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2017
Study on LCCO2 and LCC Saving on Electrical Installations（一社）電気設備学会

1.

表 -1

はじめに

電気設備学会地球環境委員会では，電気設備に関する環境負荷削減手法のライフサイクル CO（以下，2

地球環境委員会

電力 CO2 排出係数の調査結果 2），3）

出典

排出係数
[kg-CO2/kWh]

公表時期

電気事業低炭素社会協議会

0.531

2017 年 6 月
2016 年 12 月

温対法 ･ 調整後係数 東京電力

0.491

及びライフサイクルコスト（以下，LCC）
評価を
LCCO2）

中部電力

0.482

行っており，近年の技術や価格などの状況変化が著しい，関西電力

0.496

代替値

0.587

変圧器，照明，太陽光発電の 3 項目について，最新技術のLCCO2，LCCによる評価を行い，2015 年 4 月号の学会誌に報告（以下，前回報告）
した 1）。に公開された電気事業者別排出係数であり，2015 年度

その後 2 年以上経過し，LED 照明のさらなる高効率の実績値に基づく値である 3）。表-1 には東京電力等の化や太陽光発電の普及に伴うコストダウンが進んだこと

電気事業者の例と，実際の排出係数が把握できない場などを踏まえ，前回報告内容の見直しを行った。

合に使用する代替値を示している。本稿は，LCCO2 と2.

電力 CO2 原単位（排出係数）の動向他

LCC の削減手法の一般的な条件による評価を目的としている。また，温対法代替値は実際の使用頻度は低いとLCCO2 評価において共通的な条件である電力CO2 原考えられる。以上を踏まえ，電気事業低炭素社会協議会

単位は，前回報告では，電気事業連合会による 2013の公表値である 0.531kg-CO2/kWhを用いることとした。

年 7 月時点の 5 年間平均値（クレジット反映分）である

なお，その他の共通条件として，電気料金には前回報

0.406kg-CO2/kWhを用いていた 。
1）

表-1 に，2017 年 8 月時点で公開されている電力CO2
原単位のうち，主なものを示す。電気事業低炭素社会協
議会が公開した 0.531 kg-CO2/kWh は，2015 年度に事業活動を行った 39 事業者の実績である 2）。温対法・調整後係数は，特定排出者の温室効果ガス排出量算定用委員会構成
委 員 長委員
〃〃
〃
〃
〃
〃
〃
〃
〃
〃
事 務 局

滝澤
総小野田修二
小田島範幸
菊池良直
小林浩
鷹野一朗
寺田克己
留目真行
本間大策
丸林洋大
森明
渡部裕一
齋藤範幸

J. IEIE Jpn. Vol. 37 No. 11

㈱日建設計
大成建設㈱
清水建設㈱
東光電気工事㈱㈱トーエネック
工学院大学
東芝インフラシステムズ㈱
㈱関電工
国土交通省
パナソニック㈱（公財）産業廃棄物処理事業振興財団
鹿島建設㈱（一社）電気設備学会

告にならい，東京電力の最新値である 2017 年 7 月時点
での業務用電力（高圧）契約の単価を，建築物寿命としては 65 年を用いた。

3.

変圧器に関する動向

変圧器の効率については，2014 年 4 月より第二次判
断基準（第二次トップランナー基準）が告示された以降，新しい基準は公表されていない。このため，LCCO2，LCC 評価における変圧器損失電力量には変化はない。
また，コストについても，文献 4）を調査した結果では，前回報告で検討対象としたモールド三相 300 kVAの実勢価格は 2 830 000 円であり，2014 年 9 月の価格と同じであった。変圧器の価格は鉄や銅などの材料価格の影響を受けるため，出荷開始後 3 年以上経過し普及が進みつつあるものの，価格低下はないのが現状である。よって，LCCO2，LCC削減手法の優位性比較への影響はない。
813（ 47 ）4.

