４DHガイドブック

スマートエネルギーシステム編

2024年3月
第4世代地域熱供給4DHフォーラム http://4dh.isep.or.jp/
特定非営利活動法人 環境エネルギー政策研究所

内容
I.

脱炭素社会に向けたスマートエネルギーシステムと4GDH
オールボー大学 Henrik Lund

II.

脱炭素化に向けた地域エネルギーシステムのデザイン手法
東北大学

III.

地域エネルギーシステムデザインのガイドライン
東北大学

IV.

中田俊彦

中田俊彦

Positive Energy Districts(PED)展開の可能性について
東京都市大学

4DHフォーラム

加用現空

http://4dh.isep.or.jp/

自然エネルギーの熱政策の実現や熱利用の普及のための調査・研究・意見交換・交流の場として、デンマーク
関係機関との協力のもとで、関連する研究者・行政・NGOなどで構成される「第4世代地域熱供給フォーラム」(4DHフォーラム)を2018年10月に創設した(事務局：特定非営利活動法人環境エネルギー政策研究所)。パリ協定に基づく欧州の熱戦略や熱ロードマップに基づく第4世代地域熱供給の知見・経験の共有を図るとともに、国内外での会議での情報交換や研究会・シンポジウムでの議論、国内での自然エネルギー熱利用普及のためのネットワーク形成を目指している。

特定非営利活動法人 環境エネルギー政策研究所（ISEP） https://www.isep.or.jp/
環境エネルギー政策研究所（ISEP：Institute for Sustainable Energy Policies）は、持続可能なエネルギー政策の実現を目的とする、政府や産業界から独立した第三者機関です。2000年9月、地球温暖化対策やエネル
ギー問題に取り組む環境活動家や専門家によって設立されました。私たちは、次のような持続可能なエネル
ギー社会を目指します。（1）自然エネルギーを軸とした効率的なエネルギーシステム、（2）エネルギー利用にともなう便益とリスクの分配が公平な社会、（3）エネルギー政策や社会政策の意思決定が透明で参加的な社会、（4）個人と地域が自立した地域分権型のエネルギー社会を柱とした持続可能なエネルギー社会を目指し、エネルギー政策の研究と提言、自然エネルギーの普及啓発に取り組んでいます。
免責事項：
本白書における見解は、特定非営利活動法人 環境エネルギー政策研究所（ISEP）のポジションを必ずしも反映したものではない。本白書内の情報は、作成時に各執筆者が有する最前のものであるが、情報の精度と正確性の責任を負うものではな
く、今後修正される可能性がある。

脱炭素社会に向けたスマートエネルギーシステムと4GDH
Professor Henrik Lund
Aalborg Universitet

Henrik Lund, オールボー⼤学, デンマーク

ユトランド/デンマーク(2022):• 約50％の⾵⼒発電•世界における洋上発電の⾼いシェア•電⼒の30〜50％をCHPで供給•>地域熱供給は50%以上•> 天然ガス供給におけるバイオガスは30%2050年までに100％再⽣可能エネルギーまたは気候ニュートラル経済を⽬指す......しかし、どうやって......？

エネルギーシステム分析モデル

Electricity
storagesystemImport/Exportfixed andvariable

www.EnergyPLAN.eu
Hydro water

Hydro
storageHydro
power plant

RES
electricity

Coolingdevice

PP

Fuel

Heat
pump and
electric
boiler

CHP

Boiler

CoolingdemandHeatdemandHeatstorage

RES heat
H2 storage

Electricity
demandElectrolyser
Transport
demandCars

Industry

Processheatdemand包括的なスマートエネルギーシステムアプローチ

スマートエネルギーシステム：
すべてのスマートグリッドを1時間ごとにモデリングし、相乗効果を特定する！
…さらに、さまざまな種類のエネル
ギー貯蔵の影響を特定する！

エネルギー貯蔵

熱貯蔵
1-4 €/kWh(出典：Danish Technology
Catalogue, 2012）

エネルギー貯蔵：価格と貯蔵効率
価格

貯蔵効率

熱

ガス

揚⽔発電
175 €/kWh

価格

貯蔵効率

(出典: : Electricity Energy Storage
Technology Options: A White Paper Primer
on Applications, Costs, and Benefits.
Electric Power Research Institute, 2010）

電気

石油タンク
0.02 €/kWh

液体燃料(出典: Dahl KH, Oil tanking
Copenhagen A/S, 2013: Oil
Storage Tank. 2013）

天然ガスの地下貯蔵
0.05 €/kWh(出典 Current State Of and Issues Concerning
Underground Natural Gas Storage. Federal
Energy Regulatory Commission, 2004 ）デンマークのエネルギー貯蔵容量(現状)デンマークの⽯油貯蔵

デンマークの
ガス貯蔵
デンマークの熱貯蔵

2050年再エネ100％でのデンマークのエネルギー貯蔵容量

デンマークの⽯油貯蔵
デンマーク
のH2貯蔵
デンマークの
ガス貯蔵

デンマーク
の熱貯蔵
デンマーク
の電気貯蔵

既存のグリッド(供給網)
既存のグリッド(MW 実稼働容量)

天然ガス
天然ガス

地域熱供給
地域熱供給

電気
電気

www.4DH.dk

住宅への熱供給⽤の⽔素..???
⽔素(効率=0.65）

電気暖房(COP=1)5,300 ⼾3,500戸

⾵⼒
タービン
15 MW

ヒートポンプ(COP=3)

⾵⼒
タービン
15 MW

16,000 ⼾

⾵⼒
タービン
15 MW

スマートエネルギーシステム
地域熱供給+25,000 ⼾

⾵⼒
タービン
15 MW

スマート ヒーティング ヨーロッパ

熱ロードマップ・ヨーロッパ

IDAの提言：気候変動に関する欧州での状況
デンマークは再⽣可能エネルギーと⼆酸化炭素削減という⽬標
を何らかの形で達成すべきであり、欧州の他の地域が同様に取り組んでいくという状況にも合致している。
したがって:• 国連による国ごとのCO2排出量の計算⽅法にはまだ含まれていないが、デンマークは国際航空と国際海運のシェアを含めるべきである。
• デンマークは、世界におけるバイオマスの持続可能な利⽤のシェアを超えないようにすべきである。
• デンマークは、欧州の電⼒供給に⾵⼒と太陽光を組み込むために、
柔軟性と予備能⼒の⾯で貢献すべきである。

IDAの気候変動への提言 2024
デンマークが気候中立になる方法-国際航空・海運におけるデンマークのシェアを含める-世界の持続可能なバイオマス資源に占めるデンマークの割合の範囲内- 2050年の気候中⽴⽬標を2045年には達成する-農業、LULUFC、プロセスにおける活動と協調する

完全に脱炭素化したデンマーク(シナリオ)
2045

2045

バイオマス
シナリオ

2045
概要:

(153 PJ minus
eksport 13 PJ =140 PJ svarende
til 23 GJ/capita)

ヒートプラン・デンマーク2021

Varmeplan Danmark 2021
Brian Vad Mathiesen, Henrik Lund, Steffen Nielsen, Peter Sorknæs, Diana Carolina Moreno Saltos og Jakob Z. Thellufsen
Aalborg Universitet

なぜ熱プラン・デンマーク2021なのか?
熱セクターはどのように政策目標に貢献することができるのか？
• 2030年までに温室効果ガスを70％削減• 2050年にデンマークを気候ニュートラルにする
主な問い :• 熱の省エネと熱供給のバランスは？
• 地域熱供給を導入すべき地域はどこで、個別熱供給を導入すべ
き地域はどこか。
• 個別熱供給とする判断は何に基づくべきか。
• どの熱源から地域熱供給がされるべきか。
• 革新的な挑戦とは？
例) 第4世代地域熱供給、スマートメーター、デジタル化、Power2X、データセンター、地熱など• エネルギー供給全体の柔軟性という点で、熱セクターはどのように貢献するのがベストか？

22

23

4つの主要なポイント•

既存の都市部で天然ガスや⽯油を燃料とする個別ボイラーが段階的に廃⽌され、新たな都市部ができるとともに、地域熱供給は熱市場の63〜70％までに拡⼤されるべきである。地域熱供給エリア外では、太陽熱を利⽤した
個々のヒートポンプで熱を供給する。この組み合わせが、最もエネルギー効率が⾼く、柔軟な解決策となる。

•

地域熱供給では、より低温の第4世代地域熱供給への移⾏に焦点を絞るべきである。これにより、地中熱、排熱、⼤型ヒートポンプを最も低コストで効率的に利⽤することができる。

•

今後の低炭素エネルギーシステムでは、地熱や産業、データセンター、
Power-to-Xからの廃熱を⼤いに活⽤できる可能性がある。こうした潜在的な可能性を活⽤すべきである。

建築物ストックの36～40％の省エネ• 建築物ストックの省エネは重要• 省エネとエネルギー効率、再⽣可能エネルギーの適切なバランスとは。
• ⾦融的には、36％でバランス（年間11億〜13億デンマーク・
クローネの節約）。
• 熱の省エネを40％にすることで、限界追加費⽤⾯でもバイオマスへの負荷を減らすことができる。

Renovation

限界費⽤

建築物ストックの省エネは重要である。低コストと低燃費を実現するためには、省エネルギーと再⽣可能エネルギーのバランスがとれていなければならない。つまり、32〜36％の省エネを実現するためには、建物のエネル
ギー改修に引き続き注⼒することが重要である。

Marginal cost [DKK/kWh]•Heat production

Energi savings [kWh]エネルギー削減

5
6

5 0
3

0 0
3

0
6

5 0
2
5

0 0
2
0
5

5 0
1
5
4

0 0
1

0
4
0
5

5
3
0

0
3
-5 0

5
2

-1 0

0
2

0%

-1 5
0

10%

20%

30%

Level of heat savings
Biomasse forbrug

Samlede om kostninger

40%

地域熱供給を63%〜70%に拡大させるべきである•

現在：地域熱供給に接続されている現在の建物（〜50%）•

⾼密度化：地域熱供給指定地域の全建物（〜59 % ）•

最⼩限の拡張： 熱密度15kWh/m2以上の都市部への拡張（〜63%）•

望ましい拡張： 熱密度10kWh/㎡以上の都市部への拡張（〜70 % ）•

最⼤限の拡張： 熱密度5kWh/m2以上の都市部への拡張（〜74 % ）天然ガスの転換:•

260,000⼾を地域熱供給へ•

115,000⼾をヒートポンプへ

⽯油ボイラーへの転換:•

44,000⼾を地域熱供給へ•

70,000⼾をヒートポンプへ

バイオマスボイラーへの転換:

第４世代(低温)地域熱供給

地域熱供給では、低温の第４世代地域熱供給への移行に焦点を絞るべきである。
地熱、廃熱、大型ヒートポン
プや既存または新規の蓄熱設
備による効率的な電化が、最も低コストかつ効率的に供給できる。

•

74,000⼾を地域熱供給へ•

183,000⼾をヒートポンプへ

地熱と余剰熱の大きな可能性

今後のエネルギーシス
テにおいては、地熱や産業、データセンター、PtXからの排熱が大きな可能性を秘めている。これらを活用していくべきである。

全体的なソリューションの一部
熱セクターの変化

熱プラン・デンマーク2021のマップがオンラインで入手可能
Findes på hjemmesiden:
https://energymaps.plan.aau.dk/
4種類の地図:1. 都市部における熱消費2. 地域熱供給拡⼤シナリオ
3. 産業廃熱
4. 地域熱供給の「無料」ベースロードマップ

https://vbn.aau.dk/da/projects/varmeplan-danmark-2021-en-klimaneutral-varmeforsyning

www.henriklund.eu

www.4DH.dk

詳しくはこちら:https://www.energyplan.eu/book2/
www.energyplan.eu/SmartEnergyEurope

www.heatroadmap.eu
www.EnergyPLAN.eu
www.energyplan.eu/smartenergysystems/

II.

脱炭素化に向けた地域エネルギーシステムのデザイン⼿法
東北⼤学

中⽥俊彦

はじめに
カーボンニュートラルは、国際社会の新たな命題として、価値規範やビジネスモデルに波及して、さまざまな取り組みが始まっている。国内では、脱炭素地域の推進など、CO2 排出の起源となる化⽯燃料の削減と再⽣可能エネルギーへの移⾏が着々と進み始めている。本研
究では、地域社会とその担い⼿である地⽅公共団体に⽬を向けて、従来エネルギー政策とは無縁であった地域の脱炭素化に向けたエネルギーと異種のエネルギーが混在するそのシス
テムについて、具体的なデザイン⼿法を取りまとめたものである。
1．地域エネルギーシステムとは従来のエネルギー政策は、輸⼊資源を主体とした国単位のエネルギー供給量の確保を主眼としてきたのに⽐べて、再⽣可能エネルギーは、その資源量に地域間の偏差が⼤きく、そも
そも地域のエネルギー需要量と合致しない。この需給バランスを、エネルギーキャリアを含めて統合デザインした社会システムを、地域エネルギーシステムという。物理⾯では、仕事をする能⼒のことをエネルギーといい、その担い⼿となるエネルギーキャリアは「電⼒」、「熱」、「輸送⽤燃料」の三種からなる。
地域エネルギーシステムの構成図を図１に⽰す。このシステムは、複数のレイヤー層から構成され、下⾯が需要サイド（消費）、上⾯が供給サイド（資源）を表す。これら⼆つの層の間に、各エネルギーキャリアが位置し、たとえば電⼒キャリアは地域の再⽣可能エネルギ
ー資源からグリーン電⼒を⽣産し、それを地域の需要地に供給する機能を果たす。本システ
ムでは、熱キャリアと輸送⽤燃料に加えて、グリーン電⼒由来のエネルギーキャリアである
⽔素やアンモニアを含む合成燃料を新設している。江⼾時代までの「地産地消」と異なるのは、再⽣可能エネルギーの地域間の偏差を解消する⼿法として、広域連携圏のレイヤーを最上部に設けている。これは、地域内でエネルギー需給が均衡しないときに、隣接地域を広域圏とみなして、その広域圏内および他の広域圏間にてエネルギーを相互融通することを想定
している。

1

クロスボーダー Cross-border① 複雑系科学による地域エネルギーシステ
ムの分析

広域連携圏

地域循環共⽣圏
中⼭間地域

都市② 地域エネルギー需給データベース作成

資源

クロスボーダー③ 都市部と地⽅部が相互に特性を補完しエネルギーを融通する地域間連携モデル⑦ 電⼒・交通データ連携型地域エネルギー
マネジメントプラットフォーム設計指針
の構築

P2G
P2H

合成燃料
⽔素，メタネーション，
アンモニア, バイオマス

V2G④ 需要部⾨とエネルギーキャリアを統合利⽤するセクターカップリング

変換

クロスセクターCross-sector

クロスセクター

電⼒
VPP, スマートグリッド

熱排熱利⽤, 4GDH
季節間融通, 貯蔵交通：輸送⽤燃料
CASE, MaaS

⑥
地
域
エ
ネ
ル
ギ
｜
シ
ス
テ
ム
デ
ザ
イ
ン
の
ガ
イ
ド
ラ
イ
ン
策
定

需要

スマートシティ⑤ 地域エネルギーシステムの統合デザイン

サスティナブルシティ

図１

地域エネルギーシステムの構成

２．エネルギーシステムの定義システムとは、個々の要素が相互に影響し合いながら、全体として機能するまとまりや仕組みを表す。システム・オブ・システムズとは、各システムが独⽴運⽤されつつそれら全体
をマネジメントする主体が存在するシステムのことである(1)。EU では、2020 年にエネルギーシステムのインテグレーション戦略（Integrated energy system）を公表して、⽯油、ガス、電⼒などの個別で⼀⽅向の従来型エネルギー供給システムからの脱却を宣⾔した。このなかで、各部⾨をリンクさせることによって、部⾨個別に脱炭素化や効率化を進めるのではなく、エネルギーシステム全体を最適化することが可能になること、EU の新戦略には、ICT やデジタル化、スマートグリッドやメーター、フレキシビリティ市場など、さまざまな既存および新技術、プロセス、ビジネスモデルを含む（図２）。
重要なのは、各システムで最適と思われる解（局所最適解）が、必ずしも全体の最適解ではないということだ。オーケストラに例えれば、弦楽器や管楽器から構成される演奏者集団
を指揮者が束ねてひとつのシステムを形成してきたが、どんなに⼤勢のオーケストラも、上位のミュージック業界からみれば⼀つの要素にすぎない。楽曲ひとつ⾒ても、異種のジャンルを超えた協奏が始まり、その結果として世界規模の⼤きな共創の価値が⽣まれてきている。
プレイヤーだけでなく、リスナーとの境界が混在したコミュニティが、新たなミュージック
業界のエコシステムを牽引している。

