委員会報告
委員会報告

電気設備の LCCO2 ，LCC 削減のケーススタディ
Studys on LCCO2 and LCC Saving on Electrical Installations（一社）電気設備学会 地球環境委員会
キーワード：LCCO2 ，LCC，トップランナー変圧器，LED 照明，太陽光発電

1.

表 ‑1

はじめに

LCCO2・LCC 評価の共通条件

項目
建築物寿命

電気設備学会では，2003 年に IEIEJ‑B‑0030「地球電力 CO2 原単位

環境を考慮した電気設備」委員会報告書（以下，2003 年報告書）を作成した 1）。この報告書は，電気設備全般の電力料金

環境配慮に関する動向，評価手法，環境負荷削減方針に評価条件
65 年
0.406 kg‑CO2 /kWh
基本料金 1 638 円 /kW，従量料金15.83 円 /kWh（東 京 電 力 2014 年3 月の業務用電力単価）

加えて，具体的検討として電気設備に関する環境負荷削が大きいのは，電力CO2 原単位の変化である。東日本大減手法の定性的・定量的評価をライフサイクルCO（以下，2

震災による原子力発電の停止等の要因により，電力CO2 原

LCCO 2 ）及びライフサイクルコスト（以下，LCC）
により単位は 2003 年よりも大きくなっている。本検討では，電行い，広く活用されてきた。この報告書の作成から 10気事業連合会による 2013 年 7 月時点の 5 年間平均値（ク年が経過し，技術や価格が変化してきている。そこで地レジット反映分）
である 0.406 kg‑CO 2 /kWhを用いた。ま

球環境委員会では，特に状況変化が著しい，変圧器，照た，2003 年報告書では，LC評価で重要な，建築物寿命，明，太陽光発電の 3 項目について，最新技術のLCCO 2 ，機器の更新・修繕周期，更新時や修繕時のCO2 排出量・LCC による評価を再度行った。本報では評価結果の概コストを LCA 指針 並びに LCC データベース のデー要を紹介する。

タを元に設定した。本検討では，現時点で 2003 年報告

2.

LCCO 2 ，LCC評価に関する動向と評価条件

2003 年報告書では，当時業界に先んじてLC評価手法の確立を進めていた日本建築学会と空気調和衛生工学会の文献 ， を参考に，電気設備として独自の視点を織り込みLCCO2 とLCCの評価を行った。その後の動向として影響

書作成時点よりも新しいデータ が公開されている機器についてはそのデータを，公開されていない機器については，2003 年時点の設定条件を使用している。
他に，本検討の全体に関わる共通条件として，電力料金がある。これらを全て整理し表‑1 に示す。

3.

変圧器に関する検討

3.1

近年の動向

委員会構成
委 員 長
委員〃〃〃〃
〃
〃
〃
〃
〃
〃
〃
事 務 局

滝澤
総大元浩司
尾瀬淳
小野田修二
小田島範幸
小林浩
清水克紀
鈴木俊之
鷹野一朗
留目真行
望月敏明
森明
渡部裕一
齊藤範幸

J. IEIE Jpn. Vol. 35 No. 4

㈱日建設計
東京電力㈱
パナソニック㈱大成建設㈱清水建設㈱㈱トーエネック
国土交通省
東光電気工事㈱
工学院大学
㈱関電工
㈱東芝
（一社）日本照明工業会
鹿島建設㈱（一社）電気設備学会

2003 年以降の変圧器をめぐる動向としては，トップランナー変圧器の普及が挙げられる。第一次判断基準（第一次トップランナー基準）が，油入変圧器に対しては 2006
年 4 月より，モールド変圧器に対しては 2007 年 4 月より開始された。その後，2014 年 4 月より新たに第二次判断基準（第二次トップランナー基準）が告示された。トップランナー基準では，目標基準値として表‑2 に示す算定式による基準エネルギー消費効率を達成する必要がある。
エネルギー消費効率は変圧器の全損失であり，これは無負荷損と，基準負荷率における負荷損の合計値である。
267（ 39 ）表 ‑2変圧器種別基準エネルギー消費効率区分