照明に関する検討4.1

前回報告以降の動向

ここ 2～3 年の動向としては，LED 照明のさらなる普及拡大が挙げられる。器具の低価格化とエネルギー消費効率（lm/W）の飛躍的な向上を背景に，急激に普及率が高まっている。
（一社）
日本照明工業会の自主統計 5）で

図 -1

オフィス専有部の平面図と照度分布の例

は，LED照明器具の出荷数量比率が 95％を超えてきてケースe） LED
（直管ランプ交換型）いる。本稿では，最新のLED照明のオフィス専有部へ

ケースe）
2017 LED（直管ランプ交換型）の導入効果を，前回報告時の仕様のLED照明器具を使ケースf） LED（一体型）用する場合と比較することで試算した。

ケースf）2017 LED
（一体型）

4.2

検討条件

前回報告での試算に用いた仮想オフィスと同様の空間

ケースg） LED（一体型）
＋明るさセンサ
ケースg）2017 LED（一体型）＋明るさセンサを想定した。検討条件，検討対象を次に示す。

ケースh） LED（一体型）
＋明るさセンサ＋人感センサ（ 1 ） 共通条件

ケースh）2017 LED（一体型）
＋明るさセンサ＋人感①年間点灯時間：3 000 時間/年
②センサによる削減効果（LED一体型）：

センサ
LCCO2 の評価結果を図-2 及び図-3 に示す。前回報告

明 るさセンサのみ 25％，明るさ＋人感センサ 44％

時に比べて器具効率の向上により消費電力が小さくなり，※LED一体型器具における削減効果は，オフィス

LCCO2 削減効果は大きく，ケースf）
2017 のLED（一体型）専有部の試算に用いた照明器具の保守率 0.86 をでは，30％程度の削減となった。明るさセンサと人感セ使用し，文献 1）の計算方法により算出した。

ンサを組み合わせたケースh）2017 では，運用時の電力削③器具選定：同一台数でほぼ同照度となるよう 2017

減に大きな効果があるため，ケースf）と比較して 60％以年度公共施設型番から選定した。
④修繕周期，修繕率：10 年，20％⑤更新周期：20 年※LED寿命の製造者公称値は，40 000 時間のもの

上の削減効果を期待でき，LCCO2 の低減に寄与する。
図 -3 では，直管ランプ交換型 LED と一体型 LEDを比較しているが，一体型 LED の技術進歩が著しく，LCCO2 削減に有効であることが分かる。

が多いが，試算上更新周期を 20 年とした。

LCC の評価結果を図 -4 及び図 -5 に示す。図 -4，5⑥器具単価：文献 4）の単価を基本とし，文献 4）に記載の傾向は，図-2，3 のLCCO2 と同様である。いずれのがない製品については，前回報告資料の単価とした。

ケースでも，設備費用よりも電力量が占める割合が大（ 2 ） オフィス専有部の検討条件（図 -1）

きいため，LCC低減のためには最新LEDの使用とセン①平面プラン：6.4 m× 12.8 m（3.2 mスパン）

サの併用が効果的である。また，図-5 より，ケースe）②天井高さ：2.7 m

2017 とケースf）
2017 では器具単価の差も大きくなって③設定照度：机上面（床面高さ 0.8 m）750 lxおり，この点からも最新一体型LEDの使用が有効であ④器具形式：埋込下面開放ることが伺える。

4.3

検討ケースと検討結果

このように一体型LEDの技術進歩は著しい。直管ラン（ 1 ） オフィス専有部への最新 LED照明の導入

プ交換型LEDよりも放熱効率の高い製品設計が可能な

前回報告までの検討に使用した次のケースに最新ため，高いエネルギー消費効率（lm/W）の製品開発が進

LED照明を追加した。今回は，ケースe）からケースh）

んでいる。前回報告時のエネルギー消費効率（lm/W）は2017 についての比較検討を主体とした。

100 lm/W前後だったものが，現在では 150 lm/Wを超えケースa） FLR40W× 3 灯用ており，高効率に特化したタイプでは，既に 190 lm/Wにケースb） Hf32W× 2 灯用達している製品もある。このような背景の中で，ベースラ

ケースc） Hf32W× 2 灯用＋明るさセンサ

イトにおいては一体型の出荷比率が 90％近くを占めている。

 f32W× 2 灯用＋明るさセンサ＋人感センサ
ケースd） H（ 48 ）814

運用時の省エネ効果を考慮した単位設備電力を図 -6
電気設備学会誌

2017 年 11 月

更新/65年
修繕/65年
運用[電力]
運用[ランプ]
建設

LCCO2/65年[t‑CO2]180160140120
10080604030
単位設備電力［Wh/h/m2］

200200ケースf）

図 -2ケースf） ケースg）
2017ケースg） ケースh）2017

更新/65年
修繕/65年
運用[電力]
運用[ランプ]
建設

LCCO2/65年[t‑CO2]

