造）