デンマークにける熱の脱炭素化の最前線

2024年9月17日
デンマーク王国大使館
田中 いずみデンマークは2050年までに温室効果ガスの「純吸収国」に

Source: The Danish Ministry of Climate, Energy and Utilities, data covers all GHG-emissions in Denmark2

デンマークの経済成長とエネルギー消費／CO2排出量のデカップリング
200.0
180.0
160.0

140.0
120.0
100.0
80.0
60.0

40.0
20.0
0.0
1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022
GDP, 2010 水準

UDENRIGSMINISTERIET, MINISTRY OF FOREIGN AFFAIRS OF DENMARK

CO2排出量

エネルギー消費量

Danish Energy Agency https://ens.dk/sites/ens.dk/files/Statistik/figurer2022_-_figures2022.xlsx

電源構成（2022）
バイオマス
19%

バイオガス
3%

石油 天然ガス
1%
2%
石炭
13%

水力
0%

廃棄物-非再生可能
2% 太陽光

12 %

6%

17 %
風力54%

6%
輸入電力 約5％

再生可能エネルギー（風力, バイオマス・バイオガス, 太陽光）＝82％
Danish Energy Agency https://ens.dk/sites/ens.dk/files/Statistik/figurer2022_-_figures2022.xlsx

4

最終エネルギー利用（2022）

%

%

%

MINISTRY OF FOREIGN AFFAIRS OF DENMARK%%

Danish Energy Agency https://ens.dk/sites/ens.dk/files/Statistik/figurer2022_-_figures2022.xlsx%

5お伝えできれば嬉しいこと、、
 熱供給がエネルギーシステムの脱炭素化に向けて果たせる役割
 再生可能エネルギーの活用（バイオマス⇒再生可能エネルギー由来の電力）
 廃熱の活用
 熱供給が電力網への大量の変動性再生可能エネルギー*の導入を支えていること* 太陽光、風力MINISTRY OF FOREIGN AFFAIRS OF DENMARK

6

デンマークが目指すエネルギーシステム
セクター・カップリング

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7

デンマークにおいての熱供給の現状
 熱需要の約半分、エネルギー需要全体の17％が地域熱供給によって供給
 家庭部門は約171万世帯全世帯の66％が接続 お湯（70℃～）で供給（蒸気はほとんどなし） コペンハーゲンなどの6か所の大模集中型地域熱供給が国内の供給量56 %、67PJを供給
 400か所の中小規模分散型地域熱供給が約53 PJの熱を供給
 地域熱供給事業者の12.5％は自治体所有、85％は利用者組合など利用者が直接経営

8

UDENRIGSMINISTERIET, MINISTRY OF FOREIGNAFFAIRS OF DENMARK

地域熱供給のエネルギー転換
バイオマスは、2020年には全体の48％を占め、2022年には54％でピークに電化傾向により、2030年には34％、2035年には29％に減少を予測
地域熱供給の熱生産源見通し

PJ

160

140120100

806040200
2010

2015

2020

2025

2030

2035

排熱回収ヒートポンプ
地中熱
ヒートポンプ
電気ボイラー
太陽熱
余剰熱
その他の再エネバイオマス
再エネ廃棄物
バイオガス
天然ガス
非再エネ廃棄物
石油
石炭

Source: DEA, Klimastatus og fremskrivning 2023 https://ens.dk/sites/ens.dk/files/Basisfremskrivning/kf23_sektornotat_8a_produktion_af_el_og_fjernvarme.pdf

9廃熱利用のポテンシャル
 CHP （コジェネプラント）
 清掃工場 排熱の更なる活用
スーパーマーケット
データセンター水素

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10コペンハーゲン広域の地域熱供給- 38PJ (2020)‐ デンマーク全体の熱需要の約25％‐ 集中型コジェネプラント（2150MW)
ヒートポンプ（50MW）
産業排熱・下水排熱‐ 2700MWh の蓄熱槽

22自治体、100万人に供給
熱源
廃棄物焼却炉（25%）
発電所＝CHP（70%）
ボイラー （5%）
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11廃棄物焼却施設の排熱を、地域熱供給へ
コペンヒル