変圧器
定格相数の種別
周波数単相
油入変圧器60Hz

第一次
判断基準

E：全損失［ W ］，Ｗi：無負荷損［W］
，

第二次
判断基準

E=14.4 S
500kVA 以下

E=23.8 S

0.653

500kVA 超過

E=9.84 S 0.842 E=11.1 S 0.809

500kVA 以下

E=22.6 S 0.651 E=17.3 S 0.678

500kVA 超過

E=18.6 S 0.745 E=11.7 S 0.790てケース b）が 22 %，ケース c）が 38 %，ケース d）がE=22.9 S 0.647 E=16.9 S 0.674

48 %，ケースe）が 65 %の削減となる。いずれもLCCO250Hz
60Hz

E=23.4 S

0.643

E=11.1 S

0.725

E=16.6 S

0.696

Ｗc：負 荷損［ W ］

0.698

60Hz

三相

E=Wi+（m/100）2 # Wc

E=15.3 S 0.696 E=11.2 S 0.732

50Hz50Hz

単相

定格容量⑦変圧器損失計算方法：次式による

基準エネルギー消費効率の算定式

E=15.2 S0.691m：基準負荷率（40％）
3.3

検討結果

LCCO 2 の試算結果を図 ‑1 に示す。ケース a）に対しの低減効果があるが効率の特性により差が出る。

500kVA 以下

E=33.6 S 0.626 E=23.9 S 0.659

500kVA 超過

E=24.0 S 0.727 E=22.7 S 0.718

500kVA 以下

E=32.0 S 0.641 E=22.3 S 0.674

ケースb），ケースc），ケースd），ケースe）のいずれも500kVA 超過

E=26.1 S 0.716 E=19.4 S 0.737

初期建設コスト及び修繕・更新費用が高くなるが，運用

備考 1 「油入変圧器」とは，絶縁材料として絶縁油を使用するものをいう。
2 「モールド変圧器」とは，樹脂製の絶縁材料を使用するものをいう。
3 E 及び S は，次の数値を表すものとする。
E：基準エネルギー消費効率（単位 W），Ｓ：定格容量（単位 kVA）

時の電力損失が低減されるためLCCは小さくなる。たモールド変圧器

50Hz
三相60HzLCC の試算結果を図 ‑2 に示す。ケース a）に対して，

だし，ケース d）の現行のトップランナー（2014）
変圧器
では，運用時の電力損失は大幅に低減されるが，出荷早々の製品であるため実勢コストがまだ高く，LCCではトップランナー（2006）変圧器とほぼ同程度となった。
今後，第二次トップランナー基準が市場に普及し，価したがって，基準エネルギー消費効率を達成するためには，この無負荷損と負荷損の二つの損失を低減する必格が落ち着くことにより，LCC はより小さくなる可能性が高いと推測される。

要がある。このため，無負荷損の低減を，高配向性珪素
鋼板，磁区細分化珪素鋼板やアモルファス素材を採用す
500

導体長さの短縮化により達成してきた。

4003.2

検討対象・検討条件

モールド変圧器，三相 300 kVA，6.6 kV/210V を対象に，以下のケースを比較した。

LCCO2/65年[t‑CO2]

ることにより，負荷損の低減を，変圧器の小型化による

ケースa） 旧型の変圧器：JIS規格（C4306‑1999）
ケースb） トップランナー以前の変圧器：JEM1475：2000

更新/65年
修繕/65年
運用[電力損失]
建設

300
200
1000
ケースa)
ケースb)
ケースd)
ケースe)
ケースc)
従来変圧器 トップランナー トップランナー トップランナー 特殊変圧器
アモルファス
以前変圧器
2014
2006

ケースc） トップランナー（2006）
変圧器：JEM1483：
2005

図 ‑1

変圧器の LCCO2 試算結果

ケースd） トップランナー（2014）
変圧器：JEM1501：
2012
30

詳細な検討条件を，以下に示す。

25①負荷率：40 %②評価範囲：変圧器本体（変圧器盤等を含まない）③機器寿命：30 年

LCC/65年[百万円]ケースe） 特殊変圧器：アモルファス変圧器

201510④損失，効率：各規格及び製造者の数値に基づく

5⑤重量：カタログ値等の製造者による数値

0⑥機器価格：文献， ，製造者へのヒアリングにより設定（ 40 ）268

更新/65年
修繕/65年
運用[電力損失]
建設

ケースa)
ケースb)
ケースd)
ケースe)
ケースc)
従来変圧器 トップランナー トップランナー トップランナー 特殊変圧器
アモルファス
以前変圧器
2014
2006

