デンマーク王国にみる柔軟なエネルギー・システムの構築と地域熱供給（最終回）
載

田中いずみ
第 ３ 回

連

デンマーク大使館 上席商務官（エネルギー・環境担当）

脱炭素社会を目指して

低温化と第４世代熱供給

い、給湯用温水は消費者側には 45℃で供給されている。

連載第 1 回目でも紹介した通り、デンマークは第４世

レジオネラ菌は温水の熱交換器と温水システムへの滞留代熱供給への移行を始めており、その取組みの特徴は熱量を少量に抑える、ドイツの規制 DVGW W55（ドイツ源の多様化、供給温度の低下である（図 1）。現在の多ガス水道技術科学協会が定めた水関連規格）に基づいた

くの地域熱供給は 80℃前後で供給され、還り水の温度設計によって制御されている。

は 40 〜 45℃くらいになっているが、将来は往き 50℃、還り 25℃くらいを目指している。低温化は次世代地域熱供給の重要な要素であり、廃熱、ヒートポンプ、太陽様々な再生可能エネルギー熱、未利用エネルギーの活用

熱、地中熱など、高温度の熱供給では活用が叶わない熱

地域熱供給の 1 つの利点はそのシステムの柔軟性にあ源の活用を可能にし、再生可能・未利用エネルギーのさる。複数の熱源を持つ、より大規模な地域熱供給システらなる活用を促す。低い還り温度は、CHP（熱電併給）

ムでは、熱の需要、売電価格、自治体等の温暖化ガス削設備を高い効率で運転することを可能とし、断熱性が高減目標などの方針によって燃料源を替えることが可能とい配管システムで低温温水を使用することにより、熱供なる。地域熱供給システムでは、需要家側の設備を変え給網においての熱損失を低減させる。

ることなく、新しい燃源を導入することができる。デンAlbertslund（アルバーツルン）市では既に第 4 世代

マークは 2030 年には地域熱供給の熱源の 90％を再生可地域熱供給への移行を始めているが、しばらくは既存の（比較的）高温での供給網と低温供給網が混在する。新表1 再生可能エネルギー・未利用エネルギー

しい低温システムの供給温度は 55℃で、還り温度は約

木質バイオマス、ワラ、バイオガス（有機再生可能エネルギー 廃棄物）、太陽熱、余剰の風力発電

30℃である。低温熱供給網は既存の地域熱供給システム未利用エネルギーからの還り水を混ぜることにより 55℃にして供給している。住宅の暖房は床暖房とラジエーターを通じて行な
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一般・産業廃棄物の燃焼処理からの熱工場やスーパーなどからの排熱、海水─

られるが、デンマークも廃棄物の広域処理を推奨し、いくつかの自治体が共同で所有・運営する廃棄物焼却設備が多い。それらも熱源となっている。国内最大の
廃 棄 物 焼 却 設 備
VESTFORBRÆNDING（ヴェストブレニン）は 19の 自 治 体 で 所 有 し、 人 口
934,000 人、 企 業 数 60,000
社 の 年 間 100 万 ト ン の 家
庭・事業一般廃棄物と産業廃棄物を処理している。現在 63,000 世 帯 分 相 当 と なる 約 1.2MWh の 熱 を 地 域
熱供給網に供給し、140,000
万 人 分 相 当 と な る
250,000MWh の電力を売電している。現在は 5 つの自治体に熱供給を行なっているが、今後供給エリアを拡張していくことを目指している。
図1 地域熱供給ネットワークの歴史的発展（出典：State of Green「地域熱供給 都市部のエネルギー効率化」p.28、https://stateofgreen.com/files/download/2600）

なお、世界の多くの都市部と同様に、デンマークでも冷房の需要が高まってい能エネルギーにすることを目指しており、表 1 のようる。2025 年に CO2 ニュートラル達成を宣言しているコな再生可能エネルギー熱、未利用エネルギーの活用は今