 コペンハーゲン中心部にある「廃棄物CHPプラント」
 スキーやボルダリングもできる、市民憩いの「ごみ処理場」
 廃棄物を燃料として発電、熱供給を行う

12

廃棄物焼却炉からの熱利用のヒント
コンペの条件① 美しい建物② 市民の行ける場所③ 見学・学習施設

MINISTRY OF FOREIGN AFFAIRS OF DENMARKNIMBY (not in my backyard)からの脱却＝ 熱源を熱需要の近くに立地できる

13

Waste Heat Map

食品小売
排水処理場
食品工場
地下鉄駅
発電所、蒸気工場、熱電併給工場

MINISTRY OF FOREIGN AFFAIRS OF DENMARKMoreno D., Nielsen S. & Persson U. (2022). The European Waste Heat Map.
ReUseHeat project - Recovery of Urban Excess Heat. Last update: 2022-05-31.
Available at: https://tinyurl.com/2wvh7ud7

14

排熱
EU
アクセス可能な排熱2,860TWh/y
民生部門の暖房・給湯需要
3,180 TWh/y
オランダ
アクセス可能な排熱
156TWh/y
民生部門の暖房・給湯需要
152TWh/y

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データセンターからの排熱活用事例
 IEAによると2021年にはデータセンターの電力消費量220-320 TWh
全世界の電力消費の0.9-1.3％に匹敵
 排熱の売却を二次ビジネスに Facebookのデータセンターが約 125,000 MWh の熱をオーデンセ市
7000世帯に地域熱供給を通じて無償で供給

Surplus heat from data centre used for district heating(stateofgreen.com)
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スーパーからの排熱の活用事例
 冷蔵設備からの排熱利用
 デンマークのスーパーMenyでCO₂ 排出量89.7%削減を達成
 回収された排熱はそのまま自家消費でも地域熱供給事業者に売却も可能

Danish supermarket cuts heating bill and CO₂ footprint Smart energy systems impact on supermarkets |with Danfoss Heat Recovery Unit (HRU) | DanfossDanfoss
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デンマークが水素を推進する背景
 グリーンな水素
再生可能エネルギーの変動の吸収
余剰電力の活用 排熱を地域熱供給で活用
 運輸部門の低炭素化
 輸出のためのグリーン燃料製造関連設備 (ガスシステム、 水素パイプライン、タンカー等)
 グリーンな水素を貯蔵するための岩塩空洞
セクター・カップリングの役割を果たす

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デンマークの水素戦略の特徴
 水素輸出国を目指す（対ドイツ、オランダなど）
 製造に関しては、グリーン水素のみに注力
 直接電化が優先 電化ができない、又は異常に高い価格になる場合のみ水素活用を推奨

地域熱供給は電化の方向に向かっている

MINISTRY OF FOREIGN AFFAIRS OF DENMARKデンマーク政府のPower-to-X戦略 - State Of Green19

部門別の直接・間接電化の理論的可能性
産業
家庭
地域熱供給と電力
交通
農業
その他
電化の可能性

ELECTRIFYING SOCIETYThe road to a more electrified Denmark （デンマーク語）
Source: Danish Ministry of Climate, Energy and Utilities

20デンマーク社会の電化

ELECTRIFYING SOCIETYThe road to a more electrified Denmark （デンマーク語）
Source: Danish Ministry of Climate, Energy and Utilities

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地域熱供給のエネルギー転換
バイオマスは、2020年には全体の48％を占め、2022年には54％でピークに電化傾向により、2030年には34％、2035年には29％に減少を予測
地域熱供給の熱生産源見通し

PJ

160

140120

100

8060

40

200
2010

2015

2020

2025

2030

2035

排熱回収ヒートポンプ
地中熱
ヒートポンプ
電気ボイラー
太陽熱
余剰熱
その他の再エネバイオマス
再エネ廃棄物
バイオガス
天然ガス
非再エネ廃棄物
石油
石炭

Source: DEA, Klimastatus og fremskrivning 2023 https://ens.dk/sites/ens.dk/files/Basisfremskrivning/kf23_sektornotat_8a_produktion_af_el_og_fjernvarme.pdf

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PTXからの余剰熱の活用可能性
PtXバリューチェーンの各段階、とりわけ電気分解から多くの余剰熱が発生。
PtX戦略でもその活用可能性について言及
PtX戦略における余剰熱利活用の可能性への言及（p.44）