図 ‑2

変圧器の LCC 試算結果
電気設備学会誌

2015 年 4 月

照明に関する検討

4.1

近年の動向

単位：lx

300

500

500

500

500

1.6

500
300

500

500

500

1.6

3.2

3.2
12.8m

3.2

節電意識の高まりと，器具の低価格化を背景に，急激に普及率が高まっている。本報では，オフィス専有部への1 000 1 0000.8

照明の普及拡大がある。2011 年の東日本大震災以降の1 000 1 0001.6

2003 年以降の照明設備をめぐる動向としては，LED

図 ‑36.4m

1.64.

500
700
300

オフィス専有部の平面図と照度分布の例

LED照明の導入，共用部へのLEDダウンライトの導入，LED照明を使用したタスク・アンビエント照明の導入

単位：lx100

検討条件

150

14.2

1500.8

2003 年報告書での試算に用いた仮想オフィスと同様2mの 3 手法の効果を試算した。

1.61001.6

1.632m1.6の空間を想定した。検討条件，検討対象を以下に示す。
図 ‑4（ 1 ） 共通条件

共用部（廊下想定）の平面図と照度分布の例①年間点灯時間：3 000 時間/年
単位：lx

表 ‑3Hf 蛍光灯LED（一体型）

明るさセンサのみ

30 ％

25 ％

人感センサのみ

25 ％25 ％

明るさセンサ + 人感センサ

48 ％

44 ％

備考 1
備考 2200200

センサによる削減効果

200200200300200200200200

Hf 蛍光灯器具における削減効果は文献 による。
LED（一体型）器具における削減効果は，オフィス専有部の試算に用いた照明器具の保守率 0.86 を使用し，文献 の計算方法により算出した。

20020014.4m②センサによる削減効果：

200200200200200100

21.6m

図 ‑5

タスク・アンビエントの照度分布の例③ランプ寿命：12 000 時間（Hf 蛍光灯），6 000 時間（FDL蛍光灯），10 000 時間（FHT蛍光灯）（ 4 ） タスク・アンビエント照明の検討条件（図 ‑5）④器具選定：同一台数でほぼ同照度となるよう 2013

①平面プラン：14.4 m #21.6 m（3.6 mスパン）

年度公共型番から選定した。

②天井高さ：2.7m⑤修繕周期，修繕率：10 年，20％（LED照明にも適用）③設定照度：机上面（床面高さ 0.8 m）750 lx⑥更新周期：20 年（LED照明にも適用）

アンビエント照明の机上面照度 300 lx※ LED寿命の製造者公称値は，40 000 時間のもの④器具形式：アンビエント照明：埋込ルーバが多いが，試算上更新周期を 20 年とした。
⑦器具単価：文献の単価を基本とし，文献載がない古い製品については，文献

タスク照明：LEDスタンドに記の単価とした。

⑤収容人員：10 m2 当たりに 1 人⑥在館率：50％（ 2 ） オフィス専有部の検討条件（図 ‑3）⑦着席率：在館者のうち 50％①平面プラン：6.4 m #12.8 m（3.2 mスパン）

4.3②天井高さ：2.7 m（ 1 ） オフィス専有部への LED照明の導入③設定照度：机上面（床面高さ 0.8 m）750 lx

以下のケースを比較した。

④器具形式：埋込下面開放ケースa） FLR40W#3 灯用（ 3 ） 共用部（廊下想定）の検討条件（図 ‑4）

ケースb） Hf 32W#2 灯用①平面プラン：2.0 m#32.0 mケースc） Hf 32W#2 灯用+明るさセンサ②天井高さ：2.4 mケースd） Hf 32W#2 灯用 + 明るさセンサ + 人感