ペンハーゲンなどの主要都市では、オフィスやデータセ後さらに加速する。

ンターなどの商業施設に向けた地域冷房の導入が始まっ

連載第 1 回目で示した通り、再生可能エネルギー熱、 ている（図 2）。地域冷房は冬の間、6℃以下の海水を活未利用エネルギーが熱源の半分以上を占めていて、その用して、冷水を供給する。その他の時期は海水を設備の多くはバイオマス（2015 年、木質バイオマス 52％、ワ冷却に使用することにより、コンプレッサーを利用するラ 18％）が占めた。多くのバイオマスの燃焼設備は熱のと比較して電力消費を最大 70％減らしている。夏の供給のみを行なう 1 〜 10MW 規模のプラントで、100数ヶ月間は、熱供給プラントの排熱を吸収式冷凍機で活〜 10,000 世帯の熱供給を担っている事業が多い。一方、 用して冷水をつくっている。
大規模都市では低（脱）炭素化を掲げていることが多く、大規模 CHP（第 1 回で紹介した通り、火力発電には熱電併給が義務付けられている）の燃料は石炭などからバイオマスへと転換が進んでいる。

脱炭素のための柔軟なエネルギーシステムの構築に向けて
第 1 回目で紹介した通り、地域熱供給の柔軟なシステ
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連 載 ／ デンマーク王国にみる柔軟なエネルギー・システムの構築と地域熱供給

日本でも同様の傾向が見太陽熱を活用した大規模な季節間蓄熱られており、CHP プラントは電力需給状況によって変動する売電価格に基づいて運転制御を行なっている。蓄熱は、電気を電池などで電気として蓄めておくより、価格、効率の両面で優位性がある（図 3）。変動が多い再生可能エネルギーの導入を進めることを可能にするために、経済的にもエネルギー効率的にも有利な手段を検討してきた結果、地域熱供給網が発達しているデンマークではエネルギーをお湯として貯めておくという手段に行きついた。
電力自由化を 20 年ほど前に成し遂げ、多国間で電力網を接続し、再生可能エネルギーの大量導入に移行しつつある北欧では、電力価格が大きく変動する。近年、風写真 ドロニングルン（Dronninglund）の37,573㎡の太陽熱収 集パネルと62,000㎥の季節間蓄熱槽（出典：http://arcon-sunmark.
com/newsandmedia/dronninglund-district-heating-denmark）

デンマークは日本の一番日照条件が悪い秋田よりも更に恵まれていないが、太陽熱を使った熱供給が盛んに行なわれている。太陽光から得た熱は大きな池のような季節間蓄熱施設に貯められ、大規模な事例では年間熱供給量の 4 割を占める。デンマーク国内での地域熱供給への適用のみならず、デンマーク国外で鉱山などで必要なプロセス熱の供給も担っている。

力発電が全電力に占める割合が増え、風力による電力供給量によって電力価格が変動している。供給が過剰の際は電力価格が下がる反面、時には電力を消費することによってインセンティブを与えられる時もある。CHP プ
ラントを所有する熱供給事業者は電力価格が高い時に設備を稼働して売電を行ない、その時点では必要とされていない熱は蓄熱槽に貯めておく。そして売電価格が下がった際には CHP プラントを停止もしくは出力を下げ、必要な熱供給を蓄熱槽から行なう。蓄熱槽は工場の排熱※事例リストや事例の詳細は下記参照。
http://arcon-sunmark.com/brochuresなど熱供給事業者がコントロールできない外部の熱源の無駄のない活用にも一役買っている（写真 1）。CHP プ

ムは蓄熱、すなわちエネルギー貯蔵を可能としており、ラントを所有する熱供給事業者は電力価格によってプラ熱生産と消費のタイミングを分離するという意味で、巨ントの制御を行なっているが、熱供給のみを行なう事業大な「電池」として機能している。蓄熱は CHP プラント、者も電力価格が安い時にヒートポンプを介して熱をつく

太陽熱収集パネル、風力発電の余剰電力や工場の余熱なり、蓄熱槽に熱を貯めて必要な時に利用することで、バど、エネルギーを得られるときに熱として貯蔵し、必要イオマスなどの燃料費の削減に生かしている。電力市場なときに使うことを可能とする。と熱供給は切っても切れない関係にある。