2

図２エネルギーシステムのインテグレーション(2)⽇本のエネルギーシステムを、このシステム・オブ・システムズから眺めると、今後の⼤きな変化を俯瞰できる。図２左は、現状のエネルギーシステムを表していて、⽯油業界、ガス業界、電⼒業界などに代表される確⽴された垂直統合システムである。これが、図２右の円環（サーキュラー）状に統合し移⾏するなかで、排熱の相互融通、エネルギー効率の向上など波及効果を⽣じ、結果としてエネルギーシステム全体のエネルギー効率、総コスト、CO2
排出量のいずれもがよくなることめざしている。円環状のシステム・オブ・システムズの構
成要素は、それは従来のエネルギー業界要素に加えて、各地域のエネルギーシステムである。
そもそも現在の電気事業の原型が、明治から⼤正にかけて各地域で⽣まれた無数の電気会社であったことをふまえれば、⽇本発送電株式会社を主体とする国家統合を経て、現在の 10
地⽅区分に分割して運営されてきた経緯がある。「同時同量」、「供給保証」、「安定価格」の理念を具現化するために、地域格差を平準化して、全国でのユニバーサルアクセスを保障する事業体制を築いてきた。再⽣可能エネルギーを起源とするグリーン電⼒は、実はこの地域
格差を助⻑することになる。
「同時ʻ⾮ʼ同量」、「供給保証ʻ外ʼ」、「ʻ不ʼ安定価格」の特性を、全国規模のインテグレーションによっていかに克服するかの知恵と技術が問われている。
意外にも、国際社会のインテグレショーンの新たな潮流は、歴史ある電気事業者よりも、情報、センサー、データ分析、コンサルティングなど新興業界からのアプローチが盛んである。送配電設備などの巨⼤なストックを有しない「⾝軽」な⼈たちが、アナログ主体のエネルギーを、デジタル化してマネジメントする可能性に⼤きな魅⼒を感じている。柔軟なエネ
ルギー市場の創出に伴う新たな覇権の取得をめざして、国際的な競争が激しさを増している。
このような変⾰は、重厚⻑⼤な技術ストックの延⻑上に価値を⽣み出すインクレメンタル（増分型）イノベーションとはまったく別の、ラジカルイノベーション（変⾰型）といってよいだろう。
著者が出席する地⽅の会合では、地域のエネルギー需給現況が不明なままで、ビジョンを語り合うことが多い。データ駆動型イノベーション(3)は、⽣産性、資源効率、経済競争⼒、

3

社会福祉を⼤幅に強化する可能性を秘め、21 世紀の成⻑の重要な柱となっている。⾜元の地域社会のファクトの把握、分析とその精度が、今後の社会の利益と効⽤を最⼤化する原点であるといっても過⾔ではない。
３．地域エネルギーデータの問題点
地域のエネルギー需給の現況を理解するには、データ分析は⽋かせない。需要側と供給側のアイテムと精度がデータベースの品質を左右し、これらの科学的エビデンスに基づくエネ
ルギーシステムのデザインが要となる。現在、公的なエネルギー統計としては、総合エネル
ギー統計、都道府県別エネルギー消費統計(4)、電⼒調査統計などがある。
「総合エネルギー統計(資源エネルギー庁⻑官官房総務課戦略企画室)」は、⽇本の代表的なエネルギー統計であり、国規模のエネルギー需給の構成を数値化している。貿易統計(財
務省関税局関税課)の化⽯燃料輸⼊量をもとにした加⼯統計である。空間解像度は国つまり「⼀カ国」、時間解像度は「⼀年間」と、各⼀種類である。
これに空間解像度を⾼めたものが「都道府県別エネルギー消費統計(資源エネルギー庁⻑
官官房総務課戦略企画室)」である。総合エネルギー統計に、製造品出荷額など活動指標を⽤いて都道府県別に按分している。それよりも解像度の⾼いエネルギー統計は、作られていない。
いっぽう、地⽅公共団体の温暖化対策実⾏計画の区域施作編の策定するために国が提供したのが、⾃治体排出量カルテ(環境省⼤⾂官房地域脱炭素政策調整担当参事官室)である。都
道府県別エネルギー消費統計に化⽯燃料別の CO2 排出係数を乗じて CO2 排出量の合計値を算出して、製造品出荷額など活動指標によって市区町村別に按分している。
⼀般に、統計データは、⼈⼝や所得など、個々の活動をボトムアップで⾜し合わせて国単位の数値が算出されるが、エネルギー統計では化⽯燃料のタンカーによる輸送量をもとに国単位の合計値を先に推定して、これを地域に按分する。したがって、地域を主体に考えると、地域エネルギーデータの統計値とファクトになんらかの差異があって当然である。
エネルギー統計が苦⼿とするのが、バイオマスや再⽣可能エネルギーなど、⼩規模で地域に散在するエネルギーである。例えば、ペレットストーブ、チップボイラーなどのバイオマ
ス熱利⽤、太陽熱給湯器、電気⾃動⾞の充電量などは、なかなか把握が難しく、統計側では捕捉困難なアイテムである。
統計の精度は、的確な投資や政策判断の礎となるので、国の知的⽔準を表すソフトパワーとしても重要である。エネルギー統計の精度向上に向けた考え⽅を、以下に紹介する。
３−１. データ空間解像度の向上
空間解像度とは、統計データの⼀単位要素が把握する空間の⼤きさを指す。エネルギーデータの地域区分を、現在の国や都道府県区分から、市区町村やメッシュ単位にまで粒度（解像度）を上げることが役⽴つ（図３）。たとえば、「地球温暖化対策の推進に関する法律（環境省）」に基づき市区町村が作成する温暖化対策実⾏計画（区域施作編）では、CO2 排出量の推定値はわかるものの、その排出源となる化⽯燃料の種類と消費量はわからない。したが4って、実⾏計画の中⾝を⾒ると、再エネの⼤量導⼊、エコドライブの推進、クールビズの実
践など、環境に良い⾏動を促すʻ呼びかけʼが多い。これでは、環境⾏動が進んだ効能を定量化することが難しく PDCA も回らずに、啓蒙や啓発を延々と繰り返すことになってしまう。
市区町村単位のエネルギー需給がわかれば、再エネの導⼊ともない減少する化⽯燃料消費量を特定できて、その燃料の CO2 排出係数を乗じて CO2 減少量をかんたんに計算できる。
同様に、エコドライブ、電気⾃動⾞への移⾏など⽇常の具体的な変化を、エネルギー消費構成の変化として把握することができて、温暖化対策効果を⾃ら実感して、さらに次の⾏動に移る意欲が増すことになる。
電⼒スマートメーターは、各需要家の消費量を⾃ら把握して理解できるので、ユーザーに気づきを促す点で⼤きな意義がある。

課題１ データ空間解像度の向上
GIS地理情報システムと連動したデータ可視化とオープンアクセス環境の整備。

地域区分
⽇本
47都道府県1741市区町村
例【総合エネルギー統計】

100-1000mメッシュ

図３

データ空間解像度の向上

３−２. データ時間解像度の向上
エネルギーデータの時間区分を、年単位から、時間、分、秒単位にまで粒度（解像度）を上げることである（図４）。再⽣可能エネルギーは、もともとʻ天然ʼなので、その出⼒は太陽や⾵などの「気象予報」と表裏⼀体である。⽇本では、「再⽣可能エネルギー情報提供シ
ステム REPOS（環境省）」が、2013 年から整備されて毎年更新されている。時間解像度は
年間平均値にとどまり、時間変動や間⽋性をまだ表現できていない。
海外に⽬を向ければ、⾵⼒エネルギーの出⼒評価と⾵⼒発電所計画を⽀援するソフトウェアとして WAsP, Wind Atlas Analysis and application Program(5)があり、世界中のあらゆる地形を対象として、⾵況データの分析からサイト評価、⾵⼒発電所の発電出⼒量が計算できる。

5

たとえば、⾵⼒タービンおよび⾵⼒発電所のエネルギーバランスの計算、⾵⼒発電所の後流損失と⾵⼒発電所の効率の計算、環境アセスメントのための⾵況計算の機能が備わっている。
さらに、ドイツを拠点とする研究者グループでは、欧州を対象として⾵⼒、太陽光、太陽熱、⽔⼒の供給エネルギーと、熱重要のデータベースを公開し(6)、いずれも時間と空間の解像度は⾮常に⾼い。
このようなデータベースは、事業者にとってもたいへん重宝であり、⾵況観測を⾏う事前に、⾼い精度で電⼒や熱の出⼒特性を知ることができる。今後の統合型エネルギーシステム
では、再⽣可能エネルギーの出⼒が⼊⼝（供給サイド）として電⼒、熱、輸送⽤燃料に変換し分配されて、出⼝（需要家サイド）に⾄るネットワークが作られていく。この基盤となる⼊⼒情報が精緻に予測できれば、⼊⼒の振幅を表す変動波⻑と、出⼝の変動波⻑が同期する、
まったく新しいエネルギーシステムの詳細なデザインが可能となる。バッテリーや⽔素製造の能⼒、設備容量、設備稼働率も、これらのデータに基づいて最適に設計することが可能となる。さらに、統合型エネルギーシステムに参⼊するプレイヤーと、マーケットの創出、価格メカニズムなど、経済原則に基づく新しいプラットフォームの形成が促される。

課題2 データ時間解像度の向上
変動特性を表す個データ把握こそ、再エネ導⼊の基本。

年間平均値

携帯電話位置情報
10秒
電⼒スマートメータ
30秒

現【REPOS再エネポテンシャル】

再エネポテンシャル
ビッグデータの整備とオープンアクセス環境が必須。
30分

図４ データ時間解像度の向上
３−３. データ推定⼿法の向上
すべてのデータを収集して整備するのは理想ではなく、重要なデータを分析して統計の精度を向上させることが腕の⾒せ所である。⼊⼿可能なエネルギーデータを⼊⼿して、重要な要因を分析するには、⼤きく⼆つの⽅法がある。
「積み上げ法」と「按分法」である（図５）。
積み上げ法は、スマートメータなど個々のデータを集めて、積算することによって各地域のデータを特定する、ボトムアップ⼿法である。これに対し、按分法は国規模のデータを、何らかの按分指標で各地域に割り出して各地域のデータを推定する、トップダウン⼿法である。

6按分法は、各地域に割り出す按分指標の設定が結果に影響を及ぼす。たとえば、「⾃治体
排出量カルテ（環境省）」(7)では、そもそも、個別のエネルギー消費量を測らないで、産業部⾨全体の消費量を「製造品出荷額」で按分するので、ファクトを正しく捕捉できているか不安になるかもしれない。運輸部⾨の⾃動⾞の燃料消費量を、「⾃動⾞保有台数」で按分すれば、各⾃動⾞の出⼒、燃費、⾛⾏距離などは関係なく、すべての⾃動⾞の燃料消費量が同⼀になってしまう。家庭部⾨も同様に「世帯数」で按分するので、すべての住宅のエネルギー
消費量は同⼀になるし、業務部⾨は「従業者数」で按分するので、オフィスの空調環境などは考慮できない。
理想に向けて、少しずつファクトに近づく⻑い道のりを思えば、今できることは進むべき⽅向をしっかりと定めることである。

課題3 データ推定⼿法の向上【積み上げ法】
個データのエビデンス*を取得して、これを積算して各地域データを特定。
個データの収集、分析、推定、地域エネ
ルギーデータベース構築に反映可能。

現【按分法】全国値を按分指標で割り出して地域データを推定。
貿易統計
等

温暖化対策
実⾏計画

総合エネルギー
統計

製造品出荷額

都道府県別CO 2
排出量

都道府県別エネ
ルギー消費統計

等

各指標

市区町村別地域
エネルギー消費CO2換算

市区町村別CO 2
排出量

統計

図５

データ推定⼿法の向上

４．地域エネルギー需給データベースの開発
熱⼯学を基盤とするエネルギーシステムの解析技術と⽕⼒技術開発の知⾒を組み合わせて，⽇本初の地域エネルギー需給データベース(Japan Energy Database)を東北⼤学にて開発した。エネルギー統計解析に社会経済指標を加えて，全国 1,741 市区町村の地域エネルギー需給特性を情報提供する⽇本初のプラットフォームである。2022 年 3 ⽉の学⽣と共同開発して公開以降、多くの地⽅⾃治体で活⽤されている（図６）。エネルギーフロー図で好評で、年間のエネルギー供給構成と需要区分が、エネルギー源別に⼀⽬でわかる。続いて多いのは、市区町村別のエネルギー消費統計表である。これらが、地⽅公共団体が作成する地域エネル
ギービジョンなどの基礎資料として役⽴っている。

7

地域エネルギデータの活⽤事例（⻘森県弘前市, 2017年）（⼭形県最上町, 2013年）

脱炭素先⾏地域2022-（宮古市, 2020年）

http://www.city.hirosaki.aomori.jp/jouhou/keikaku/20141212-0934-50.html（⻘森県六ケ所村, 2017年）

https://mogami.tv/admin/15koukai-shiryou/17energy-data.php（愛媛県新居浜市, 2020年）

https://www.city.miyako.iwate.jp/energy/miyakosisa
iseikanouenerugi-bijon.html（例）地域エネルギービジョン等
http://www.rokkasho.jp/index.cfm/7,8587,41,html

図６

https://www.shikoku.meti.go.jp/01_releases/2020/02/202
00220a/20200220a.html

地域エネルギーデータの活⽤事例

本技術の要は，6,200 万個のビッグデータの統合解析，利⽤者の視点に⽴ったインタラク
ティブなデータ・ビジュアライゼーション機能とシミュレーション機能である．182 変数の依存関係を緻密に定式化した動的シミュレーションモデルを内⽣し，サンキーチャート，時系列グラフ，ウェブマッピングなどデータ・ビジュアライゼーションを駆使して視覚化することに成功した．特徴として，データサイエンスとアートを融合して，地域エネルギー需給
バランス表からドリルダウン操作でエネルギーフロー図を表⽰して，エネルギー資源量，需要量，エネルギー変換技術，エネルギー効率，CO2 排出量，コストなど解析結果を提供している．
公開後約⼆年間で 14 万件を超える表⽰回数と 2.2 万⼈のユーザー数の実績から，技術専
⾨家，コンサルタント，政策⽴案者，環境団体まで幅広いユーザーに本データベース技術の優位性が認知されたといえる．カーボンニュートラル社会への異なるシナリオを仮想実験して，脱炭素技術の導⼊と市場展開に不可⽋な CO2 削減効果を事前に理解し評価することが可能となった．環境省をはじめ約 40 の地⽅公共団体がカーボンニュートラル社会の実⾏計
画⽴案に参照するなど，本技術の社会実装が始まっている．
５．地域エネルギー需給データベースの使い⽅
はじめに、地域エネルギー需給データベースのウェブサイト画⾯左上の「地域を選ぶ」か
ら、全国の 1741 市区町村のうち⼀つを選択する。図左側の燃料資源の内訳から、図右側の消費側の内訳に⾄るまでの⼀連のエネルギーの動きがわかり、線の太さは、エネルギー量に8⽐例し、単位は TJ（テラ・ジュール、10 の 12 乗ジュール）で表⽰される。次に、画⾯左列の四種のメニューから、「エネルギーシステム可視化・分析」、「エネルギーマップ」、「再⽣可能エネルギー発電特性」、「市区町村別エネルギー消費統計」のなかから機能を選択する。
メニュー画⾯の「エネルギーマップ」には、⽇本地図上で各地域の特性が⾊別に表⽰される。
メニュー画⾯の「市区町村別エネルギー消費統計」では、各地域のエネルギーバランス表を
データ形式でダウンロードできる。さらに、メニュー画⾯右側の「シミュレーションパラメ
ータ」の各項⽬を左右に動かすと、太陽光発電など再エネ量を増減させたり、電気⾃動⾞（EV）に代表される運輸部⾨電化率を増加させると、その項⽬の影響がエネルギーフロー図に反映
されて変化する。画⾯下部の「エネルギー起源 CO2 排出量」には選んだ地域の CO2 排出量が表⽰されて、「シミュレーションパラメータ」に連動して数値が動く。
ウェブサイト画⾯の概要（図７）、エネルギーフロー図の説明（図８）、エネルギーフロー図の読み⽅（図９）、エネルギー消費統計表（図１０）をそれぞれに⽰す。詳細は、画⾯左下のマニュアルを参照されたい。
本データベースは、従来のデータベースに⽐して下記の特⻑をもつ。
• ⽇本のエネルギー統計では初めて英語を併記。
• 年単位のエネルギー需給データに加えて、気象データに基づく再エネ発電機器の出⼒
特性を全国 1 時間単位で解析し視覚化し、動的シミュレーション技術に応⽤可能。
• 国際エネルギー機関（IEA）や⽶国エネルギー省（DOE）が常⽤するエネルギー単位や作図法に準拠し国際互換性を保有。