③設定照度：床面平均照度 150 lx④器具形式：ダウンライト
J. IEIE Jpn. Vol. 35 No. 4

検討ケースと検討結果

センサケースe） LED（直管ランプ交換型）
269（ 41 ）

200
160
140120

更新/65年
修繕/65年
運用[電力]
運用[ランプ]
建設

10LCC/65年[百万円]

LCCO2/65年[t‑CO2]

12

更新/65年
修繕/65年
運用[電力]
運用[ランプ]
建設

1801008060
4086422000ケースa)
FLR

図 ‑6ケースb)
Hfケースf)
一体 LEDケースg)
一体 LEDケースh)
一体 LED

明るさ

明るさ
人感ケースa)FLR

オフィス専有部の LCCO2 試算結果⑴

図 ‑8200

140120100806040ケースg)
一体 LEDケースh)
一体 LED

明るさ

明るさ
人感

オフィス専有部の LCC 試算結果⑴更新/65年
修繕/65年
運用[電力]
運用[ランプ]
建設

10LCC/65年[百万円]

LCCO2/65年[t‑CO2]

160ケースf)
一体 LED

12更新/65年
修繕/65年
運用[電力]
運用[ランプ]建設

180ケースb)
Hf8642200ケースb)
Hf

図 ‑7ケースe)
直管LED

0ケースf)
一体LED

オフィス専有部の LCCO2 試算結果⑵

ケースb)
Hf

図 ‑9ケース f） LED（一体型）

30ケースg） LED（一体型）+明るさセンサ

25ケースe)
直管LEDケースf)
一体LEDオフィス専有部の LCC 試算結果⑵単位設備電力 [Wh/h/m2]

25.2ケースh） LED（一体型）+明るさセンサ+人感センサ
LCCO2 の試算結果を図‑6 及び図‑7 に示す。LED化したケースf ）は，ケースb）と比較して 25％の削減効果がある。また，センサ制御した場合のLCCO2 削減効果は大きく，ケース b）と比較して，明るさセンサを組み2016.41512.3

12.1

12.5

9.1

109.8
7.350ケースa） ケースb） ケースc） ケースd） ケースe）ケースf） ケースg） ケースh）
FLRHfHfHf
直管一体
一体
一体
明るさ明るさLEDLEDLEDLED
人感
明るさ 明るさ合わせたケースg）
では 45％，更に人感センサを組み合わせたケースh）
では 60％程度の削減を期待できる。

図 ‑10

オフィス専有部の単位設備電力の試算結果

図 ‑7 では，直管型 LED と一体型 LED がほぼ同等のLCCO2 である。

た。

一体型 LED の技術進歩は著しく，今後 LCCO2 を更に削減できる可能性がある。

以上の試算結果から，照明の LED 化にプラスして，センサ類の活用が省エネルギーに大きく貢献することがLCCの試算結果を図‑8 及び図‑9 に示す。図‑8 の傾分かった。照明方式の計画段階では，器具の設置場所や向は，図 ‑6 の LCCO2 と同様である。いずれのケース

メンテナンス性など多角的に検討し，最良な照明方式・でも，設備費用よりも電力量が占める割合が大きいため，制御方式を選定するべきと考えられる。

LCC低減のためにはLED化とセンサの併用が効果的で（ 2 ） 共用部への LEDダウンライトの導入ある。また，図‑9 では，ケースe）よりケースf）が小さ

これまで一般的であったFHT蛍光灯を標準とし，比いが，これは器具単価によるものである。

較のためFDL蛍光灯も加えた以下の検討ケースを比較

設計に活用できるデータとして，運用時の省エネ効した。

果を考慮した単位設備電力を図 ‑10 に示す。LED 化

ケースa） 蛍光灯ダウンライト FDL 27Wにプラスしてセンサによる制御を行ったケース g）はケースb） 蛍光灯ダウンライト FHT 32W

229.8 Wh/h/m ，ケース h）は 7.3 Wh/h/m と極めて小ケースc） LEDダウンライト 14.7 W

さく，センサによる制御の効果を再認識する結果となっケースd） LEDダウンライト 16.9W+人感センサ（ 42 ）270

電気設備学会誌

2015 年 4 月

100

更新/65年
修繕/65年
運用[電力]
運用[ランプ]
建設

LCCO2/65年[t‑CO2]