蓄熱には短期間蓄熱設備（daily storage、アキュミュ

電気における分散型の再生可能エネルギー供給で見らレーターとも呼ばれる）と季節間蓄熱設備（seasonalれるように、熱供給においても時間帯によっては消費者storage）がある。ここでは前者を紹介する。

側の設備から熱供給網に熱を提供する消費者のプロシュ集中型および分散型 CHP には短期間蓄熱設備が備えーマー化（生産消費者化）が想定されている。現時点で需要側の熱交換器
流出水
海水取水

海水

地域熱供給プラント

冷水管（還り管）
冷水管（往き管）

図216

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コペンハーゲン市の地域冷房システム図

需要側の熱交換器

80

1000

60100

401020

電力

熱ガス

液化燃料

（％）

10000

効率100価格（€/MWh）

120100000

0

図3エネルギー貯蔵：価格と効率
価格
効率連 載 ／ デンマーク王国にみる柔軟なエネルギー・システムの構築と地域熱供給

10000000

エネルギー貯蔵の価格と効率（出典：Lund et al 2016）

は冷房・冷却設備を多く使うスーパーなどからの排熱が熱供給網で活用されている事例がある。これは低温熱供

写真1 アヴェドアプラント（Avedøre Plant）にある大規模短期間蓄熱タンク─アキュミュレーター（出典：State of Green）

給だから可能な事例である。
業側からのプッシュも既存の熱供給事業を低炭素化に導日本の地域熱供給の将来展望くのではないかとを期待している。小規模の熱供給はまデンマークは長期にわたり熱利用を促進する政策を展だ比較的に新しい取組みであるが、地域によってバイオ開し、今後もさらに再生可能・未利用エネルギーを活用マス以外の再生可能エネルギー（地熱など）を導入するしていく方針である。堅固（ロバスト）で、多様なエネなどして、広がることを期待している。

ルギー媒体が相互融通でき、エネルギー効率も経済性もバイオマス活用に関しては、FIT（固定価格買取制度）高いエネルギー・システムを目指し、その中のエネルギに熱利用が考慮されていないことを残念に思う。しかし、ー媒体の 1 つとして、熱が重要な役割を果たしている。

その点を指摘する専門家は少なくなく、今後熱利用を促日本が責任ある国際社会の一員として温室効果ガス削減進できるような改善があることを願う。そして 20 年間に取り組むのであれば、デンマークと同じように熱が今の FIT による電力買取りが終了する前に、熱利用も含後のエネルギー・システムの重要な位置を占めるべきだ

めた事業モデルが大きく展開されるようになることも期と考える。日本でのエネルギー需要の約 4 割は熱需要と待している。

言われており、プロセス熱、暖房、給湯などの熱源の非なお、熱利用を促進する方法としては、デンマークの化石化は急務である。熱をエネルギー媒体の 1 つとしてように発電所設置の際はCHP化を義務づける方法のほ

捉え、電気やガスなどと同じように考えられるような国か、ドイツにおける後付けのCHPプレミアム、すなわち、レベルでの政策的な枠組みなどが必要だと感じる。それ

高効率CHPとの系統連系の義務付け及びCHPからの電は一定の規模以上の熱供給事業者を管轄する施策ではな力への割増料金付与などの方法も参考になると思われる。

く、国として熱の供給をどうするかという切り口の考え方が好ましいと思う。
日本においての地域熱供給は二方向に展開していると考えている。1 つは熱供給事業法が適用される熱供給事業と、もう 1 つは主にバイオマスなどを使った小規模の熱供給。前者に関しては既に未利用熱の活用などが行なわれているが、さらなる導入に向けて、低温化を含めたシステム全体の効率化に将来があるのではないかと思う。
そのため国や自治体レベルが熱の供給にあたっての低炭素化を促進するのは必要だと思うし、既に世界で広がりを見せている 100％再生可能エネルギー利用を目指す企

田中いずみ 氏Tanaka Izumi

略歴1998 年カリフォルニア大学バークレー校天然資源学部環 境科学・マネジメ
ント・政 策科 修了後、株式会社東芝で環境技術の研究、スウェーデン大使館で科学技術、環境、エネルギー政策の分析に従事。2008 年東北大学環境科学研究科博士前期課
程 修了。修士。2014 年
1 月から現職。

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