• ⽇本全国のエネルギー需要と再⽣可能エネルギー資源量のデータ(地域エネルギー需給データ)を掲載。
• ⽇本全域、10地⽅、47都道府県、1,741市区町村を網羅。
• 各地域のエネルギー需給構造をエネルギーフロー図として可視化し、多⾯的指標を⽤いて定量評価。
• 再⽣可能エネルギーの導⼊やEVの普及をはじめとする脱炭素施策を想定した地域エネルギーシステムのシミュレーションが可能。
公開URL：https://energy-sustainability.jp
ライセンス：クリエイティブ・コモンズ 表⽰-⾮営利 4.0 国際 パブリック・ライセンス

エネルギー需給の全体像を俯瞰し、体系的に評価
エネルギー需要の内訳を把握

損失

再エネ
など
業務

発電

家庭

エネルギー資源の量と性質を把握

産業
化⽯・
原⼦⼒
など

エネルギー需給データ

地域の将来像をデザイン
脱炭素施策の効果を分析

運輸

可視化・分析

シミュレーション

2

図７

地域エネルギー需給データベース

9エネルギーフロー図とは• 地域内のエネルギー需給構造（エネルギーシステム）の全体像を可視化した図。
• 部⾨間のエネルギーの流量および各部⾨のエネルギーの収⽀の相対関係を表現。
• エネルギーシステムは、⼤きく分けてエネルギー資源(図左側)、エネルギー転換（図中央部）、エネルギー需要(図右側)の3部⾨によって構成される。

エネルギー資源エネルギー転換エネルギー需要5

図８ エネルギーフロー図とはエネルギーフロー図の読み⽅
導⼊
ポテンシャル

既設
導⼊量

※理論的な
導⼊上限

電⼒部⾨

損失部⾨

・発電損失と熱供給損失を含む。

再⽣可能エネルギー資源部⾨
発電損失

資源投⼊量

発電量

需要部⾨

・⾮エネルギー利⽤を含む。
・⾃家発電・蒸気発⽣⽤燃料を含む。
・貨物鉄道、船舶、航空を除く。

⾮再⽣可能エネルギー資源部⾨・化⽯燃料、⼤規模⽔⼒、原⼦⼒を含む。

熱供給部⾨

・産業⽤蒸気発⽣および地域熱供給を含む。

エネルギー資源エネルギー転換

図９エネルギー需要エネルギーフロー図の読み⽅

106エネルギー消費統計表• エネルギー消費統計表は、エネルギー種別、需要部⾨別の年間エネルギー消費量をとりまとめた表。
• １年間に、どのエネルギー種が、どの需要部⾨で、どれだけ消費されたかが把握できる。
エネルギー種の内訳※札幌市の例

需要部⾨の内訳

最終エネルギー消費量※ エネルギー量の単位には、SI単位系のジュール(J)を採⽤しています。
1 TJ = 1,000,000 MJ ≒ 277,778 kWh※ 発熱量には、低位発熱量を採⽤しています。

産業部⾨・機械製造業の年間電⼒消費量

家庭部⾨の
年間⽯油消費量

図１０19エネルギー消費統計表

６. おわりにグリーン電⼒を主体とする地域エネルギーシステムのデザインを進める上で重要なのは、地域データの把握と、データ精度である空間解像度と時間解像度の向上である。前者の空間解像度は、地理情報システム GIS と連動した視覚化の機能を重視し、再⽣可能エネルギーの供給ポテンシャルとエネルギー消費特性が同スケールのメッシュ座標で把握することが要となる。電気⾃動⾞の双⽅向の充放電や、ピアツーピア P2P の地域エネルギーシステムのデザインに必須となる。
後者の時間解像度は、現状の年間合計値や年間平均値のデータに加えて、分単位のエネル
ギー需給データの解析機能の新設である。変動を伴う再⽣可能エネルギーの出⼒と需要家を合理的かつ最適に組み合わせるシステムデザインと運⽤が、次世代のエネルギー事業の覇者となり、あわせてカーボンニュートラルを実現するキープレイヤーとなる。
さらに、今後の再⽣可能エネルギーの導⼊促進には、地域社会の理解が⽋かせない。地域
エネルギー需給データベースは、地域住⺠が化⽯燃料に依存した現状のエネルギー需給の課
題を実感し、その望ましい解決策を⾃ら探る⼿助けとなる。環境アセスメント（EIA）、パブリック・アクセプタンス（PA）と、⾼度経済成⻑の副産物として地域社会の合意形成機能をその都度追加してきたものの、⼀貫した法整備には⾄っておらず不⼗分である。エネルギー
事業が地域社会にとって持続可能であるためには、ソーシャルライセンス（社会的操業権）の取得と維持を図る必要がある。グローカルな社会の視点に⽴って気候変動への対応を進めるなかで、再⽣可能エネルギーの価値をローカルな地域社会で共有し、その恩恵をグローバ
ルに享受することをめざしたい。

11

⽂献(1) IoT 時代の開発⽅法論としてのシステムズエンジニアリング, ⽩坂成功, SEC journal, Vol, 111, No. 3,
pp. 34-36 (2015).
(2) EU energy system integration strategy, European Commission,
https://ec.europa.eu/commission/presscorner/detail/en/fs_20_1295, (2020).
(3) Data-driven innovation: Big data for growth and well-being, OECD (2015).
(4) 都道府県別エネルギー消費統計, 資源エネルギー庁,
https://www.enecho.meti.go.jp/statistics/energy_consumption/ec002/summary.html#headline3(5) WAsP, DTU Wind and Energy Systems, https://www.wasp.dk(6) Hofmann et al., (2021). atlite: A Lightweight Python Package for Calculating Renewable Power
Potentials and Time Series. Journal of Open 1 Source Software, 6(62), 3294.
https://doi.org/10.21105/joss.03294.
(7) ⾃治体排出量カルテ（２．各部⾨の算出⽅法）, 環境省,
https://www.env.go.jp/policy/local_keikaku/tools/siryou/suikei-2.pdf

12

III. 地域エネルギーシステムデザインのガイドライン
東北⼤学

中⽥俊彦

このガイドラインの構成は以下の通りです。必要に応じて参照ください。
第 1 章では、地域エネルギーシステムを皆様がデザインすることを⽬的として、各種デー
タの定義や算出根拠などを解説します。
第 2 章では、KPI ツリーに基づく地域エネルギーシステムデザインの⼿順をまとめます。
第 3 章では、地域エネルギー需給データの構成を、出典や推定を含めて紹介します。
第 4 章では、未来エネルギーシミュレータの機能を解説します。
第 5 章では、地⽅公共団体における地域エネルギー需給データベースの活⽤事例として、
岩⼿県宮古市の事例を紹介します。
第 6 章では、地域間連携の可能性について、その定義と期待される効果について説明します。
第 7 章では、セクターカップリングの機能と課題について解説します。

13

1.

地域エネルギーシステムとはエネルギーシステムとは、エネルギー資源、エネルギー変換、エネルギー需要の三要素から構成される⼀連の集合体である。

1-1．エネルギー資源
エネルギー資源は、従来は化⽯燃料と⾮化⽯燃料に分類されてきた。化⽯燃料は、炭素と⽔素が化合した有機物であり、その形態によって⽯炭（固体）、⽯油（液体）、ガス（気体）の三種に⼤別できる。⾮化
⽯燃料は、原⼦⼒燃料と再⽣可能エネルギーのひとつである⽔⼒に代表される。近年は、これらに太陽
光、太陽熱、陸上・洋上⾵⼒、海洋、地熱、バイオマスが加わった。
バイオマスは、エネルギー作物など植物由来のバイオエタノールとバイオディーゼルが、内燃機関⽤の液体燃料として⽯油の代替として⽤いられる。もうひとつは、廃棄物由来のもので、家畜排せつ物（⽜糞、豚糞、鶏糞）、⾷品廃棄物、下⽔汚泥、農業系廃棄物（稲わら、もみがら、⻨わら）、建築廃材などである。
⽊質バイオマスは、国内の間伐材、林地残材、製材残材、街路樹の剪定枝に加えて、海外からは⽊質チッ
プやペレットの形態で⽕⼒発電の混焼燃料として輸⼊されている。
エネルギー統計では、これらのエネルギー資源の年間供給量を、⼀次エネルギー総供給量という。

1-2．エネルギー変換
エネルギー変換とは、エネルギー資源を各⽤途に利⽤できる形態に加⼯することである。エネルギーの利⽤形態は、電⼒、熱、輸送⽤燃料の三種であり、これらを「エネルギーキャリア」と総称する。輸送⽤
燃料は、ガソリンや軽油などの内燃機関⾃動⾞の燃料のことである。それらの需要家側からみた割合は、
現状で電⼒が約 30 パーセント、熱が約 45 パーセント、輸送⽤燃料が約 25 パーセントである。
各エネルギーキャリアの特徴をみると、電⼒は多様なエネルギー資源を原料として、⽕⼒発電、原⼦⼒
発電、⽔⼒発電、⾵⼒発電、太陽光発電等のエネルギー変換技術によって発電される。輸送⽤燃料は、⽯油を製油所にて精製して、ガソリンや軽油などの⽯油製品に変換される。熱は、化⽯燃料を燃焼して蒸気や温⽔等の熱エネルギーに変換される。太陽熱や地中熱も熱エネルギーの⼀種である。
エネルギー資源を⼀次エネルギーというのに対し、エネルギーキャリアを⼆次エネルギーという。⼆次エネルギーは、需要家にて各⽤途に消費される。

1-3．エネルギー需要
エネルギーキャリアを消費する需要家は、産業部⾨、業務部⾨、家庭部⾨、運輸部⾨の四部⾨から成る。
産業部⾨は、鉄鋼、窯業･⼟⽯製品、 化学⼯業、パルプ･紙･紙加⼯品、⾷品飲料、繊維、⾮鉄⾦属、機械、
農林⽔産、建設等からなる。業務部⾨は、オフィス、商業施設、学校等などからなる。家庭部⾨は、家庭で使⽤するエネルギーである。運輸部⾨は、旅客輸送と貨物輸送からなる。これらの需要家で消費されるエネルギー量を、最終エネルギー消費量とよぶ。

1-4．地域エネルギーシステムとエネルギーフロー図
地域エネルギーシステムの構成を図 1-1 に⽰す。⼀般に、地域のエネルギーシステムの構成要素は、エ14

ネルギー資源部⾨、エネルギー変換部⾨、エネルギー需要部⾨の三要素である。地域内外から調達するエ
ネルギー資源は、電⼒、熱、燃料などの各エネルギーキャリアに変換された後に、地域内のエネルギー需要を満たすように供給される。このエネルギー資源から最終消費に⾄る⼀連のエネルギー需給の流れをエネルギーフロー図とよぶ。エネルギーフロー図を作成することによって、「エネルギー資源」が「エネルギー変換」を経て「エネルギー需要」を満たす⼀連の動きを、実在の流れを⾒るように表現できる（図1-2）。
エネルギーフローは、国、都道府県、市区町村、地区・建物単位など、対象とするエネルギーシステムの範囲を任意に設定できる。フロー図は、別名でサンキーダイアグラムとよび、プロセスの全貌を俯瞰す
る作図法としてマテリアルフローなど化学⼯学の分野で広く⽤いられている。エネルギーや物質について、プロセス毎の出⼊りや派⽣する損失量を容易に理解することが可能である。⾦融のキャッシュフローの作図も可能である。エネルギーフローを分析することによって、(1)エネルギー供給構成や部⾨別エ
ネルギー消費量の現状把握、(2)エネルギーシステム導⼊計画や省エネルギー対策の⽴案、(3)計画導⼊後の地域効果の評価、にそれぞれ活⽤できる。
エネルギーフロー図の構成を図 1-3 に⽰す。本「データベース」では、⽶国エネルギー省ローレンス・
リバモア国⽴研究所の作図法1に基づいている。ここでは、エネルギーフロー図に加えて、カーボンフロ
ー図も作成している。また、従来は⽶国⼀国を対象としていたが、最近では⽶国各州のエネルギー需給を分析して州別エネルギーフロー図の作成を始めた。
国際エネルギー機関 IEA では、世界各国のエネルギーフロー図を作図して、公開している2。

1
2

Energy Flow Charts, Lawrence Livermore National Laboratory, https://flowcharts.llnl.gov
IEA Sankey Diagram, International Energy Agency, https://www.iea.org/sankey/15図 1-1 地域エネルギーシステムの構成

16図 1-2 ⽇本のエネルギーフロー図（2019 年度）

図 1-3 エネルギーフロー図の構成
まとめると、エネルギーフロー図、は，左から(1)エネルギー資源、(2)エネルギー転換、(3)エネルギ
ー需要の三要素から構成される。地域内の部⾨別のエネルギー需要を満たすために、どのようなエネル
ギーが需要部⾨に供給されているのかなど、資源からエネルギーキャリアを通じて需要家に⾄る仕組みの全体を俯瞰することができる。さらに、数値データを読み取ることによって、エネルギー資源別のエネ
ルギー供給量とエネルギー収⽀などが定量的に理解できる（図 1-4）。

図 1-4 エネルギーフロー図の情報

17

1-5．地域エネルギーシステムのデザインとはシステムとは、「複数の要素が有機的に関係しあい、全体としてまとまった機能を発揮している要素の集合体」である。したがって、地域エネルギーシステムとは、地域のエネルギー資源と需要家が連携して、地域社会のエネルギー需給を満たす仕組みである。その機能の優劣は、システムの性能指標を設定して評価することになる。たとえば、利便性、経済性、供給安定性、環境保全、カーボンニュートラルなどの複数の設計指標のなかから、優先順位や重みづけを定めてシステム性能を評価することになる。客観的な評価⼿法としては、各指標のスコアを評点して統合する⽅法から、数理モデルを構築して最適化⼿法
によって最適解を得る数値解法まで幅広い。

1-6．地域エネルギーシステムの評価指標の定義
地域エネルギーシステムの評価指標を、下記に順に紹介する。
（1）⼀次エネルギー総供給量
⼀次エネルギー総供給量（TPES: Total Primary Energy Supply）とは、地域内に供給された⼀次エネル
ギーの合計で、次式で定義できる。
⼀次エネルギー総供給量 [TJ] = 地域内エネルギー⽣産量 [TJ] + エネルギー移⼊量[TJ] ‒ エネルギ
ー移出量[TJ]

ここで、⼀次エネルギーは、電⼒や熱などの⼆次エネルギーに転換される前のエネルギーであり、⽯炭、⽯油、天然ガス、⾵⼒、太陽光などが含まれる。また、⾵⼒、太陽光、地熱、中⼩⽔⼒などの再⽣可能エネルギーは、資源量を⼆次エネルギー量（発電電⼒量または熱供給量）に換算し、再⽣可能エネルギ
ーの変換効率を 100 パーセントと設定することが多い。移⼊量とは、他地域から購⼊し地域内で消費されたエネルギー量である。移出量とは、他地域へ販売し供給したエネルギー量である。いずれも、国家間の取引を表す輸出⼊に対応して、地域間の取引として独⾃に定義した。
（2）最終エネルギー消費量
最終エネルギー消費量（FEC: Final Energy Consumption）とは、産業や家庭などの最終需要家によって消費されたエネルギー量であり、次式で定義される。
最終エネルギー消費量 [TJ] = 燃料消費量 [TJ] + 電⼒消費量 [TJ] + 熱消費量 [TJ]（3）エネルギー転換損失
エネルギー損失とは、⼀次エネルギーを電⼒や熱などの⼆次エネルギーに転換する際に⽣じるエネル
ギー損失である。たとえば、発電、⽯油精製、ガス改質によるエネルギー転換損失などであり、次式で定
義される。