9080
70605040くなっている。その理由は，建設時と更新時のコストである。ケースd）の人感センサ付きLEDダウンライトは，他のケースの器具に比べ約 1.5 倍程度コストが高い。前述のLCCO 2 と同様に運用時の削減効果が大きくないにも関わらず，建設時と更新時コストへのインパク

30

トが大きい結果となった。

2010運用時の省エネ効果を考慮した単位設備電力を図‑130ケースa)
FDL27W

図 ‑11ケースb)
FHT32Wケースc)
LEDケースd)
LED
人感センサ

共用部（廊下想定）の LCCO2 試算結果に示す。ここでは，ケースc）とd）がそれぞれ 4.6 Wh/h/m2，4.0 Wh/h/m2 と極めて小さい値である。この値は，ケース b）の 10.6 Wh/h/m2 を基準とした場合，

10更新/65年
修繕/65年
運用[電力]
運用[ランプ]
建設

9LCC/65年[百万円]87660％程度まで低減されており，センサの有無に関わらず，LEDによる省エネルギー効果の大きさを表している。
以上の結果から，共用部の照明に LED ダウンライトを採用することで，蛍光灯照明に比較して LCCO2，54LCC ともに低減されることが明らかになった。ただし32LED照明の場合に，LCCO 2 では人感センサの有無で大1

きな差は見られなかった。さらに，LCC では人感セン

0ケースa)
FDL27W

図 ‑12ケースb)
FHT32Wケースc)
LEDケースd)
LED
人感センサ共用部（廊下想定）の LCC 試算結果

サ付きはセンサなしより不利になった。これは，既にLED照明本体の消費電力が小さいため，センサの効果によるランニングコスト低減額が，イニシャルコストを回収するには至らないためである。よって，計画段階で

20

単位設備電力 [Wh/h/m2]

1816

は人感センサ付きLEDを採用すべきかどうかの判断を，15.0

1412LCCの点からも検討する必要がある。

10.6（ 3 ） タスク・アンビエント照明

10864.64蛍光灯であるケースa）
を評価基準としてLED照明の4.02ケースa） 全般照明のみ，FHP45W#2 灯用

0ケースa)
FDL27W

図 ‑13ケースb），ケースc），ケースd）
について検討した。

ケースb)
FHT32Wケースc)
LEDケースd)
LED
人感センサ共用部（廊下想定）の単位設備電力の試算結果

ケースb） 全般照明のみ，LED35W
ケースc） LED35 W+LEDスタンド 13 W
ケースd） LED35 W+人感センサ付きLEDスタンド
11W

LCCO 2 の 試 算 結 果 を 図 ‑11 に 示 す。LCCO 2 で は，運用時に消費する電力が大半を占めている。ケース c）

LCCO2 の試算結果を図‑14 に示す。ケースa）とケーの LED は，器具の消費電力が低いため，ケース b）にスb）の比較からFHPをLEDにすることで 35％程度の比べ半分程度である。これと比較すると，ケース c）と500

ケース d）の差は小さい。これは，センサによる電力削更新/65年
修繕/65年
運用[電力]
運用[ランプ]建設

450減分とセンサ自体の消費電力が見合いとなるためであり，LCCO2 削減の観点ではセンサの効果は必ずしも大きくはないことが分かった。
LCC の試算結果を図 ‑12 に示す。まず，従来照明群

LCCO2/65年[t‑CO2]40035030025020015010050（ケース a），b））と LED 群（ケース c），d））の比較では，0ケースa)
FHP

運用時での電力消費が少ないことから，LED群のほうがLCCを低くできることが分かる。一方LED群の中での比較として，ケースd）
は，ケースc）
よりもLCCが高J. IEIE Jpn. Vol. 35 No. 4

図 ‑14ケースb)
LEDケースc)LED
タスクケースd)
LED
タスク
センサ

タスク・アンビエント照明の LCCO2 試算結果
271（ 43 ）LCCO2 が削減されており，LED 化の効果が明らかになった。

以上の結果から，LED を活用したタスク・アンビエント照明手法がLCC，LCCO2 のいずれでも優れている

次に LED 全般照明方式のケース b）とタスク・アンことを確認した。節電など照度に関連する取組みも広ビエント方式のケース c）及び d）の比較では，照度がまっている中，アンビエント面での「明るさ感」を増す