PtXのバリューチェーン

電気分解、炭素回収、メタノール生産のPtXチェーンからの熱生産の割合想定

The surplus heat generated from PtX plants could, depending on localconditions, either be used in the local district heating grid or as process
heat in the value chain and in industrial contexts. The value of surplus
heat depends greatly on the temperature of the heat and how often it
is available. (…) If the temperature is high enough, and the heat isavailable for a large part of the year, the plant may potentially be ofvalue to a district heating grid.
PtXプラントから発生する余剰熱は、地域の状況に応じて、地域の地域熱供給網で利用するか、バリューチェーンや産業界でプロセス熱として利用できる可能性があります。余剰熱の価値は、温度
出典：DANSKFJERNVARME, GRØNENERGI, COWI, TVIS “POWER-TO-X AND DISTRICT HEATING”

デンマークのPtX戦略
https://stateofgreen.com/jp/publications/%e3%83%87%e3%83%b3%e3%83%9e%e3%83%bc%e3%82%af%e6%94%bf%e5%ba%9c%e3%81%aepower-to-x%e6%88%a6%e7%95%a5//と利用可能頻度によって大きく異なります。（中略）温度が十分に高く、年間を通じて多くの時間に熱を利用できるのであれば、地域熱供給網にとって価値あるものになる可能性があります。
9/17/2024

Page 23

DEA「技術カタログ」より電解技術別の熱利用可能性

回収可能な熱損失 16.4%
回収不可能な熱損失 5.0%

想定余剰熱温度

回収可能な熱損失 26.4%
回収不可能な熱損失 5.0%50-80℃

地域熱供給の供給温度によって、・直接利用 ないし・ヒートポンプ併用の可能性があり、直接利用できる低温地域熱供給がコスト面で有利
回収不可能な熱損失 8.4%

出典：DEA “Technology Data – Renewable fuels”

9/17/2024

Page 24

水素と廃熱活用
 コペンハーゲン・インフラストラクチャ・パートナーズ(CIP)社は、1GWの 電解に基づくグリーンアンモニアと船舶燃料の生産から得られる余剰熱で、エスビャウ(Esbjerg)市とヴァル デ(Varde)市の一般家庭15,000軒にグリーンな熱供給を行うことができると想定

 余剰熱の活用と電力による熱利用の料金引き下げに関する合意:
2021年9月、PtXプラントからの余剰熱を地域熱供給を促進する法規制を利用する好ましい機会 を創出する。
 Strategi for Power-to-X (stateofgreen.com)

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25

セクターカップリングのプレーヤーとしての熱供給

 蓄熱
 電力市場との関係

MINISTRY OF FOREIGN AFFAIRS OF DENMARK

26

蓄熱の必要性• 熱生産と消費のタイミングを分離• 日々の蓄熱 (Daily Storage)• 季節間蓄熱 (Seasonal Storage)27蓄熱設備 Accumulator = 電池
 大規模の蓄熱設備は週末の電力価格が安い時にプラントを停止することができる
 一日の中の熱需要の変動を吸収 売電価格の変動によって熱を(蓄熱設備から)供給
 再生可能エネルギー (主に風力発電) 出力変動を吸収電力供給と需要（イメージ図）

UDENRIGSMINISTERIET, MINISTRY OF FOREIGN
AFFAIRS OF DENMARKMINISTRY OF FOREIGN AFFAIRS OF DENMARK

29

熱供給が電力網の安定化に大きく寄与
(MW)

FCR

DR

1.0

aFRR

0.4

電池
電気ボイラー

56.0

ヒートポンプ
発電所

138.0

10.0

0.7
8.0

ディーゼルエンジン

MINISTRY OF FOREIGN AFFAIRS OF DENMARKmFRR

HOT|COOL NO. 2/2024 "NEW HEAT SOURCES"(flippingbook.com)

20.0
3.830

お伝えできれば嬉しいこと、、
 熱供給がエネルギーシステムの脱炭素化に向けて果たせる役割
 再生可能エネルギーの活用（バイオマス⇒再生可能エネルギー由来の電力）
 廃熱の活用
 熱供給が電力網への大量の変動型再生可能エネルギーの導入を支えていること

MINISTRY OF FOREIGN AFFAIRS OF DENMARK31日本語での参考資料

MINISTRY OF FOREIGN AFFAIRS OF DENMARK32