18

エネルギー転換損失 [TJ] = ⼀次エネルギー総供給量 [TJ] - 最終エネルギー消費量 [TJ]

（4）再⽣可能エネルギー移出ポテンシャル
再⽣可能エネルギー移出ポテンシャルとは、地域内の再⽣可能エネルギー資源で地域内エネルギー需要を賄いつつ、他地域に供給可能なポテンシャルを表す独⾃の指標であり、次式で定義される。この値が正の場合は、地域内資源によって地域内エネルギー需要を賄うことができ、逆に負の場合には、地域内資源によって地域内エネルギー需要を賄うことが難しいことを⽰す。図 1-5 に、市区町村別の全国再⽣可能エネルギー移出ポテンシャルマップを⽰す。2013 年時点のエネルギー消費量をもとに作成している。
再⽣可能エネルギー移出ポテンシャル[TJ] = 再⽣可能エネルギー導⼊ポテンシャル[TJ] - エネルギー
需要[TJ]（5）電化率需要部⾨にて、エネルギー消費と伴う仕事のうち、電⼒によって賄われている割合を表す。
ここで、エネルギー消費を伴う仕事とは、たとえばガソリン⾃動⾞の場合には燃料消費によって⾞体を前進させることで、最終エネルギー消費量からエネルギー損失を差し引いた値、または、最終エネルギー
消費量にエネルギー消費効率を乗じた値である。最終エネルギー消費量における電⼒消費量の割合でないことに注意されたい。
仕事量 = 最終エネルギー消費量 × エネルギー消費効率

電化率 [%] =電⼒消費量 ∙ 電⼒消費効率 [𝐓𝐉]
仕事量 [𝐓𝐉]

× 𝟏𝟎𝟎（6）エネルギー⾃給率
エネルギー⾃給率とは、地域内に供給されたエネルギー量に対する地域内エネルギー⽣産量の⽐率である。国際エネルギー機関（IEA）の定義3に準じている。

エネルギー⾃給率 [%] =地域内エネルギー⽣産量 [𝐓𝐉]
エネルギー供給量 [𝐓𝐉]× 𝟏𝟎𝟎

この定義では、エネルギー⾃給率が 100 パーセントでも、地域外からのエネルギー移⼊に依存するケースが起こり得る。たとえば、地域内の再エネを地域内で使わずにすべて移出しても、定義上はエネルギー
⾃給率 100 パーセントとなる。エネルギーが地域内で賄われたかどうかの地域エネルギーシステムの⾃⽴性とは異なる。

3

IEA, World Energy Balances ‒ Database documentation 2022 edition (2022).

19

（7）電⼒⾃給率
電⼒⾃給率とは、地域内で消費された電⼒量に対する地域内発電量の⽐率である。電⼒⾃給率は、再⽣可能エネルギーなどの地域内発電量（分⼦）の増加によって上昇するが、電化率の低下や⼈⼝減少によって電⼒消費量（分⺟）が減少することで上昇し、EV の普及に伴う電⼒消費量の増加によっても減少することがある。

電⼒⾃給率 [%] =地域内発電量 [𝐓𝐉]
電⼒消費量 [𝐓𝐉]× 𝟏𝟎𝟎（8）エネルギー移⼊依存率
エネルギー移⼊依存率とは、地域内に供給されるエネルギー量のうち、地域外から移⼊されたエネルギ
ー量の割合である。エネルギー移⼊依存率がゼロのときは、エネルギーが地域内にて賄われている。

エネルギー移⼊依存率 [%] =エネルギー移輸⼊量[𝐓𝐉]
地域内エネルギー供給量 [𝐓𝐉]× 𝟏𝟎𝟎（9）エネルギー起源 CO2 排出量
エネルギー起源の CO2 排出量、つまりエネルギーの転換および消費に伴って⽣じる CO2 排出量である。エネルギー種ごとに算出する。化学製品原料⽤の原油と天然ガスは、廃棄時に廃棄物部⾨ CO2 排出量として計上されるために除外する。
エネルギー起源 CO2 排出量 [t-CO2] = ⼀次エネルギー供給量 [TJ] × CO2 排出係数 [t-CO2/TJ]

CO2 排出量の算出における注意点を記す。地球温暖化対策計画等に記載する CO2 排出量は、経済産業
省と環境省の算定省令4に則って算出する必要がある。算定省令では、エネルギー種区分を表 1-1 のとおり考慮するよう定められている。
表 1-1 算定省令および市区町村別エネルギー消費統計のエネルギー種区分算定省令におけるエネルギー種区分

市区町村別エネルギー消費統計におけるエネルギー種区分

原料炭

⽯炭

⼀般炭
無煙炭
コークス

⽯炭製品

コールタール4

特定排出者の事業活動に伴う温室効果ガスの排出量の算定に関する省令 （平成⼗⼋年三⽉⼆⼗ 九⽇

経済産業省・環境省令第三号）別表第 1（第 2 条関係）20

コークス炉ガス
⾼炉ガス
転炉ガス
コンデンセート（ＮＧＬ）

原油

原油（コンデンセートを除く）
ガソリン

軽質油製品

ナフサ
ジェット燃料油
灯油
軽油
⽯油コークス

重質油製品

⽯油アスファルト
Ａ重油
Ｂ・Ｃ重油
⽯油系炭化⽔素ガス

都市ガス・⽯油ガス

液化⽯油ガス（ＬＰＧ）
都市ガス
液化天然ガス（ＬＮＧ）

天然ガス

天然ガス（ＬＮＧを除く）「データベース」の市区町村別エネルギー消費統計のエネルギー種区分は、この省令の区分より粗いた
め、地球温暖化対策計画のための CO2 排出量の推計に⽤いることはできない。ただし、エネルギー量ベースの分析評価や、地域独⾃のエネルギー計画等における CO2 排出量の概算値として⽤いることは可能である。
（10）地域エネルギー経済収⽀
地域エネルギー経済収⽀とは、エネルギー移出⼊に伴うエネルギー代⾦の流出⼊収⽀である。この値が負の場合は、地域外へのエネルギー代⾦の⽀払いによる経済流出を表し、正の場合には外貨の獲得（経済流⼊）を表す。エネルギー移出⼊額は、エネルギー移出⼊量に卸売価格などのエネルギー単価を乗じて算出できる。
エネルギー経済収⽀ [億円/年] = エネルギー移出額 [億円/年] ‒ エネルギー移⼊額 [億円/年]

21

> 10 PJ
≦ 10 PJ≦ 1 PJ≦ 0 PJ≦ -1 PJ≦ -10 PJ
≦ -100 PJ

図 1-5 市区町村別再⽣可能エネルギー移出ポテンシャル（再⽣可能エネルギー資源として、太陽光、陸上⾵⼒、洋上⾵⼒、地熱、中⼩⽔⼒、⽊質バイオマス、
廃棄物を含む。エネルギー消費量は 2013 年の推計値。
）

22

2．KPI ツリーに基づく地域エネルギーシステムデザインの⼿順
2-1.

KGI と KPI の定義

地域エネルギーシステムデザインとは、地域エネルギーシステムの全体像を的確に捉えて、将来に向けて具体的かつ定量的なビジョンまたは実⾏計画を策定する⼿続きといえる。いいかえれば、「整合性のある数値⽬標群」を策定する⼿続きである。エネルギーシステムの評価指標のように、相互に依存関係がある複数の性能指標を数値⽬標として採⽤する場合には、論理的⽭盾が⽣じないように注意が必要である。
そこで、「KPI ツリー」を⽤いて⽬標間の関係を整理することが有⽤である。
KPI は、重要業績評価指標（Key Performance Indicator）の略であり、⽬標を達成するための各プロセスが適切に実施されているかを定量的に評価する指標である。KPI ツリーとは、⽬標群を階層的に並べ、それらの依存関係を線でつないだロジックツリー（図 2-1）である。KPI ツリーを作成する際には、以下が重要である。
数値⽬標には、最終的に達成したい KGI（Key goal indicator, 重要⽬標達成指標 ）と KGI を達成するために必要な KPI（Key performance indicator, 重要業績評価指標）がある。たとえば、気候変動対策を⽬的とする場合の KGI には CO2 排出量を、KPI には化⽯燃料消費量や再エネ導⼊量などが設定する。
KGI を達成するための⼿段が多いほど、⽬標を KPI によって細分化することによって、KGI 達成に向けた具体的な⽅策を考えることが容易になる。
地域エネルギーシステムデザインでは複数の KGI が必要となり得る。
KGI は⽬的に合わせて設定され、⼀つに絞ることが多い。しかしながら、地域エネルギーシステムデザインの⽬的は、脱炭素化、地域経済的価値の創出、レジリエンスやエネルギーセキュリティの向上など地域社会によって多様であり、複数の KGI が必要となってくる。その際に、⼀つの KPI が複数の KGI に影響する場合があるため、KGI ごとに KPI ツリーを作成するのではなく、すべての KGI と KPI を網羅した KPI ツリーを作成するほうが望ましい。
気候変動対策⽬標
CO2排出量⽔素・合成燃料等への化⽯燃料消費量

燃料代替率

エネルギーセキュリティ⽬標

電化率・EV普及率

エネルギー移輸⼊依存率

最終エネルギー
消費量
⾼効率機器
普及率

地域経済⽬標
エネルギー
経済収⽀

エネルギー
移輸出⼊量

再エネ導⼊量KGI

エネルギー消費
活動増減率

KPI

図 2-1 地域エネルギーシステムの KPI ツリーの例

2-2. 地域エネルギーシステムデザインの⼿順「データベース」を⽤いる具体的な⼿順を、図 2-25に⽰す。
5

地⽅独⽴⾏政法⼈北海道総合研究機構⻫藤茂樹，地域エネルギー需給データベースの活⽤事例，地域
エネルギーシステムデザイン研究会（2023）.
23

（1）ビジョン・構想づくり
・

地域ごとの特徴を把握する。都道府県のデータでは把握できない、市区町村単位のエネルギー需給を「データベース」を活⽤して把握する。

・「再⽣可能エネルギー導⼊ポテンシャル」、「エネルギー需要」、「再⽣可能エネルギー移輸出⼊ポテ
ンシャル」を、「データベース」から俯瞰する。

・1741 市区町村のエネルギー消費統計表をダウンロードして、たとえば産業分類別のエネルギー消費割合を分析する。

・

需要部⾨別エネルギー消費構成の関係を、対象地域は特定部⾨に特化してプロットする。各市町村
では、エネルギー消費の⾯からどのような特徴があるか、類似性がわかる。

（2）計画の検討「ビジョン・構想」作りから「計画」検討へと進める。
・エネルギー地産地消、広域連携等の検討のため、地域エネルギー需給の時刻変化を把握する。

・

地域の時刻別エネルギー需要推定の⾻⼦を検討し、現状で把握できる情報を可視化する。詳細データが得られ次第、精度を⾼めていく。

・

地域内のエネルギー消費量の分布を推計する。
「データベース」を活⽤して、現状でエネ需要の積上げが困難な部⾨でも相対的なボリュームを把握することができる。積上げで試算した結果の妥
当性を判断する指標となる。

（3）実施と検証
地域エネルギーシステム導⼊の効果を検証すると共に、得られた知⾒を今後の計画策定にフィードバ
ックする。

24

計画

実施・検証

l 対象エリア選定
l 導⼊⼿法・効果検討
l KPIの設定

l 効果検証l 計画⾒直し

ビジョン・構想l 国内外の動向
l 相対的な特徴把握

l 市町村の特徴把握
l 将来像の提⽰AB

ツール!"#$%&'推計値+,-.
'7'89:;<消費統計表'A'89:;<単位表'D

北海道

HIJKL MNOP

札幌市

低位発熱量~ÄÅÇÉ<`

#""

#/"

!""

石R炭

石炭製品 原R油

+,ÑÖ

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石油製品

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・エネルギー消費統計表

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・エネルギーフロー・未来エネルギーシミュレーター

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・地域経済分析システム（ RESAS ）・⾃治体排出カルテ（環境省）

・⾃治体再エネ情報カルテ（REPOS）

・地図で⾒る統計（jSTAT MAP）

・⽇射量データベース（NEDO）

・再エネ⽬標設定⽀援ツール（REPOS）

図 2-2 地域エネルギーシステムデザインの⼿順例

25

3．地域エネルギー需給データ
3-1．再⽣可能エネルギー資源データ（1）再⽣可能エネルギーポテンシャルの考え⽅
地域資源である再⽣可能エネルギーの活⽤を進めるために、その資源量を把握することが重要である。
再⽣可能エネルギーの資源量を測る指標として、賦存量と導⼊ポテンシャルがある。賦存量は、技術的に利⽤可能なすべての再⽣可能エネルギー資源量を表す。導⼊ポテンシャルは、賦存量のうち実際には導⼊が困難な資源量を除いた量である。
環境省は、資源量の区分と定義を表 3-1 に、賦存量と導⼊ポテンシャルを図 3-1 にそれぞれ定義している。
表 3-1 再⽣可能エネルギー資源量の区分と定義6
区 分
賦存量

定 義
技術的に利⽤可能なエネルギーの⼤きさ(kW)または量(kWh 等)。
設置可能⾯積、平均⾵速、河川流量等から理論的に算出することができるエネルギーの⼤きさ(kW)または量(kWh 等)のうち、推計時点において、利⽤に際し最低限と考えられる⼤きさのあるエネル
ギーの⼤きさ(kW)または量(kWh 等)。

導⼊ポテンシャル

各種⾃然条件・社会条件を考慮したエネルギーの⼤きさ(kW)または量(kWh 等)。賦存量のうち、エネルギーの採取・利⽤に関する種々の制約要因（⼟地の傾斜、法規制、⼟地利⽤、居住地からの距離等）により利⽤できないものを除いた推計時点のエネルギーの
⼤きさ(kW)または量(kWh 等)。

事業性を考慮した導事業性を考慮したエネルギーの⼤きさ(kW)または量(kWh 等)。推⼊ポテンシャル

計時点のコスト・売価・条件（導⼊形態、各種係数等）を設定した
場合に、IRR（法⼈税等の税引前）が⼀定値以上となるエネルギーの⼤きさ(kW)または量(kWh 等)。

導⼊ポテンシャルは、すべて利⽤可能であるとは限らない。たとえば、太陽光では、すべての官公庁・病院・学校・住宅・⼯場などの建物の屋根・屋上と、すべての耕地・荒廃農地・ため池などを対象として
導⼊ポテンシャルを推計している。対象ごとに設置可能⾯積を考慮しているが、建物の⽤途や耐久性、屋根の形状によっては設置が困難な場合がある。また、耕地・荒廃農地は将来、農業利⽤や多⽤途での利⽤がなされる可能性があり、必ずしも太陽光発電に利⽤可能とは限らない。洋上⾵⼒発電については、対象海域に満遍なく⾵⾞を設置する想定であるが、こうした状況は漁業や海上交通への影響や、景観が損なわれるなどの社会受容性の観点から、実際に最⼤限導⼊できるとは考えにくい。
したがって、再⽣可能エネルギーの導⼊計画や導⼊⽬標の策定にあたっては、導⼊ポテンシャルのうち
6

環境省，令和 3 年度再エネ導⼊ポテンシャルに係る情報活⽤及び提供⽅策検討等調査委託業務報告書，https://www.renewable-energy-potential.env.go.jp/RenewableEnergy/dat/report/r03/r03_whole.pdf
26

対象地域では実際にどれだけの導⼊が⾒込まれるかを、実地調査もふまえて検討する必要がある。

図 3-1 再⽣可能エネルギーの賦存量と導⼊ポテンシャルの定義 6（2）変動性再⽣可能エネルギー
⾵⼒や太陽光は、その賦存量の多さや発電技術の進歩から、エネルギーシステムの脱炭素化に向けて
中⼼的な役割が期待される。分単位から季節単位で変動する間⽋性から、変動性再⽣可能エネルギー（Variable renewable energy）とよばれる。また、その間⽋性や賦存量(賦存密度)といった物理的な性質
は気候や地形によって異なるので、⾵⼒や太陽光を適切にエネルギーシステムに導⼊するためには、その時間変動と地理特性を正確に把握することが重要である。
太陽放射コンソーシアム7が提供する 30 分間隔および 1km メッシュの⾼時空間解像度気象データ(以下、AMATERASS データセット)を⽤いて、⾵⼒・太陽光資源の賦存量を推定した事例を紹介する。