750 lx から 300 lx となり照明器具台数も半減したため，ために，反射率や明るさを感じ易くする建築内装材選定50％以下に削減される。また，LEDスタンドの人感セへの配慮なども，タスク・アンビエント手法においてンサ有無を比較したケースc）とd）では，ケースd）がケーは重要な要素と思われる。LCC，LCCO2 低減のために

ス c）に比べ若干減少し，人感センサによる制御効果がは電気設備の技術だけに留まらず建築要素も交えたアプあることが分かった。

ローチが必要であろう。

LCCの試算結果を図‑15 に示す。LEDのケースb）
は，5.

太陽光発電に関する検討

これは両ケースの器具台数は同じであるが，器具単価が5.1

近年の動向異なるためである。しかし，ケース b）
は運用時の消費2012 年 7 月に導入された「再生可能エネルギーの固を電力が大きく削減されたため，LCCO2 ではケースa）

定価格買取制度」では，買取価格や買取期間は，事業が若干下回った。LED化によるイニシャルコストアップ

効率的に行われた場合に通常必要となるコストを基礎に，をランニングコストの削減で補っているといえる。

利潤などを勘案して定められている 。このため，太陽FHPであるケースa）に比べ建設・更新コストが大きい。

タスク・アンビエント照明の単位設備電力を図‑16 に2

光発電を事業として実施する事業者が増加し，太陽光発示す。評価基準となるケースa）が 16.1 Wh/h/m であ電の導入量が急激に増加している10）。このように太陽光

り，LED照明のケースb）は 9.6 Wh/h/m2 で，ケースa）

発電の採算性に注目が集まっているが，制度の本質は再を大きく下回った。タスク・アンビエント方式のケースc）

生可能エネルギーの普及促進による環境負荷削減にあり，はでは 3.3 Wh/h/m2，センサ付きスタンドのケースd）

この環境負荷削減効果の定量的評価は極めて重要である。

2

3.1Wh/h/m と極めて小さい値となった。

また，東日本大震災以降，BCP に対する取組みとして，太陽光発電だけではなく蓄電池の活用も注目されている。

50更新/65年
修繕/65年
運用[電力]
運用[ランプ]
建設

LCC/65年 [百万円 ]4540353025

立電源としての活用が可能であり，今後導入事例が増えていく可能性がある。
5.2

2015

検討対象

高圧受電の事業所に，太陽光発電システムを設置する

10場合を想定する。概要は図 ‑17 のとおりであり，屋上

50ケースa)FHP

図 ‑15蓄電池は，通常時には電力ピークの抑制，非常時には独

ケースb)
LEDケースc)LED
タスクケースd)
LED
タスク
センサ

タスク・アンビエント照明の LCC 試算結果

設置を想定して発電出力 10 kW とした。最近の太陽光発電は，固定価格買取制度を活用した売電事業目的で設置し，発電電力を全量売電する例が多い。これを踏まえ，評価対象とする検討ケースを次のa）〜c）とした。
ケース a ） 太陽光発電システム 10 kW・全量売電

20

単位設備電力 [Wh/h/m2]

1816.1ケース b） 太陽光発電システム 10 kW・余剰売電

1614ケース c） 太陽光発電システム 10 kW・余剰売電

129.610蓄電池 10 kWh設置

85.265.0る。発電電力量分の CO2 を削減でき，全量売電で得ら42れる収入をLCCの削減分とする。太陽光発電システム

0ケースa)FHPケースb)
LEDケースc)LED
タスクケースd)
LED
タスク
センサ

図 ‑16 タスク・アンビエント照明の単位設備電力の試算結果（ 44 ）272

ケース a）
では，発電電力量を全て電力会社に売電すは，配電系統には低圧で連系する（図‑17 ⒜）。
ケースb）では，発電電力量のうち自家消費以外の余剰分を売電する（図‑17 ⒝）。
電気設備学会誌