160140120
10060ケースe）

ケースe）
2017

ケースf）

ケースf）
2017

図 -3 オフィス専有部の LCCO2 試算結果⑵（直管ランプ交換型 LED と一体型 LED の比較）

8.4

9.8
6.3

7.3

54.7

ｹｰｽa） ｹｰｽb） ｹｰｽe） ｹｰｽe） ｹｰｽf） ｹｰｽf） ｹｰｽg） ｹｰｽg） ｹｰｽh） ｹｰｽh）
2017
2017
2017
2017

図 -6

オフィス専有部の単位設備電力の試算結果見受けられる。
以上の試算結果から，一体型LED照明にプラスして，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5.

太陽光発電に関する検討

5.1

近年の動向

2012 年 7 月に導入された「再生可能エネルギーの固定価格買取制度」以降，太陽光発電の導入が進んでいる。

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]1012.5

良な照明方式・制御方式を選定するべきと考えられる。

40208765

このため設置費用も安くなってきたが，同時に買取価格も毎年安くなっている。その影響から発電事業者は，なるべく発電電力量を多くするために，パワーコンディショナ（PCS）の定格出力以上の太陽電池（PV）モジュールを設43置する設計，いわゆる過積載設計を行うようになった。こ2

れにより，発電所出力が同じでも実発電電力量が変化す

1
ケースf） ケースf）
2017

図 -4ケースg） ケースg） ケースh） ケースh）
2017
2017

オフィス専有部の LCC 試算結果⑴（一体型 LED の比較）

12LCC/65年[百万円]12.1 12.1

再認識された。今後も一体型LEDの動向に注視し，最80

更新/65年
修繕/65年
運用[電力]
運用[ランプ]建設

108ることになり，LCCO2 やLCCの試算結果に影響が生じる。
また，電力系統の電圧上昇抑制を目的に，発電事業者が電気事業者からの要請で，PCSを電力系統からみて一定の遅れ力率で運転する力率一定制御が一般的になりつつある。この力率一定制御を行うと，過積載設計の発電所では発電電力量に若干の影響を与えるといわれている。
これらの背景を踏まえ，過積載設計及び力率一定制御

6を行った場合の試算を行った。

45.2

2016.415

種センサを組み合わせた場合においても，同様の傾向が1800200ケースh）2017

オフィス専有部の LCCO2 試算結果⑴（一体型 LED の比較）

200025.225ケースe）

ケースe）
2017ケースf）

ケースf）
2017

図 -5 オフィス専有部の LCC 試算結果⑵（直管ランプ交換型 LED と一体型 LED の比較）に示す。Wh/h/m2 で見ることで，単純に省エネルギー

検討対象

検討ケースは，前回報告の出力 10 kW をベースに次のとおりとした。
ケースa） 標準：PCS10 kVA，PVモジュール 10 kW
PCS定格容量と同じ公称出力のPVモジュールを設置した場合である。

性能が評価できる。最新の一体型LEDであるケースf）

ケースb） 過
 積載：PCS10 kVA，PVモジュール 12 kW2017 は 8.4Wh/h/m であり，前回報告時最新であったPCS定格容量 10 kWに対して 1.2 倍の公称出力のPV

2ケースf）に比べ 33％の大幅減となっている。また，各J. IEIE Jpn. Vol. 37 No. 11モジュール（12 kW）を設置した場合である。
815（ 49 ）ケースc） 力 率一定制御：PCS10 kVA，PVモジュー