（3）⾵⼒資源の賦存量の推定例
はじめに、AMATERASS データセットに収録されている⾼度 10m 地点の⾵速データを⽤いて、タービンのナセル⾼さ(地上 100m)の⾵速を推定する8。地形の粗さを考慮するために、たとえば海上のような起伏の少ない地形では、⾼度による⾵速の変化は少ないと考える。次に、陸上・洋上⽤⾵⼒タービンの出⼒曲線（各⾵速に対する理論的発電量）に基づいて、⾵速を⾵⼒発電量に変換する9。1 基あたりの7

太陽放射コンソーシアム http://www.amaterass.org/

8

R. Delage, T. Matsuoka, and T. Nakata, Spatial‒Temporal Estimation and Analysis of Japan Onshore
and Offshore Wind Energy Potential, Energies 14 (2021) 2168
9
環境省，REPOS 令和元年度再生可能エネルギーに関するゾーニング基礎情報等の整備・公開等に関する委託業務報告書（2020）27

設置⾯積は、後流の乱れ（ウェイクロス）による損失の影響を緩和するために、ローター径を D として
8D×８D km2 とする10。
2019 年を対象に推計した⾵⼒資源賦存量マップ（年間発電量ベース）を、図 3-2 に⽰す。この図では、洋上については、⾃然保護公園と⽔深 200m 以上のエリアを除く離岸距離 30km 以内のエリアを対象として可視化している。

図 3-2 ⾵⼒資源賦存量（年間発電量ベース）（2019 年気象衛星観測データに基づく 1km メッシュ値）（4）太陽光資源の賦存量の推定例
太陽電池パネルの傾斜⾓と太陽の位置を考慮し、直達⽇射、拡散⽇射、反射⽇射の強度に基づいてパネル表⾯の⽇射量を推定する11,12。パネルの傾斜⾓は、南向き 10 度と仮定する。次に，標準効率（約20％），インバーター等の機器効率（約 90％），およびモジュールの温度に対する効率（7％）を⽤いて、⽇射量を発電量に変換する13。パネル温度の推定では、周囲気温、放射強度、⾵速を考慮し、熱拡散による遅延を考慮するとともに14、各メッシュの⼟地利⽤状況に基づく設置係数を考慮する 6。
2019 年を対象に推計した太陽光資源賦存量マップ（年間発電量ベース）を、図 3-3 に⽰す。

10

T. Ackermann, Wind Power in Power Systems, Ed. John Wiley & Sons Ldta (2005)
I. Reda and A. Andreas, Solar Position Algorithm for Solar Radiation Applications, NREL/TP-56034302, Revised (2008)
12
R. Perez, P. Ineichen, R. Seals, J. Michalsky, and R. Stewart, Modeling Daylight Availability and
Irradiance Components from Direct and Global Irradiance, Energy 44, (1990) 271
13
T. Huld, M. Súri, and E. D. Dunlop, Geographical variation of the conversion efficiency of crystalline
silicon photovoltaic modules in Europe, Prog. Photovolt. Res. Appl. 16 (2008) 595
14
M. K. Fuentes, A Simplified Thermal Model for Flat-Plate Photovoltaic Arrays, Sandia National Labs
(1988)
1128

図 3-3 太陽光資源賦存量（年間発電量ベース）（2019 年気象衛星観測データに基づく 1km メッシュ値）

以上の⼿法で、⾵⼒・太陽光資源の賦存量を推定した分析結果は、時空間ポテンシャルデータとして環境省が提供されている再⽣可能エネルギー情報提供システム（REPOS）15を通じて公開されている。
（5）⽊質バイオマス資源賦存量
⽊質バイオマス資源は、発電⽤燃料としてだけでなく、熱供給⽤燃料や熱電併給⽤燃料として活⽤可能であることに加え、地域の林業振興や地域経済循環にも寄与する。地域別の⽊質バイオマス資源賦存量の推計⼿法の⼀例を紹介する。前提条件として、天然林と保安林は⾃然保護や災害対策等の観点から除外し、⺠有林・国有林の⼈⼯林を推計対象とする。また、森林資源の持続的な利⽤および建築⽤材・合板・製紙等のマテリアル利⽤との競合に配慮し，①森林蓄積の年間増加量、②年間伐採実績量における未利
⽤資源量、③枝条発⽣量、を対象とする。①から③までの各推計⼿法を以下に紹介する。体積ベース（m3）の賦存量は、容積密度[dry-t/m³]と単位発熱量 [GJ/dry-t]を乗じればエネルギー量に変換できる。
① 森林蓄積の増加量（⽤材利⽤部分を除く）
都道府県ごとの蓄積増加量を森林⾯積により按分し推計する。はじめに、林野庁「森林資源現況調査」の「樹種別齢級別都道府県別の森林蓄積量」の直近 2 回分（5 年間隔）の差から５年間の都道府県別蓄積増加量を推計し、さらにそれを５年で除すことで年間平均値を算出する。この森林蓄積増加量に未利⽤
資源発⽣割合を乗じて、エネルギー利⽤可能な資源量を得る。未利⽤資源発⽣割合は、森林・林業統計要覧（農林⽔産省）に収録されている「年間伐採量（伐採⽴⽊材積）」から「素材⽣産量」を除いた割合として、簡易的に算出できる。

15

環境省, 再⽣可能エネルギー情報提供システム（REPOS）時空間ポテンシャルデータ,
https://www.renewable-energy-potential.env.go.jp/RenewableEnergy/41.html
29

② 年間伐採実績量における未利⽤資源量
都道府県別未利⽤資源の年間発⽣量は，森林・林業統計要覧（農林⽔産省）の「伐採⽴⽊材積」の全国値を⽊材需給報告書（農林⽔産省）「都道府県別素材⽣産量」を⽤いて都道府県に按分し，その按分値から都道府県別素材⽣産量を差し引いて算出できる。
③ 枝条発⽣量
枝条発⽣量は，蓄積増加量および伐採実績量にバイオマス拡⼤係数を乗じて推計できる。バイオマス拡⼤係数とは、幹の体積に対する枝条発⽣量の割合を表した係数であり、⽇本国温室効果ガスインベント
リ報告書などに記載されている。バイオマス拡⼤係数は樹種によって値が異なるため，各県ごとに樹種
別の素材⽣産割合を⽤いて加重平均の値を⽤いている。

3-2．市区町村別エネルギー消費量の推計⼿法
国内で公的機関が作成するエネルギー統計には、全国を対象とした総合エネルギー統計16（資源エネル
ギー庁）と都道府県を対象とした都道府県別エネルギー消費統計17（資源エネルギー庁）がある。市区町
村を対象とするエネルギー統計は整備されていない。環境省が作成する⾃治体カルテ18では、市区町村別・部⾨別の CO2 排出量データの推計値が⼊⼿できる。CO2 排出量の情報には、そもそも排出源となる化⽯
燃料の種別が含まれていないので、脱炭素実⾏計画に有⽤な電化、燃料代替、エネルギー消費の効率化といったエネルギー利⽤側からみた⾏動計画⽬標を定量的に定めることが難しく、結果として環境⾏動の啓発や啓蒙に重点を置かざるを得ない。つまり、全地⽅公共団体に対して、地球温暖化対策実⾏計画の策定が努⼒義務あるいは義務づけられていても、肝⼼な市区町村のエネルギーデータが⽋けていた。
市区町村別エネルギー消費量を推計するための⼿法を⼤別すると、表 3-2 に⽰す⼆⼿法が代表的である。本「データベース」は、按分法に基づく。
表 3-2 市区町村別エネルギー消費量の推計⼿法
⼿法の名称

⼿法の概要

利点

⽋点

按分法

国や都道府県のデー・データの⼊⼿可能・データの信頼性の（トップダウン型

タを、エネルギー消性が⾼い。

評価が難しい。

推計⼿法）

費量と相関のある活・推計が容易。

・他地域の特性の影動指標により⽐例配響を受ける。

分する。

・施策の PDCA に活⽤できない。

積上法

アンケート調査やセ・地域特性が反映さ

・個票データの収集（ボトムアップ型

ンシング等の個票デれやすい。

コストが⾼い。

16

経済産業省資源エネルギー庁，総合エネルギー統計，
https://www.enecho.meti.go.jp/statistics/total_energy/
17
経済産業省資源エネルギー庁，都道府県別エネルギー消費統計，
https://www.enecho.meti.go.jp/statistics/energy_consumption/ec002/
18
環境省，⾃治体排出量カルテ，https://www.env.go.jp/policy/local_keikaku/tools/karte.html
30

推計⼿法）

ータに基づいて統計・統計的信頼性の評

・選択バイアスが⽣的に拡⼤推計する。

価が可能。

じる可能性がある。

将来的には、電⼒スマートメーター19や IoT 機器、携帯電話20など GPS から収集されるビッグデータの活⽤や⼈⼯知能による推計精度の向上に伴って、より⾼精度な推計やビッグデータである実績データの⾃動収集が期待できる。
⽶国エネルギーエネルギー情報局（US-DOE, EIA）では、従来からのエネルギーデータ分析に加えて、API 連携によるオープンデータによる情報提供基盤21を開発中である。

3-3.

エネルギー需給特性による市区町村の分類

全国 1741 の市区町村のなかで、すべてが独⾃の特徴を持つことは考えにくい。むしろ、エネルギー需
要や再⽣可能エネルギー資源量などのエネルギー需給特性が類似する地域は、脱炭素ビジョンなどの地
域エネルギー計画が類似してくるほうがふつうであろう。そこで、地域エネルギー需給データを⽤いて市区町村を類型化してみた。
（1）再⽣可能エネルギー資源類型
類型化指標：再⽣可能エネルギー導⼊ポテンシャル（陸上⾵⼒、洋上⾵⼒、太陽光(建物系)、太陽光(⼟地系)、地熱中⼩⽔⼒、⽊質バイオマス、廃棄物）※常⽤対数により正規分布に近似する。
類型化⼿法：階層型クラスター分析(Ward 法)
類型化結果：地理特性を反映した以下の６クラスターに分類できる（図 3-4、図 3-7）
。

クラスター

資源に関する特徴

沿岸⼭地クラスター

陸上/洋上⾵⼒ポテンシャルが⾼い。

沿岸平地クラスター

洋上⾵⼒ポテンシャルが⾼い。

都市クラスター

建物系太陽光・廃棄物以外のポテンシャルが低い。

中⼭間地域クラスター

建物系太陽光・廃棄物・⽊質バイオマス・陸上⾵⼒ポテンシャ
ルが⾼い。

⽕⼭地域クラスター

地熱・中⼩⽔⼒ポテンシャルが⾼い。

⼭林地域クラスター

中⼩⽔⼒・陸上⾵⼒・⽊質バイオマスポテンシャルが⾼い。

（2）エネルギー需要構成類型
類型化指標：最終エネルギー消費量の部⾨別構成⽐(業務部⾨，家庭部⾨，運輸部⾨，産業 14 部⾨の計
17 部⾨)

19

⼀般社団法⼈電⼒データ管理協会，https://denkankyo.jp/#about
総務省、位置情報の取り扱いに検討について，
https://www.soumu.go.jp/main_content/000738897.pdf
21
U. S. Energy Information Administration, https://www.eia.gov
2031

類型化⼿法：階層型クラスター分析(Ward 法)
類型化結果：産業構造等を反映した以下の８クラスターに分類できる（図 3-5、図 3-8）
。

クラスター

エネルギー需要の特徴

製紙業系クラスター

紙・パルプ・紙加⼯品製造業の割合が⾼い。

窯業系クラスター

窯業・⼟⽯製品製造業の割合が⾼い。

平均的クラスター

他クラスターに含まれない地域によって構成される。

商業・観光業クラスター

産業部⾨の割合が低く、業務部⾨の割合が⾼い。

農林⽔産業クラスター

農林⽔産業の割合が⾼い。

交通クラスター

運輸部⾨の割合が⾼い。

鉄鋼業系クラスター

鉄鋼・⾮鉄・⾦属製品製造業の割合が⾼い。

化学⼯業クラスター

化学⼯業の割合が⾼い。

（3）エネルギー需要規模類型
類型化指標：合計最終エネルギー消費量 ※常⽤対数により正規分布に近似する。
類型化⼿法：標準偏差による分類
類型化結果：エネルギー需要規模によって以下の８階級に分類できる（図 3-6、図 3-9）。

階級

エネルギー需要の特徴

需要 低位-[-∞, μ-2σ)

平均μから負に標準偏差 2σ以上離れた範囲に含まれる。

需要 低位+[μ-2σ, μ-σ)

平均μから負に標準偏差 2σ離れた範囲に含まれる。

需要 中位-[μ-σ, μ)

平均μから負に標準偏差σ離れた範囲に含まれる。

需要 中位+[μ, μ+σ)

平均μから正に標準偏差σ離れた範囲に含まれる。

需要 ⾼位-[μ+σ, μ+2σ)

平均μから正に標準偏差 2σ離れた範囲に含まれる。

需要 ⾼位+[μ+2σ, ∞]平均μから正に標準偏差 2σ以上離れた範囲に含まれる。

32

再⽣可能エネルギー導⼊ポテンシャル（ 常⽤対数）

25

20
廃棄物
⽊質バイオマス

15

中⼩⽔⼒
地熱
太陽光(⼟地系)

10

太陽光(建物系)
洋上⾵⼒
陸上⾵⼒

5

0
沿岸⼭地

沿岸平地

都市

中⼭間地域

⽕⼭地域

⼭林地域

図 3-4 再⽣可能エネルギー資源の類型⽐較結果
業務部⾨
家庭部⾨
運輸部⾨
他製造業
機械製造業
鉄鋼･⾮鉄･⾦属製品製造業
窯業･⼟⽯製品製造業
プラスチック･ゴム･⽪⾰製品製造業
化学⼯業(含⽯油⽯炭製品)
印刷･同関連業
パルプ･紙･紙加⼯品製造業
⽊製品･家具他⼯業
繊維⼯業
⾷品飲料製造業
建設業
鉱業他
農林⽔産業

100%
90%
80%

60%
50%
40%
30%
20%
10%

業
化

学

⼯

系
鉄

鋼

業

通
交

業
林

農

・観
業
商

⽔

光

産

業

的
均
平

系
業
窯

紙

業

系

0%

製

エネルギー消費構成70%

図 3-5 エネルギー需要構成の類型⽐較結果

33

洋上⾵⼒

非類似度

⼩

少
資源規模

少

沿岸
⼭地

沿岸
平地

都市

⼤

中⼩⽔⼒

中⼭間
都市

⽕⼭
地域

非類似度

多

多

森林
地域

製紙 セメント 平均 商業・ 農林⽔ 交通 鉄鋼業 化学
産業 産業
的 観光業 産業
⼯業(a) 再⽣可能エネルギー資源類型(b) エネルギー需要構成類型

図 3-6 各クラスターの類似度（デンドログラム）

沿岸山地
沿岸平地
都市
火山地域
中山間地域
山林地域

図 3-7 再⽣可能エネルギー資源類型の全国マップ

34

農林水産業
交通
平均的
商業・観光業
製紙業系
窯業系
鉄鋼業系
化学工業

図 3-8 エネルギー需要構成類型の全国マップ

35

需要 低位- [-∞, μ-2σ)
需要 低位+ [μ-2σ, μ-σ)
需要 中位- [μ-σ, μ)
需要 中位+ [μ, μ+σ)
需要 高位- [μ+σ, μ+2σ)
需要 高位+ [μ+2σ, ∞]図 3-9 エネルギー需要規模類型の全国マップ

3-4.