2015 年 4 月

表 ‑4

高圧配電線
kWh

建設・更新・廃棄時の CO2 原単位CO2 原単位［kg‑CO2/kW］

受電点

部材の分類

文献値

6.6kV/210V

低圧配電線

パネル

kWh

PCS

PCS

PCS

周辺機器

製造

972.2

輸送

12.5

製造

図 ‑17

検討対象システムの構成

なお，実際には事業所の負荷機器の合計消費電力は，10 kWよりも十分大きいと考えられるため，ここでは余剰電力（受電点での逆潮流）は発生せず，全量を自家消費

984.7

PCS

42.9

接続箱

2.8

配線材料

11.5

架台

343.1

365.3

輸送
太陽電池モジュール 蓄電池

太陽電池モジュール

設定値
（輸送込）

45.6
15.2

25.9

部材ごと按分交換部品供給（PCS）

45.8

45.8

使用後処理

11.8

11.8

表 ‑5

建設時のコスト原単位

分類

原単位

太陽電池モジュール254.2 千円 /kW

PCS

64.6 千円 /kW

するとして計算する。自家消費により，電力会社からの架台

50.2 千円 /kW

買電量が減る分をLCCO2 及びLCC削減分とする。

蓄電池

537.0 千円 /kWhケースc）
では，発電電力量のうちピークカット（最大需要電力の低減）目的で蓄電池を充電し，残りを余剰売電ある。これをもとに，計算上の便宜を図るため，輸する。

送に係る原単位を部材ごとの CO2 排出量比で按分

なお，実際にはケース b）と同様に余剰電力はないもした値（表中の設定値）を用いた。のとし，全量を自家消費するとして計算する。蓄電池を④建設時コスト：文献 12）に記載された，2014 年度の適正に運用することで，年間の最大需要電力削減（ピー固定価格買取制度の買取単価の設定根拠として示さクカット）できると仮定し，自家消費による買電削減分れたコストデータのうち，10 kW〜50 kW の 2013とピークカットによる基本料金削減分を LCCO2 及び年 10 月〜12 月期の平均値である 369 千円 / kWLCCの削減分とする。

を，文献 13）における部材別コストデータの比率

太陽光発電を設置しない場合を基準とし，基準よりで按分し，最新の部材別コストとして計算に用いた。

CO2 やコストが増加する分をプラス，削減できる分をまた，蓄電池コストには，文献 1）で使用されていマイナスとして評価する。

る値を用いた。これらをまとめて表‑5 に示す。

5.3

検討条件

評価のための各種条件を，以下のとおり設定した。

⑤蓄電池システム効率：リチウムイオン電池を想定
し，充放電効率を 95％，PCS効率を 95％とした。

①年間発電電力量：太陽電池モジュールを，東京地区，⑥更新，修繕周期：更新周期を太陽電池パネル 20 年，南向き，傾斜角度 20°で設置する条件で，NEDOPCS 10 年，蓄電池 8 年とした。修繕は毎年行うこが提供する発電量試算ソフトウエアの STEP‑PVととし，修繕周期を 1 年とした。

を用いて計算した。10kWシステムの場合の発電電力量は 11 019 kWh/年である。

⑦蓄電池設置によるピークカット効果：本検討では，事務所ビルにおいて実測したロードカーブを用②売電単価：2014 年度の 10 kW以上の買取価格であいて，蓄電池設置によるピークカット効果を定量

る 32 円に，消費税を足し合わせた 34.56 円/kWh的に設定した 14）。誌面の都合上，詳細を割愛するとした。

が，10 kWhの蓄電池を設置した場合のピークカッ③建設，更新，廃棄時CO2 原単位：文献 1）で使用しト効果を，標準的なビルでは 5kWと設定した。また，た原単位を見直し，新たに文献 11）をもとに表 ‑4

蓄電池は年間を通して，毎日 22 時から翌朝 8 時まのとおり設定した。表中の文献値とは文献 11）に記

でに蓄電池を全容量充電し，当日 8 時から 22 時ま載された部材別の発電出力（kW）当たりの原単位ででに全電力量を放電する理想的な運用がされるもの

J. IEIE Jpn. Vol. 35 No. 4273（ 45 ）

400

LCCO2/65年[t‑CO2]

300
200100は大幅にプラスである。

更新/65年
修繕/65年
運用[電力]
建設
合計

6.