400
LCCO2/65年[t‑CO2]

ル 12 kW，力率一定制御
ケース b）
に対して，電圧上昇抑制対策として力率一定制御を行った場合である。力率値は東京電力等が推奨している 90％とする。

2001000‑100‑200‑300‑380‑451‑456‑400‑500

LCCO2 とLCCは，太陽光発電を設置しない場合を基‑600

準とし，基準より CO2 排出量やコストが増加する分を図 -7プラス，削減できる分をマイナスとして評価した。
5.3

更新/65年
修繕/65年
運用[電力]
建設
合計

300

検討条件

ケースa）
標準

更新/65年
修繕/65年
運用[電力]
建設
合計

60
LCC/65年[百万円]（ 1 ） 年間発電電力量
太陽電池モジュールを，東京地区，南向き，傾斜角度20°で設置する条件で，NEDOが提供する発電量試算ソ40200‑5.2‑20

フトウエアのSTEP-PV Ver.2 試用版を用いて計算し‑40た。前回報告で使用した STEP-PV との大きな違いは，

図 -8計算の基となる気象データが新しくなった点である。

ケースc）
過積載＋力率一定

太陽光発電に関する LCCO2 の試算結果

80

試算のための各種条件を，次のとおり設定した。

ケースb）
過積載

‑6.8

‑7.0

ケースa）
標準

ケースb）
過積載

ケースc）
過積載＋力率一定

太陽光発電に関する LCC の試算結果（ 2 ） 買取価格

きるコストのほうが大きく，LCC 合計はマイナスであ2017 年度の 10 kW 以上の買取価格である 21 円＋消る。ケースb）
は，ケースa）に対して建設時と更新時の費税とした。

PVモジュール分のコストが 1.2 倍になるが，LCC合計（ 3 ） 建設時コストはマイナスである。

文献 6）に記載された，2016 年度の固定価格買取制度の買取単価の設定根拠として示されたコストデータのう

ケースc）
では，ケースb）
より発電電力量が減る分のみLCC合計がケースb）より大きくなる。

ち，10 kW～50 kW の 2016 年通年の平均値である 327

以上の結果から，過積載設計はLCCO2 とLCCの削減

千円/kW（前回報告では 369 千円/kWを採用）
を，文献に寄与し，力率一定制御がLCCO2 とLCCに与える影響

7）
における部材別コストデータの比率で按分し，最新のは小さいことが確認できた。

部材別コストとして計算に用いた。
上記以外の条件は，全て前回報告と同じとした。
5.4

検討結果

6.

おわりに

本稿では，照明と太陽光発電に関する最新の LCCO2

LCCO2 の評価結果を図 -7 に示す。ケース a）では削とLCC評価事例を紹介した。これら以外にも，最近は減できる CO2 排出量のほうが大きく，折れ線で示した蓄電池の導入も進みつつあるが，前回報告で試算したリは，ケースa）
LCCO2 合計はマイナスである。ケースb）

チウムイオン電池の更新・修繕やコストに関わる情報がに対して建設時と更新時のCO2 排出量がPVモジュール十分ではない。これを踏まえ，今後地球環境委員会では，を 1.2 倍とした分だけ大きくなるが，発電電力量がほ蓄電池に関する調査を実施する予定である。

ぼ 1.2 倍（計算上は 1.198 倍）になるため，LCCO2 削減量はケースa）より大きくなる。
ケース c）
では，力率一定制御が発電電力量に影響を与えるのは，発電電力が定格容量 10 kVA に力率 90％を乗じた 9 kWを超過する場合のみであるため，発電電
力量はケース b）とほぼ同じ（計算上は 0.99 倍）である。
また，ケースb）のPCの制御方法を変更するのみである
ため，建設時や更新時のCO2 はケースb）と同じである。
よって，LCCO2 試算結果はケースb）とほぼ同じである。
LCCの評価結果を図-8 に示す。ケースa）
では削減で（ 50 ）816

参考文献1） 電気設備学会：「地球環境を考慮した電気設備」IEIEJ-B-0030（2003 年）2） 電気事業連合会：「電気事業からの CO2 排出量等について」，
http：//www.fepc.or.jp/about_us/pr/kaiken/__icsFiles/
afieldfile/2017/06/16/kaiken_20170616.pdf3） 環境省：「電気事業者別排出係数（特定排出者の温室効果ガス排出量算定用）－平成 27 年度実績－」，http：//www.env.
go.jp/press/files/jp/106409.pdf
4） 建設物価調査会：建設物価（2017 年 6 月号）
5） 日本照明工業会：照明器具自主統計（2017 年 6 月分）
6） 資源エネルギー庁：「電源種別（太陽光・風力）のコスト動向等について」，平成 28 年 11 月
7） 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：「平成 24 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）
電気設備学会誌

2017 年 11 月