市区町村のクラスター分析

再⽣可能エネルギー資源、エネルギー需要構成、エネルギー需要規模の３類型をそれぞれ掛け合わせて、各クラスターの複合的特性を分析した。
（1）再⽣可能エネルギー資源類型×エネルギー需要構成類型
最も多くの地域が含まれるクラスターは、交通×中⼭間地域クラスターであり、231 市区町村が所属する。中⼭間地域では、公共交通網が都市部ほど整備されておらず、商業施設等の⽬的地も疎らで遠いこと
から交通需要が⾼いと推測でき、そうした地域特性が類型に反映されたと考える。このクラスターに所属する地域では、電気⾃動⾞の導⼊による CO2 排出削減効果のインパクトが⼤きい。また、再⽣可能エ
ネルギー資源も⽐較的豊富であることから、気候変動対策において地域内再⽣可能エネルギー資源と電気⾃動⾞の導⼊による運輸部⾨の脱炭素化が効果的と考えられる（表 3-3）。

36

（2）エネルギー需要規模類型×エネルギー需要構成類型
この複合類型では、エネルギー需要構成類型の各クラスターに所属する地域の需要規模を推測できる。
例えば、エネルギー集約型産業の鉄鋼業系や化学⼯業、製紙業系クラスターでは多くの地域が需要中位+階級に所属しており、エネルギー需要が⾼いことが確認できる。また、交通クラスターに所属する約 7 割の地域は需要低位-階級から需要中位-階級であり、地域規模が⼩さいと考えられる（表 3-4）。
（3）エネルギー需要規模類型×再⽣可能エネルギー資源類型
この複合類型では、再⽣可能エネルギー資源類型の各クラスターに所属する地域の需要規模を推測できる。都市クラスターは需要中位+階級、中⼭間地域クラスターや⼭林地域クラスターは需要中位-階級が最⼤となることから、資源類型から推定された地域形態とエネルギー需要規模から推定された地域形態が⼀致していると確認できる（表 3-5）。
表 3-3 再⽣可能エネルギー資源類型とエネルギー需要構成類型の複合類型における市区町村数分布

表 3-4 エネルギー需要構成類型とエネルギー需要規模類型の複合類型における市区町村数分布37

表 3-5 再⽣可能エネルギー資源類型とエネルギー需要規模類型の複合類型における市区町村数分布4.

未来エネルギーシミュレーター
「データベース」では、現状の地域エネルギー需給データに基づいて、地域の現状を理解することに主眼を置いている。ここでは、付加機能として、将来のエネルギー需給の変化を、各⾃が任意に操作して体感できる「未来エネルギーシミュレーター」を紹介する。メニュー画⾯右側の「シミュレーションパラメ
ータ」には、計 27 種の条件を任意する機能があり、⼤きく 7 グループに分類できる。これらは、「再⽣可能エネルギー導⼊量」9 種、エネルギー消費想定として「部⾨別電化率」5 種、「燃料代替率」3 種、マクロフレームの想定として「社会経済指標増減率」4 種、「系統電⼒の想定」1 種、地域間エネルギー融通の想定として「エネルギー移輸⼊量」2 種と「移輸出量」3 種である。複数同時に組み合わせて条件設定が可能であり、エネルギーフロー図の形状とエネルギー起源 CO2 排出量など各性能指標が変化する。たとえば、再⽣可能エネルギー導⼊に伴う CO2 削減効果を試算しつつ、エネルギー需給システムの構造変化を同時に理解できる（図 4-1）。

図 4-1 未来エネルギーシミュレーターの概要

38再⽣可能エネルギー導⼊量は、既設導⼊量を初期値、導⼊ポテンシャルを上限として可変できる。再⽣
可能エネルギー導⼊ポテンシャルは、⾃然環境の特性に地域の地勢・社会的条件を考慮して算出されたものであり、必ずしも全量を直ちに導⼊できる訳ではない。
需要部⾨には、部⾨別の電化率と燃料代替率のパラメータがある。たとえば、運輸部⾨の電化率を操作
すると電気⾃動⾞等の導⼊割合を増やして、その影響を上流側に発電部⾨に遡ってみることができる。
燃料代替率は、既存の化⽯燃料需要のうち電化が困難な部分（Hard-to-abate 部⾨）を電⼒由来の⽔素や合成燃料22によって代替する割合を表す指標である。運輸部⾨の⽔素代替率は、燃料電池⾞等の導⼊を想定している。
需要部⾨のエネルギー消費量の増減を可変できる。これは、⼈⼝、⽣産量、交通量などのエネルギー消費を伴う経済活動量の増減を反映している。
独⾃の考えとして、市区町村が他地域と連携してエネルギーを融通する場合を想定して、電⼒、⽊質バ
イオマス、⽔素・合成燃料の移出⼊量を任意に設定できる。
なお、英国政府では、ケンブリッジ⼤学⼯学部の David Mackay 教授（1967-2016）が開発したモデルを基盤として、ビジネス・エネルギー・産業戦略省が機能を増やして国内エネルギー需給を模擬できるカーボンシミュレーター23をウェブサイトにて公開している。

5. 地⽅公共団体における地域エネルギー需給分析の活⽤事例
岩⼿県宮古市ででは、2011 年 3 ⽉ 11 ⽇に発⽣した東⽇本⼤震災を契機にして、同年 10 ⽉に宮古市東⽇本⼤震災復興計画を策定した。宮古市には、再⽣可能エネルギーに関する専⾨的な知識や知⾒がなく、何をどのように進めていけばよいか⼿探りの状況にあり、東北⼤学教員の中⽥俊彦や⼤⼿⺠間企業が、市の復興に協⼒することとなった。さっそく、再⽣可能エネルギープロジェクトの具体化として、2012。当時は、「デ年度から経済産業省所管の「スマートコミュニティ導⼊促進事業24」に取り組んだ（図 5-1）
ータベース」はなく、宮古市も市内のエネルギー需給状況がわかるデータを持ち合わせいなかった。そこで、宮古市のエネルギー需給の現況を東北⼤学チームが独⾃に分析して 2012 年にエネルギーフロー図を作成した。2018 年には、その改良版（図 5-2）を作成して宮古市に提供し、その後の社会実装に向けた脱炭素計画⽴案の礎となった。

22

合成炭化⽔素は、フィッシャー・トロプシュ(FT)法によって⼈⼯的に⽣成される炭化⽔素で、ガソリンや軽油、ジェット燃料、メタンなどの燃料やエチレンなどの化学製品原料と同じ組成の物質である。
FT 法は、⽔素と⼀酸化炭素を⾼温⾼圧で反応させる⼿法で、すでに⾼純度のワックス製品などで商⽤化されている。現在は、⼤気から回収した CO2 を使った FT 法の研究開発が進められており、そのTRL（国際エネルギー機関が定める技術習熟レベル）は 2022 年末時点で６（フルスケールプラントでの実証段階）である。未来エネルギーシミュレーターでは、この CO2FT 法による合成燃料の供給のシミュレーション機能を搭載している。
23
MacKay Carbon Calculator, Department for Business, UK Energy and Industrial Strategy, BEIS,
https://my2050.beis.gov.uk/?levers=111111111111111
24
岩⼿県宮古市，宮古市スマートコミュニティ，https://www.city.miyako.iwate.jp/energy/smartcommunity_2.html
39

宮古市スマートコミュニティの概要

これまでの
取り組み

○マスタープラン策定：平成24年９⽉○事業構築期間：平成25年度〜平成29年度

再⽣可能エネルギーを地産地消型で有効利⽤する仕組みを構築

創出

供給

有効活⽤

【発電所】
宮古発電合同会社【電⼒会社】
宮古新電⼒株式会社【利⽤者】
市内公共施設・事業者等

⽥⽼発電所
2.4MW

EV充電器

■実施体制
津軽⽯発電所
1.6MW

事業主体

協議・連携

宮古市スマートコミュニティ推進協議会 ※官⺠の協議会
宮古市

メガソーラー

地域新電⼒等

カーシェアリング

宮古発電
合同会社

宮古新電⼒㈱宮古エコカー
シェアリング㈱1

図 5-1 創設期：宮古市スマートコミュニティ（2012 年）
地域エネルギーの供給源として、「宮古発電合同会社」によって４メガワットの太陽光発電所を整備した。エネルギーの供給としては、「宮古新電⼒株式会社」を設⽴し、市内の公共施設や⺠間施設などへの電⼒供給の体制が整った。宮古新電⼒は、2022 年 7 ⽉末現在で、194 施設へ供給している。並⾏して、カーシェアリング、電気⾃動⾞の充電器設置も進めてきた。スマートコミュニティ構築当時、各事業は、企業が SPC を作って取り組む⺠間主体から始めて、その後、官⺠⼀体の協議の場として、「宮古市スマートコミュニティ推進協議会」を設⽴した。さらに、新たな再⽣可能エネルギーの推進として、「再⽣可能、「再⽣可能エネルギー推進計画26」、「再⽣可能エネルギー事業の導⼊に関するガ
エネルギービジョン25」。
イドライン27」を続々と策定して、新たな展開に⼊った（図 5-3）25

岩⼿県宮古市，宮古市再⽣可能エネルギービジョンについて，
https://www.city.miyako.iwate.jp/energy/miyakosisaiseikanouenerugi-bijon.html
26
岩⼿県宮古市，宮古市再⽣可能エネルギー推進計画について，
https://www.city.miyako.iwate.jp/energy/r4miyakoshi_renewableenergy_promotionplan.html
27
岩⼿県宮古市，宮古市再⽣可能エネルギー事業の導⼊に関するガイドラインについて，
https://www.city.miyako.iwate.jp/energy/guideline.html
40

Total primary energy supply: 7804 TJ/year

Unit: [TJ/year]
4786

Electricity plants
1937

Rejected energy

185

Grid

Hydro

1671

53
Renewables

134
Hydro

1124

1050

530
Biomass
53

Industry

Natural gas

Solar

1611

1899

Inside Miyako city

Commercial
2707

Coal

1295

Light oil

Residential

Heavy oil 505

3020
4188
Crude oil

LPG

665

1590
Transportation

Reference : 経済産業省資源エネルギー庁,都道府県別エネルギー消費統計2015
総務省統計局, 国勢調査平成27年
総務省統計局, 経済センサス2014
東北電力ファクトブック, http://www.tohoku-epco.co.jp/ir/report/factbook/, Accessed 2016/7/12
International Energy balances of OECD countries 2014
岩手県宮古市, 宮古市の統計(平成28年度版)
国土交通省, 都道府県別燃料消費統計, 平成27年
etc.

Energy services

December.4.2018 N.Nagano@Nakata Lab.

図 5-2 宮古市のエネルギーフロー分析
これからの
取り組み

新たなエネルギー政策の推進■関連する計画
R2

R3

R6

R11

R12（2030）

再⽣可能エネルギービジョン（R2.9策定）（Ｒ２〜）
復興計画の復興重点プロジェクト「森･川･海の再⽣可能エネルギープロジェクト」の次の段階として取り組む新たな再⽣可能エネルギー政策の⽅向性を⽰すもの

再⽣可能エネルギー推進計画（R4.3策定）（Ｒ３〜Ｒ１２）
宮古市再⽣可能エネルギービジョンに⽰した内容を実現する具体的な取り組みを⽰すもの

再⽣可能エネルギー事業の導⼊に関するガイドライン（R3.1策定）
再⽣可能エネルギー事業導⼊の計画段階において検討すべき事項や配慮すべき事項を定めたもの【⽬的】◆災害の防⽌、⾃然環境及び⽣活環境との調和◆地域との良好な関係の構築◆市施策への協⼒と地域貢献

令和２年10月９日
11月11日
環境基本計画（Ｒ２〜Ｒ６）「宮古市気候非常事態宣言」「宮古市2050年ゼロカーボンシティ」
次期環境基本計画（Ｒ７〜Ｒ１１）

地球温暖化対策実⾏計画（事務事業編）（Ｒ３〜Ｒ１２）
地球温暖化対策実⾏計画（区域施策編）（Ｒ６〜Ｒ１２）2

図 5-3 展開期：スマートコミュニティーからゼロカーボンシティへ
このような準備段階を経て、2022 年には環境省の脱炭素先⾏地域に選定28されて、地域脱炭素の社会28

岩⼿県宮古市，脱炭素地域に選定されました，41

実装を全国に実践するモデル地域となった（図 5-4）
。

これからの
取り組み

地域脱炭素に向けた取り組み

2020年10⽉９⽇「宮古市気候⾮常事態宣⾔」
11⽉11⽇「宮古市2050年
ゼロカーボンシティ」◆ゾーニング創エネ
⽊質バイオマス

蓄エネ

⼩⽔⼒

太陽光

公共施設

◆地産地消型洋上⾵⼒発電推進◆地元企業による事業体設⽴

マイクロ⾵⼒

ＺＥＨ(ゼロエネルギーハウス)◆⼩規模分散型電⼒供給◆再⽣可能エネルギー由来の⽔素供給網の構築

⽬指す姿

2050年
カーボンニュートラル

省エネ◆市全域を統合制御する
⼩規模電⼒網の構築

地域脱炭素 へ2030年
温室効果ガス50％削減

蓄電池

⼀般住宅

⼩型ＣＨＰ
(熱電併給)

⼩規模電⼒網(マイクログリッド)

ＺＥＢ(ゼロエネルギービル)

⼩型ＣＨＰ(熱電併給)

エネルギーマネジメント
システム

ＥＶ公⽤⾞
カーポートＰＶ・ＥＶ充電設備
・充放電設備（V2H、V2X)
・カーシェアリング

カーポートＰＶ

H2

集合ビル

蓄電池

蓄電池

・ＥＶバス、燃料電池バス
・グリーンスローモビリティ

広域合併したまちの脱炭素地域づくり〜宮古市版シュタットベルケから始まる
地域内経済の好循環の拡⼤を⽬指して〜

令和４年11⽉１⽇選定！

カーボンニュートラル
実現のための第⼀歩⇒加速化を図る3

図 5-4 実践期：脱炭素先⾏地域による地域エネルギーシステムの構築と実践

6．地域間連携の可能性
6-1．地域間連携の考え⽅
再⽣可能エネルギー資源のポテンシャルやエネルギー需要には、地域特性がある。異なる特性を持った地域同⼠が連携して相互に補完し合う、あるいは類似する地域同⼠が連携して相乗効果を⽣み出すことによって、より持続可能な地域エネルギーシステムを実現することが地域間連携の⽬的である。再⽣可能エネルギーを主体とする地域エネルギーシステムを実現するためには、再⽣可能エネルギー資源とエ
ネルギー需要の時間間⽋性（時間変動・季節変動）と、空間偏在性に適応した需給調整の仕組みが必要となり、そのひとつとして、地域間のエネルギー融通がある。
地域間エネルギー融通とは、ある地域の余剰エネルギーをエネルギーが不⾜する地域に融通することである。市区町村スケールでこれを実現するには、地域に跨るエネルギーインフラの整備や需給バラン
スをマネジメントするシステム共有といった地域間連携の仕組みが必要になる。地域間連携は、複数の地域に価値を提供する公共投資を地⽅公共団体同⼠が連携して実施する枠組みが基本となり、すでに廃棄物処理や交通インフラ整備においてこの地域間連携が重要な役割を果たしてきた。近年では、地球温暖化対策や地域エネルギー計画にもその枠組みを導⼊する動きが⾒られる。
地域間連携の⽬的は、より実効的、より効率的な⾏政計画の策定と実施にある。ただし、連携に参画す
るどの地域においても利益が得られ、持続可能であることが前提となる。したがって、地域間連携の計画
あるいは参画する地域の選定にあたっては、各地域の特強みや弱みの特徴を把握して、その特徴が地域間連携の⽬的達成に向けて補完的または相乗的であるかの理解が重要となる。

https://www.city.miyako.iwate.jp/energy/cn_miyako.html
42

6-2．地域間連携による補完と効果
地域同⼠の補完関係について考える。たとえば、エネルギー資源が豊富に賦存する地域 A とエネルギ
ー需要過多の地域 B、いいかえれば、エネルギー移出ポテンシャルが正の地域 A と負の地域 B の関係を考える。地域 A は地域 B のエネルギー不⾜を解消できるため、「地域 A は地域 B にとって補完的である」といえる。⼀⽅で、地域 A は⾃地域のみでエネルギー需要を満たせるため、地域 B は地域 A にとって必ずしも必要ではなく、「地域 B は地域 A にとって補完的とはいえない」。したがって、地域 A にとってはインセンティブがないので、連携が成⽴しない可能性がある。しかし、仮に地域 A が財政的余裕の不⾜によりエネルギー資源の活⽤を推進できず、地域 B は財政的に⼗分余裕があるという場合には、地域 B
が地域 A に財政的協⼒を実施して地域 A にとって地域 B と連携するインセンティブが発⽣し、相互の利益が期待されるため連携が進むことになる。したがって、地域間連携に参画する地域同⼠は相互に補完的であることが望ましく、再⽣可能エネルギーの融通を軸とする場合には、エネルギー資源賦存量またはエネルギー移出ポテンシャルに加えて、財政⼒など別の指標が必要となってくる。
エネルギー資源以外の指標として、財政⼒に代表される⾏政資源、地域産業や⼈材といった地域資源が想定される。実際に、地域エネルギー政策の策定に向けた課題に関する地⽅公共団体へのアンケート調
査では、財源や⼈材などが挙げられている29,30。また、地球温暖化対策の推進に関する法律(温対法)に基づいて、全地⽅公共団体にて策定が努⼒義務である「地⽅公共団体実⾏計画（区域施策編）」をみると、、⾏政資源が地域脱炭素化の推進
GHG 排出削減⽬標策定率は、財政⼒指数31が⾼いほど上昇し（図 6-1）に重要な要因であることがわかる。
そこで、2 指標を軸にとって地域を 4 象限に分類（図 6-2）すると、地域同⼠の補完関係が明確になる。
第 1 象限に分布する地域は、エネルギー資源も⾏政資源も豊富であり、単独で脱炭素化を進めることできる持続可能な地域といえる。しかし、第 2,3,4 象限に分布する地域は、エネルギー資源と⾏政資源のど
ちらかまたは両⽅が不⼗分であり、単独で脱炭素化が困難であると考えられる。
この分類に基づいて地域間連携を再定義すると、第 2 象限と第 4 象限に分布する地域のように相互に補完的な特徴を持つ地域同⼠が連携することで持続可能性を⾼め合う枠組みといえる。