本報では，変圧器，照明，太陽光発電の 3 種類の

0‑159‑100‑200‑245‑245‑400ケースa)
全量売電

80

LCC/65年 [百万円 ]6040

電気設備に焦点を当て，最新の機器性能等を考慮した
LCCO 2 ，LCCの評価を行った結果を紹介した。本報で

‑300

図 ‑18

おわりにケースb)
余剰売電ケースc)
蓄電池設置

太陽光発電に関する LCCO2 の試算結果示した評価結果はあくまでも例であり，実務の場面では，対象物件や対象設備により適切な条件設定を行う必要がある。
地球環境を考慮した電気設備構築のためには，本更新/65年
修繕/65年
運用[電力]
建設
合計報で紹介した LCCO 2 ，LCC による評価は極めて重要である。地球環境委員会では，今回の検討結果を，
38.1

IEIEJ‑B‑0030「地球環境を考慮した電気設備」の追補20版として，電気設備学会ホームページで公開する予定で
0‑203.3ある。実務者がLCCO 2 ，LCC評価を行うための資とし‑10.1ていただければ幸いである。

‑40

ケースa)
全量売電

図 ‑19ケースb)
余剰売電

ケースc)
蓄電池設置

太陽光発電に関する LCC の試算結果とした。
5.4

検討結果

では削
LCCO2 の試算結果を図‑18 に示す。ケースa）減できる CO 2 排出量のほうが大きく，折れ線で示した
LCCO 2 合計はマイナスである。ケースb）
は，ケースa）
に対して発電電力の売電方法が変わるのみであるため，と同じである。ケースc）
では蓄電池
LCCO 2 はケースa）の建設・更新・修繕でのプラス分と，充放電ロスにより発電電力量中の消費電力量が小さくなるマイナス分の減少により，合計LCCO 2 削減量は，ケースa），ケースb）の 3 分の 2 程度に減少する。
ケースa）〜b）のLCCの試算結果を図‑19 に示す。ケース a）
では建設・更新コストを最近のコストデータを元に計算したため，合計LCCはマイナスである。ケースb）
では発電電力を全て自家消費するため，買電電力料金を削減できるのみであり，費用削減分がケース a）
より小さく，合計LCCはプラスである。ケースc）
では，ピー
クカット効果による基本料金削減によりマイナス分が大きくなるが，蓄電池分の費用が大きいため，合計 LCC（ 46 ）274

参考文献

電気設備学会：「地球環境を考慮した電気設備」IEIEJ‑B‑0030（2003 年）
日本建築学会：「建物の LCA 指針（案）」（ 1999）空気調和衛生工学会：「空気調和・衛生設備の環境負荷削減マニュアル」（2001）
建築保全センター：「建築物のライフサイクルコスト」（2000）
例えば，日本建築学会：「建物の LCA 指針改定版」（2013）
変圧器の性能の向上に関する製造事業者等の判断の基準等（2012 年 3 月 30 日告示第 71 号）
建設物価調査会：建設物価（2014 年 9 月号）
2014 年度版公共建築工事標準単価積算基準
資源エネルギー庁：「再生可能エネルギー固定価格買取制度ガイドブック」
10） 資源エネルギー庁 News Release：「再生可能エネルギー発電設備の導入状況を公表します」（ 2006）
11） NEDO：「2007 〜 2008 年度新エネルギー・産業技術総合開発
機構委託業務成果報告書 太陽光発電システムのライフサイク
ル評価に関する調査研究」（ 2009）12） 資源エネルギー庁省エネルギー・新エネルギー部：「最近の太陽光発電市場の動向及び前回のご指摘事項について」，調達価格等算定委員会 第 13 回配布資料（2014）
13） 資源エネルギー庁省エネルギー・新エネルギー部新エネルギー対策課：「2012 年度新エネルギー等導入促進基礎調査太陽光発電システム等の普及動向に関する調査」（2013）
14） 小林他：「電気設備の LCCO2 ，LCC 削減のケーススタディ（第5 報）−太陽光発電システムと蓄電池の導入効果−」，2014 年電気設備学会全国大会 F‑15
（2014）

電気設備学会誌

2015 年 4 月