29

環境省，地⽅⾃治体の地域エネルギー政策推進に向けた取組み状況について（報告），(2015)
関川千恵美，地⽅⾃治体における再⽣可能エネルギー政策の現状と課題-地⽅⾃治体における再⽣可能エネルギー政策調査結果からの考察，公共研究 (2015)31
総務省，地⽅公共団体の主要財政指標⼀覧，https://www.soumu.go.jp/iken/shihyo_ichiran.html
30

43

(0.05 - 0.1]
(0.1 - 0.15](0.15 - 0.2]
(0.2 - 0.25](0.25 - 0.3]
(0.3 - 0.35](0.35 - 0.4]
(0.4 - 0.45](0.45 - 0.5]
(0.5 - 0.55](0.55 - 0.6]
(0.6 - 0.65](0.65 - 0.7]
(0.7 - 0.75](0.75 - 0.8]
(0.8 - 0.85](0.85 - 0.9]
(0.9 - 0.95](0.95 - 1]
(1 - 3]

GHG排出削減⽬標策定率

100%
90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%

財政⼒指数

図 6-1 財政⼒指数と温室効果ガス(GHG)排出削減⽬標策定率の関係（財政⼒指数は 2013 年、GHG 排出削減⽬標策定率は 2022 年 10 ⽉末時点の値）

第２象限(Ⅱ型)
⾏政資源を他地域に依存した地域

第1象限(Ⅰ型)
持続可能な地域

エネルギー資源A村
持続可能な圏域

B町

C市
第４象限(Ⅳ型)
エネルギー資源を他地域に依存した地域

第３象限(Ⅲ型)
⾏政資源とエネルギー資源を他地域に依存した地域

地域資源・⾏政資源（財政⼒,⼈材,産業,…）
図 6-2 再⽣可能エネルギーを軸とする相互補完的な地域間連携の分類
この地域間連携の考え⽅では、国内の約 9 割の市区町村では個別に地域脱炭素化を実現することが困難である32。これは、国内の全 1,741 市区町村のエネルギー資源量(エネルギー移出ポテンシャル)と財政⼒(財政⼒指数)の関係を調査した結果に基づいて述べている。図 6-3 には、地域エネルギー需給データを⽤いて、この理論を検証した。⽂献 1 の分類⼿法に倣うと、第⼀象限に分布する持続可能な地域は、全体の 223 市区町村であり全体の約 13%に留まる。すなわち、残りの 87%の市区町村では、地域脱炭素化に向けてエネルギー資源と⾏政資源(財政⼒)のどちらかまたは両⽅が不⼗分であることになる。

32

⼩野寺弘晃，根本和宜，中⽥俊彦，市区町村のエネルギー需給特性を考慮した広域圏エネルギーシス
テムの設計，エネルギー・資源学会論⽂誌 (2021)
44903地域

223地域

80
紋別市
いわき市

宮古市

40

せたな町

市区
町
村

東通村

60
郡上市

女川町

20
0
0

0.2

-20

0.4

0.6

足立区

0.8

1

1.2

関市
茅ヶ崎市

江戸川区

-40

豊田市

-60

京都市

-80
-100

79地域

平均(0.5)

再⽣可能エネルギー移出ポテンシャル[TJ/年]
再エネ移出ポテンシャル [TJ/年]

100

仙台市

537地域

財政⼒指数
財政⼒指数*1

図 6-3 財政⼒指数と再⽣可能エネルギー移出ポテンシャルの関係（財政⼒指数と再⽣可能エネルギー移出ポテンシャルの算出に⽤いるエネルギー消費量は、2013 年
値。再⽣可能エネルギー資源として、太陽光、陸上⾵⼒、洋上⾵⼒、地熱、中⼩⽔⼒、⽊質バイオマ
ス、廃棄物を考慮。
）

45

7．セクターカップリング
7-1．セクターカップリングとはセクターカップリング33とは、エネルギーシステムを構成する電⼒部⾨や熱部⾨、燃料部⾨、需要部⾨といった各部⾨（セクター）が協調することで、電⼒、熱、燃料といったエネルギーキャリアを相互に変換し、エネルギーの⽣産、貯蔵、輸送、消費の柔軟性を⾼める概念である。
代表的な技術として、表 7-1 に⽰す 6 種類がある。V2G、V2H、V2B は総称して V2X とよばれ、P2H、
P2G、P2L は、総称して P2X という。

7-2．エネルギーシステムにおけるセクターカップリングの役割
セクターカップリングに共通する役割は、エネルギーの⽣産、貯蔵、輸送、消費の柔軟性を⾼めることによるエネルギーシステムの需給調整にある。主要な需給調整の仕組みとして、発電出⼒調整、エネルギ
ー貯蔵、地域間エネルギー融通、デマンドレスポンスがあり、各セクターカップリング技術は図 4-1 のように対応する。
需給調整の⼿段として、⼤規模な蓄電池の導⼊や電⼒系統の⼤幅な増強がある。しかし、エネルギーシ
ステムのコストが増⼤して、再エネ電⼒の価格⾼騰につながると懸念されている。さらに、かえって脱炭素化に向けた動きが鈍化し、1.5 度⽬標の達成が困難になる懸念もある。そこで、セクターカップリングを導⼊した需給調整を実施することによって、システムコストや再エネ電⼒の価格を抑制できることが最近の研究から⽰されている。
表 7-1 需給調整におけるセクターカップリングの位置づけ
セクターカップリング
P2G

需給調整⼒
発電出⼒調整地域間エネルギー融通

Power-to-Gas

P2L

Power-to-Liquid

P2H

Power-to-Heat

V2G

Vehicle-to-Grid

負荷追従電源解列(出⼒抑制)
地域間送電
燃料輸送
定置型蓄電池移動型蓄電池エネルギー貯蔵

揚⽔発電
燃料貯蔵
熱貯蔵

デマンドレスポンス

ピークシフトピークカット33

European Parliament, Sector coupling: how can it be enhanced in the EU to foster grid stability anddecarbonise?, 2018, ISBN 978-92-846-4294-6,
https://www.europarl.europa.eu/RegData/etudes/STUD/2018/626091/IPOL_STU(2018)626091_EN.pdf

46

7-3．セクターカップリングの課題と展望
表 7-2 に、地域エネルギーシステムにおける V2X と P2X の課題と展望を整理する。P2X に期待されるおもな役割は、次の三点である。
・

カーボンニュートラルエネルギーキャリアの供給：カーボンニュートラルな熱・燃料を供給する。と
くに P2G と P2L は、航空部⾨や化学製品といった電化や燃料代替が難しい部⾨（Hard-to-abate セクター）の化⽯燃料消費量を削減する。

・

再エネの付加価値創出：再⽣可能エネルギーに可搬性や貯蔵の容易さといった付加価値を付与する。
また、再⽣可能エネルギー導⼊地域における付加価値創出により地域内経済循環につなげる。

・

電⼒需給調整：電⼒需給の過不⾜に合わせた柔軟な運⽤（負荷追従運転）により、電⼒の需給調整に貢献する。

これらの役割を実現するためには、次の(1)から(5)の課題解決を進める必要がある。
（1）カーボンニュートラルエネルギーキャリア間の競合
カーボンニュートラルなエネルギーキャリアとして、再エネ電⼒やバイオマス燃料（⽊質系、廃棄物
系、藻類系など）と競合する。それぞれのエネルギーキャリアに特徴があり、適する⽤途は異なるが、性質が類似する場合にはコストや供給ポテンシャルによって導⼊可否が決定する。なお、家庭における給湯・暖房といった低温熱需要は、基本的に電気ボイラーやヒートポンプにより電化した⽅が効率がよい。
最も効率がよい技術はヒートポンプであるが、ヒートポンプは給湯速度が遅いため、蓄熱層の併設が必要となる。
（2）コスト低減へのトレードオフ
P2X のコスト（⽔素・合成燃料の製造コスト）は、電⼒調達価格と設備利⽤率に強く依存する。化⽯燃料と競合する⽔準までコストを低減させるためには、安価な電⼒と⼀定の設備利⽤率が必要である。電⼒のダイナミックプライシングを導⼊することで安価な電⼒を調達できる可能性がある⼀⽅で、負荷追従運転によって設備利⽤率が低下するというトレードオフがある。また、過度なダイナミックプライシ
ングは再⽣可能エネルギー発電の事業性を低下させる可能性がある。
（3）カーボンニュートラルエネルギーキャリアの需要創出
付加価値創出を⽬的として P2X を実施する場合、熱・燃料需要が⼗分にあることが前提となる。たとえば P2H は、地域冷熱供給システムの熱源としての利⽤が想定されるが、地域冷熱供給システムの導⼊には⼀定の熱需要密度が必要となる。
（4）需給調整⼒の統合とアグリゲーション
電⼒の需給調整⼒として、系統⽤蓄電池や V2G、家庭等によるデマンドレスポンスと競合する。それ
ぞれ需給調整における柔軟性（応答速度や調整容量、貯蔵可能期間など）が異なるため、市場原理等によって相互補完的に最適運⽤されるような仕組みが必要である。

47

（5）エネルギーシステムのインテグレーション
セクターカップリングは、電⼒、熱、輸送⽤燃料など各エネルギーキャリアが、新たな需要家と結ばれることである。つまり、従来のエネルギー事業が個別に脱炭素化や効率化を図るのではなくて、最終需要家と新たに連携や結合することによって、エネルギーシステム全体としての最適化が可能になる34。このためには、従来のエネルギー供給に関わるさまざまな障壁を取り除き、全体最適に向けた仕組みの構築が重要となる。解像度の⾼いエネルギー消費データなど、現状のアナログベースの事業マネジメントから、API 連携によるオープンデータを活⽤する事業モデルへの転換と、その具体的な変換の戦略も⼤きな役割を果たす。セクターカップリングは、個別技術の市場導⼊ではなくて、エネルギーシステム全体のインテグレーションに成功したときに初めて、その価値と恩恵が社会に還元されると考えられる。

34

European Commission, EU strategy on energy system integration,
https://energy.ec.europa.eu/topics/energy-systems-integration/eu-strategy-energy-systemintegration_en48

表 7-2 代表的なセクターカップリング技術
概 要

展 望

課 題

Vehicle to Grid

電気⾃動⾞の蓄電池を電・系統⽤蓄電池の削減 ・配電網への逆潮流(V2G)

⼒系統（送配電網）のバ・需給調整による EV

・分散する EV 蓄電池

ッファーおよび予備電源

ユーザーの収益獲得のアグリゲーションメ

として活⽤する。

→EV 利⽤インセンティ カニズムの構築
ブの創出による EV 普 ・V2G に対応した及促進

HEMS・BEMS の導⼊・充放電設備の導Vehicle to X
(V2X)

⼊Vehicle to Home

電気⾃動⾞の蓄電池を住・家庭⽤蓄電池の削減 ・V2H・V2B に対応し

(V2H)

宅内電⼒システムのバッ・建物⽤太陽光発電電 た HEMS・BEMS の導

ファーおよび予備電源と⼒の最⼤限活⽤

して活⽤する。

（ZEH・ZEB の実現） ・充放電設備の導⼊Vehicle to

電気⾃動⾞の蓄電池を商→電気代の抑制

Building

業ビルや集合住宅内の電(V2B)⼒システムのバッファー

⼊および予備電源として活⽤する。
Power to Heat

電⼒を温⽔などの熱に変・エネルギー消費効率 ・地域熱供給インフラ(P2H)

換し、貯蔵・供給する。

の改善再エネの熱貯蔵 の整備

主に地域熱供給システム→蓄電池の削減，季節の熱源として想定され間貯蔵る。
Power to Gas

電⼒を⽔素やメタンなど

・カーボンニュートラ ・燃料製造コスト(P2G)の気体燃料に変換し、貯ル燃料の供給蔵・供給する。

→航空や化学製品とい気体燃料は、発電⽤燃料った Hard-to-abate セクやガスエンジン⽤燃料とターの脱炭素化

して利⽤可能。

・燃料製造による付加

Power to Liquid

電⼒を炭化⽔素やアンモ

価値創出

(P2L)

ニア、メタノールなどのPower to X
(P2X)

液体燃料に変換し、貯蔵・供給する。
液体燃料は、発電⽤燃料や燃料として利⽤可能。
炭化⽔素は、化学製品原料としても利⽤可能。

49

・脱炭素燃料需要

IV. Positive Energy Districts(PED)展開の可能性について

東京都市⼤学環境学部

加⽤現空

1. はじめにEBC Strategic Plan 2019-2024 ビジョンステートメントでは、新築建物と街区は、2030 年までに⼀次エネルギ
ー使⽤と⼆酸化炭素排出の Nearly Zero を実現する持続可能性のある解決策を含んでいること、また、既存の建物ストックに対しては、幅広い多様な技術的解決策が適⽤されることが挙げ得られている。このような IEA が都市に対して提⾔する役割のもとに PED（Positive Energy District）のコンセプトが打ち出された。上述の背景から、IEA EBC は第 83 専⾨家分科会（Annex 83）を発⾜した。Annex83 では、IEA の国際協⼒枠組みをいかし、PED の考え⽅を発展させ、都市部が実践可能な⽅法論を確⽴することを⽬的に、以下のサブタスクごとにチームを組み、研究活動を⾏なっている。ヨーロッパ圏を中⼼に展開する PED だが、⽇本においては、地域脱炭素
ロードマップなどを背景に PED コンセプトの展開が考えられ、その際にはカーボンニュートラルの他、地域のレジリエンスも考慮することが求められる。本研究は、欧州を中⼼に推進される Positive Energy Districts（以下、PED）の事例調査と、⽇本における地域単位のエネルギー事業である脱炭素先⾏地域の事例調査を⾏ない、⽇本
における PED コンセプト導⼊の可能性について検討したものである。

2. Positive Energy Districts
2.1. 背景世界の都市部から排出される CO2 総量は 70％を占め、都市間の国際的連携が喫緊の課題です。国連の持続可能な開発⽬標（SDGs）の「持続可能な都市とコミュニティ（Goal 11）」は、街区単位で実践可能な具体⽅策を求めている。パリ協定（2015）は、CO2 排出量削減を⽬的とした国際的な取組みを重視している。IEA Energy
Technology Perspective 2017 では、都市計画によりクリーンで分散型のエネルギーソリューションを牽引する⽅向性が述べられている。また、EBC Strategic Plan 2019-2024 ビジョンステートメントでは、新築建物と街区は、2030 年までに⼀次エネルギー使⽤と⼆酸化炭素排出の Nearly Zero を実現する持続可能性のある解決策を含んでいること、また、既存の建物ストックに対しては、幅広い多様な技術的解決策が適⽤されることが挙げ得られている。このような IEA が都市に対して提⾔する役割のもとに PED のコンセプトが打ち出された。
PED を進める動向として、2 つのネットワーク事例を⽰す。国際エネルギー機関（IEA）では、PED に関する研究会合 EBC Annex83 [1]を⽴ち上げ、街区スケールでの脱炭素化に資する研究活動を進めている。また、COST
Action Positive Energy Districts European Network (PED-EU-NET)では、さまざまな領域やセクターの研究者やその他の関係者を参画し、知識のオープンな共有、アイデアの交換、リソースのプール、新しい⼿法の実験、斬新なソリューションの共同創造を通じて、欧州における Positive Energy Districts (PEDs)の展開を推進することを⽬的に活動している［2］。

12.2. 定義
PED コンセプトが欧州を中⼼に発展した背景に、欧州戦略的エネルギー技術（SET 計画）[3] でのプログラ
ムで発⾜された「持続可能な都市開発のためのポジティブエネルギー街区（Positive Energy District, PED）
」がある。SET 計画では、パリ協定に基づいて 2025 年までに 100 の PED 地区を計画、展開することを⽬指している。ここで、PED は、以下のように定義される。
1) エネルギー使⽤量以上に⽣産可能な能⼒を有する都市型街区である。
2) エネルギーインフラ、近隣街区の需要変動に応答可能な柔軟性を有する。
3) 独⽴したシステムではなく、インフラと連携した相互補完可能なシステムである。

図 1. PED イメージ図（VTT Technical Research Centre of Finland 作成）
定義 1 について、Zero Energy Building (ZEB)の主旨と近しく、年間を通じたエネルギー⽣産と使⽤のバラン
スをゼロにする ZEB 基準をさらに進め、年間のエネルギー⽣産量が使⽤量を上回ることを⽬指すものである。
定義 2・3 について、エネルギー市場との応答性は、Demand Response（DR）によるエネルギーネットワーク全体のバランス調整に貢献することを⽰す。エネルギー市場が⼗分に発達し、エネルギー街区側に Dynamic Pricing
等による応答・調整の必要性がなくては実現が難しい。Annex83 研究会合における議論では、既存の PED 定義
を再解釈し、以下の 3 点に整理している（報告書作成中の動向）。
a. 再⽣可能エネルギーに基づくシステムである
b. 地域の脱炭素化（Carbon Neutral）に貢献する
c. 電⼒ネットワークとの応答能⼒を有する
論点 a・b について、⽇本におけるプロジェクトでも該当するものが多い。論点 c について、複数の需要家が連携したオープンなエネルギー市場はまだ⼗分に整備されていない現状では、⽇本の事例はほとんど存在しない。

2.3. PED 事例
Annex83 では、PED 事例を収集し、類型化、特徴抽出、情報公開を⾏なっている。PED-EU-NET［2］は、様々な PED プロジェクトの概要をまとめ情報提供する PED データベースを公開している。各 PED プロジェク
トに関する詳細情報のリンクや、プロジェクトの特徴を⽐較するツールも提供されている。データベースを作成・構築した研究者・実務家のほとんどはヨーロッパ圏出⾝のため、収集されたプロジェクト事例はヨーロッパ地域に集中している。本調査では 2 つの EU プロジェクト（syn.ikia, SPARCS）で進めれる 6 事例を⽰す。

2

Fondo, Santa Coloma de Gramenet (Barcelona, Spain) [4]
都市型新築プロジェクトの事例。公営住宅供給会社 INCÀSOL によって開発・管理される 38 ⼾の集合住宅である。地域の住宅機関（Agència de l'Habitatge de Catalunya）は、住⺠に新しい住環境を提供し、継続的な関わりを通じて、住まい⽅を監修する。医療センターなど近隣街区と設備を共有する。エネルギー管理者は、両建物のエネルギー需要と⽣産のモニタリングし最適化を図る。中央式ヒートポンプと PV パネルを組合せたアクティ
ブシステムにより給湯と暖房を⾏なう。

図. Fondo, Santa Coloma de Gramenet [4]Gneis District (Salzburg, Austria) [5]
既存地区に 250 ⼾の公営住宅と幼稚園の改築を含む事例。
公営住宅は Heimat Österreich によって建設される。
40 ⼾のアパートは特別なニーズを持つ住⺠に配布される。Caritas は、55 年の歴史を持つコミュニティ・グルー
プ "Wohngruppe Silberstreif "とともに、Gneis 地区に関わる。公営住宅の供給事業者は、エネルギー利⽤や住宅改修に関するアドバイスやコンサルティング・サービスを提供し、住⺠と協⼒して⾃給⾃⾜のエネルギー・コミ
ュニティを⽴ち上げる。敷地内には、幼稚園、医師、カフェ、コワーキング・スペース、談話室、特別⽀援室な
どの施設も設置されている。地中熱ヒートポンプと地下⽔熱源ヒートポンプによる給湯ど暖房を⾏なう。

図. Gneis District, Salzburg [5]3Loopkanstraat, Uden (Netherland) [6]
新築開発の事例。Area Wonen が管理する 24 ⼾と、Labyrint zorg & werk が管理する 16 ⼾の合計 39 ⼾の公営住宅事例。街区内での太陽光発電と EV 充電ステーションを含めた検討が⾏なわれた。このプロジェクトが提⽰する“Social Beutiful”コンセプトは、Area Wonen 社、Uden 市により⽰され、社会福祉サービスは Labyrint 社と街区開発者であるデベロッパーである Hendriks Coppelmans 社により提供された。設計段階において、⼊居者のグループ代表が選定され、コミュニティ形成活動を主導し、継続的な住環境が構築された。住⼾別の地中熱ヒー
トポンプによる暖房と給湯を⾏ない、屋根⾯には 190 枚の PV パネルが設置されている、室内は床放射暖房とCO2 センサーによる機械換気が⾏なわれる。

図. Loopkanstraat, Uden [6]Verksbyen, Fredrikstad (Norway) [7]Verket Atrium and Panorama は 56 ⼾の集合住宅から構成され、Verksbyen 都市開発プロジェクトの⼀部である。このプロジェクトと関連する⼟地は、不動産開発者 Arca Nova Bolig AS 社が全て所有する。建物はパッシブ
ハウス基準を満たし、熱橋発⽣の回避、⾼性能な開⼝部、⾼断熱材、熱回収を伴う機械換気、気密性の⾼い建物
外壁などを含む。地中熱ヒートポンプ、壁⾯と屋根⾯の PV パネル、熱回収型機械換気が導⼊されている。

図. Verksbyen, Fredrikstad [7]4SPARCS Lighthouse City Espoo (Finland) [8]
それぞれ独⾃の特徴を持つ 3 つの地区（計画段階、再開発段階、既存街区）でデモンストレーションを進める
プロジェクト事例。Kera（計画段階の街区）は Leppävaara にある未開発の⼯業地区である。今後数⼗年間で、14,000 ⼈の市⺠と 10,000 ⼈の雇⽤を創出する新しい住宅地区として開発予定である。Espoolahti（再開発段階の街区）は、延伸された地下鉄ネットワークに接続する新しい商業施設 Lippulaiva を核とする街区開発である。
Sello（既存街区）は Espoo 市内で最も⼤きい複合商業施設のひとつで、65,000 ⼈以上の居住者を有する。

図. Sello shopping center
https://www.sello.fi/en/info/parking-and-public-transport

図. Lippulaiva https://www.citycon.com/sites/default/files/images/cision/91f6b71c2bd0ac7f_org.jpg
Leipzig SPARCS Demo site (Germany) [9]Leipzig のプロジェクトは、3 つのデモ地区で構成される。Baumwollspinnerei は、1884 年創業の旧綿織物⼯場の敷地（約 30,000 m2）の部分改修による事例である。かつての産業⽤地を⽂化活動に利⽤する実施例として知られる。2 つめの Leipzig-West のデモ地区は、 Neulindenau の Duncker 地区にあるスマート公営住宅で構成されており、Leipzig Lausen に建設予定の太陽熱利⽤事業と連携している。熱とエネルギー使⽤を可視化する
様々なアプリケーションにより、⼊居者は PED 運⽤に積極的に関わる。3 つめの Virtual Positive Energy
Community は、複数の拠点をバーチャルにつなぐエネルギー連携の様々な取り組みで構成される。これらの取5

り組みは、オープン技術によって強化され、接続されたエネルギー拠点の実⽣活への影響把握を⽬的としている。
ICT モデルにより、⽣産者、消費者、プロシューマーを結びつけてデータ化する。

図.
Baumwollspinnerei
https://sparcs-leipzig.info/energiemanagement-in-der-baumwollspinnerei-leipzig-in-betrieb/

2.4. ⽇本とヨーロッパの状況⽐較
欧州の PED コンセプトを他地域に展開する際、前提となる背景における⼤きな際は、電⼒ネットワークにあると考えられる。欧州では European Super Grid をもとに国と地域を横断して電⼒融通が⾏なわれる。ヨーロッパ全域に分布する発電所からの出⼒に加え、PED 街区がグリッド全体の出⼒調整に貢献することで、ネットワ
ーク内の再⽣可能エネルギー導⼊可能性を⾼めるねらいがある。
⼀⽅、⽇本をはじめとするアジア地域の電⼒ネットワークは、ヨーロッパのネットワークに⽐べて範囲が狭く、規模も相対的に⼩さい。そのため、PED 街区のようなオンサイト発電から電⼒ネットワークへの出⼒は、ネットワーク全体の不安定を⽣じ得る。

図 2. エネルギーネットワーク（左：ヨーロッパ、右：⽇本）[10]6

2.5. PED 事例における熱供給
今回取り上げた事例では、地中熱ヒートポンプなど、ヒートポンプ技術による熱供給を採⽤する事例が多く⾒られた。地域熱供給が普及しているフィンランドの事例 Lippulaiva でも、地域熱供給と接続しているが、総⻑約50km による地中熱杭による地中熱ヒートポンプ（4MW）と店舗からの排熱による熱供給を基本とし、地域熱供
給はバックアップの位置づけとなっている。熱供給もヒートポンプを採⽤することで電化し、電⼒を主とするエ
ネルギーマネジメントを⾏なう傾向が確認された。

図. Lippulaiva エネルギーシステム [13]7

3. 脱炭素先⾏地域
3.1. 概要
環境省が中⼼となり 2050 年カーボンニュートラルに向けて、家庭部⾨及び業務その他部⾨の電⼒消費に伴う温室効果ガス排出の実質ゼロの実現と、運輸部⾨や熱利⽤等も含めたその他の温室効果ガス排出削減を具体的に推し進めるため、地域脱炭素ロードマップを策定した [11]。農⼭漁村、離島、都市部の街区など、多様な地域の特性に応じた脱炭素計画を⽴案した地域（脱炭素先⾏地域）を 100 地域選定し、地域の主体的活動を国が⽀援する事業である[12]。第４回 脱炭素先⾏地域までに、全国 36 道府県 95 市町村の 74 提案が選定された。

図 3. 脱炭素先⾏地域（74 地域、2023 年時点）[12]3.2. ⾃治体事例分析
1) 選定した 4 事例
各⾃治体の脱炭素先⾏地域計画書[12]に基づき、4 つの⾃治体事例を取り上げた。再⽣可能エネルギーを中⼼とする⽯狩市、震災復興と地域活性化を⽬指す東松島市、離島におけるエネルギーマネジメントを⽬指す佐渡市、
産業復興と雇⽤拡⼤を⽬指す北九州市である。
2) ⽬標設定に関する考察
⽯狩市は、地域の活性化を背景に、⽯狩湾新港地域内に電⼒使⽤の多いデータセンターを誘致し、その電⼒供給を再⽣可能エネルギー（RE）で賄う RE ゾーンでの産業集積を計画している。市⺠に対しては、公⽤⾞の脱炭素化による柔軟な⾏政機能の実現や、地域と公共交通のセクターカップリングによる地域活性化を⽬標としている。
東松島市では、2011 年の東⽇本⼤震災からの復興や⼈⼝減少を背景に、復旧復興が未完である⾃然環境の緑化推進や、東松島市、商⼯会、社会福祉協議会の 3 社により設⽴された「⼀般社団法⼈東松島みらいとし機構

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（HOPE）」を中⼼とした新規エネルギー産業による企業誘致による、東松島市での雇⽤の増加を図ることや次世代⾞両を活⽤した交通機関整備をすることによって市⺠の移住や定住につながることを⽬標としている。
佐渡市では、エネルギーの災害脆弱性や地域活性を背景に、再⽣可能エネルギーと蓄電池導⼊により、災害時の電源喪失などのリスクを最⼩限に抑えつつ、再⽣可能エネルギーによる産業復興と雇⽤拡⼤を通じた地域経済活性化を⽬標としている。そして、2003 年に絶滅したトキを中国から提供された親⿃を繁殖と放⿃を繰り返して今では 480 ⽻のトキが佐渡島で⽣活をしている。そのトキと共に暮らすために再⽣可能エネルギーの導⼊を拡⼤している。
北九州市では、市内の町村や⺠間企業との連携を通じて、社会経済の維持を⽬標とし、ものづくり産業や中⼩企業の競争⼒の強化、都⼼部分のオフィスビルの再開発などの街の再⽣、再⽣可能エネルギーなどの新産業の創出を計画している。
3) 要素技術に関する考察
⽬的達成に向けて各⾃治体が計画に取り⼊れる主な要素技術を表１に⽰す。全ての地域で採⽤される技術は太陽光発電と電気⾃動⾞（EV）だった。⽇本事例では、災害対策から⼤型蓄電池を導⼊し、被災時のエネルギー計
画が盛り込まれている。⼀⽅、Groningen では天然ガスを地熱やバイオガスに置き換えるなど、熱エネルギーに関する技術導⼊を含んでいる。暖房需要の⾼い寒冷地の熱供給に重点が置かれていることがわかる。
表 1. 要素技術

太陽光発電
バイオマス発電
⾵⼒発電
電気⾃動⾞
蓄電池
⽔素
地熱利⽤
バイオガス
マイクログリッド

⽯狩市

東松島市

佐渡市

北九州市

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○（⽊質）

○

○
○（⽊質）

○
○
○
○
○
○

○
○
○

○

○
○
○

○
○

○

4. まとめ
本研究は、欧州を中⼼に推進される Positive Energy Districts（以下、PED）の事例調査と、⽇本における地域
単位のエネルギー事業である脱炭素先⾏地域の事例調査を⾏ない、⽇本における PED コンセプト導⼊の可能性について検討したものである。欧州の PED コンセプトを他地域に展開する際、前提となる背景における⼤きな
際は、電⼒ネットワークにあると考えられる。欧州では European Super Grid をもとに国と地域を横断して電⼒融通が⾏なわれる。ヨーロッパ全域に分布する発電所からの出⼒に加え、PED 街区がグリッド全体の出⼒調整に貢献することで、ネットワーク内の再⽣可能エネルギー導⼊可能性を⾼めるねらいがある。⼀⽅、⽇本をはじめとするアジア地域の電⼒ネットワークは、ヨーロッパのネットワークに⽐べて範囲が狭く、規模も相対的に⼩さい。そのため、PED 街区のようなオンサイト発電から電⼒ネットワークへの出⼒は、ネットワーク全体の不安定を⽣じ得る。

9⽇本のエネルギーコミュニティにヨーロッパで定義された PED コンセプトを適⽤するためにはその役割と昨⽇を再定義する必要がある。環境省が進める脱炭素先⾏地域の実践を機に、地域単位のエネルギー応答性を⾼める⽅法論を確⽴、普及させることが求められる。

備考
本調査報告書の⼀部は、卒業研究論⽂「⽇本と欧州における地域脱炭素化計画の事例⽐較」（東京都市⼤学環境学部・阿部新）としてまとられた成果を参照している。また、IEA EBC Annex83 の研究活動を通じて得られた情報に基づいており、Annex83 成果物として報告されるものと関連付けられている。
引⽤⽂献[1] Annex 83-Positive Energy Districts, IEA EBC, 2021.
[2] https://pedeu.net/map/[3] Strategic Energy Technology Plan, EC, 2019.
[4] https://www.synikia.eu/neighbourhoods/fondo-santa-coloma-de-gramenet/[5] https://www.synikia.eu/neighbourhoods/gneis-district-salzburg_2/[6] https://www.synikia.eu/neighbourhoods/gneis-district-salzburg_2/[7] https://www.synikia.eu/neighbourhoods/demo-neighbourhood-norway/[8] https://sparcs.info/en/cities/espoo/[9] https://sparcs.info/en/cities/leipzig/[10] https://www.nordpoolgroup.com/en/maps/#/nordic[11] 国・地⽅脱炭素実現会議、地域脱炭素ロードマップ、2021.
[12] 脱炭素地域づくり⽀援サイト, 環境省, 2022.
[13]https://mycourses.aalto.fi/pluginfile.php/2166329/mod_folder/content/0/Lippulaiva_Sustainability_concep
t%20Jaakko%20Jokinen%2011%202023.pdf?forcedownload=1

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本書は独立行政法人環境再生保全機構地球環境基金の活動助成により作成されています 。

（発 行

2024 年 3 月）

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