第4世代地域熱供給と自然エネルギーへの転換
第4世代地域熱供給4DHフォーラムhttps://www.isep.or.jp/4dh-forum/
認定NPO法人 環境エネルギー政策研究所
2019年10月28日
環境エネルギー政策研究所
東京都新宿区四谷三栄町16-16
Tel 03-3355-2200 Fax 03-3355-2205
http://www.isep.or.jp/
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欧州(EU)の地域熱供給• 人口あたりで最も地域熱供給の普及率が高いアイスランド(90%以上)• デンマークは60%以上で、ベラルーシ(70%以上)に次ぐ普及率
地域熱供給の普及率(人口あたり)2015年
63% デンマーク
13% ドイツ

50% スウェーデン

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出所：State of Green「デンマーク地域熱供給白書」 2

デンマークと日本の地域熱供給の比較• デンマークの人口あたりの地域熱供給の使用量は日本の100倍• 日本の地域熱供給の線熱密度はデンマークの約10倍
指標

デンマーク

人口(2016年)

日本

デンマーク/日本

5,710,000

127,000,000

0.04

面積

43,094 km2

377,972 km20.11

販売熱量(2013年)

105,563 TJ/a

22,902 TJ/a

4.6

年間売上額(2013年)

2,945 M EUR

1,103 M EUR

2.7

熱導管総延長2013年(2009年)

29,000 (28,000) km

672 （736） km

43 (38)

DH総数3941392.8

線熱密度3.6 GJ/年 m

34.1 GJ/a年 m

0.11

人口当たり導入量

18.5 GJ/Capita

0.18 GJ/Capita

103

熱平均価格

0.028 EUR/MJ

0.048 EUR/MJ

0.58

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Source: EUROHEAT&POWER Country by Country , 20153

デンマークの地域熱供給白書
State of Green「地域熱供給白書」• 地域熱供給の軸：使用燃料の柔軟性と安定供給• 計画と規制～前提条件：規制プロ
セス、役割と必須条件• 熱源の多様化により持続可能性が確保される：エネルギーをスマートに利用するカギ• 蓄熱の必要性：経済的な節約と安定供給• 地域熱供給の未来：世界中の可能性の実現
http://stateofgreen.com/jp/profiles/explore-thegreen-danish-solutions-within-energyefficiency/news/new-wp-district-energy
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5

State of Green とは？
State of Green(ステート・オブ・グリーン)はデン
マーク政府とデンマークの4つの主要な産業団体(デンマーク産業連盟、デンマークエネルギー協会、デンマーク農業食糧委員会、デンマーク風力産業協会)との産官パートナーシップによる非営利団体として2008年に設立された。

State of Green ホームページ
http://www.stateofgreen.com/(英語、中国語、日本語)
http://www.stateofgreen.jp/
デンマークの環境ソリューションや技術に関する市場促進と共に、2011年には新たなデンマー
クの環境ブランド「ステート・オブ・グリーン～ 未来へ、デンマークとともに」を打ち出している。
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自然エネルギー100%を目指すデンマーク• 1990年代以降、環境を重視したエネルギー政策へ転換し、デカップリングに成功• 2035年までには発電と熱利用は自然エネルギー100%に移行し、2050年までに化石燃料を使わない社会を目指す(Energy Strategy 2050, 2011年)。

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出所： Energinet.dk

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デンマークの地域熱供給の歴史•

バイオマス等の自然エネルギー
地中熱
ヒートポンプ•

自然エネルギー
廃棄物(バイオマス以外)

石炭

天然ガス
油

環境エネルギー政策研究所••

オイルショック後の1979年に熱供給法が制定され、費用対効果に基づいたゾーニング(土地利用計画)を促進している。
これまでにデンマーク全土の熱需要の約50%、家庭用需要の約63%を地域熱供給でカバーするまでになっている(熱導管の総延長3万km)。
デンマークの火力発電はCHP(熱電併給)のみであり、燃料としては、石炭が減少し、バイオマスの利用は増加しており、天然ガスは横ばい。
地域熱供給のうち、CHPが73％。残りは、電気のみのプラントか、太陽熱プラントであり、太陽熱プラントは増えている。

出典：デンマークエネルギー庁7

デンマークの第4世代地域熱供給(4DH) その1• 管理のしやすさコスト削減のため、熱供給システムの温度を下げており、低温熱源の利用や地中熱利用などが可能となっている(第4世代地域熱供給)。

第1世代： 蒸気(<200℃)
第2世代： 高温水(>100℃)
第3世代： 温水(<100℃)
第4世代： 低温水(<50℃)

出所：Henrik Lund, et. al “4thGeneration District Heating(4GDH)
Integrating smart thermal grids into
future sustainable energy system” Energy
68(2014) 1-11
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8デンマークの第4世代地域熱供給(4DH) その2
第1世代
第2世代
第3世代
第4世代
年代
1880-1930年
1930-1980年
1980-2020年
2020-2050年
主な特徴
蒸気ベース、コ 加圧温水、大規 断熱パイプ、サ 低いエネルギー需
ンクリートパイ 模な施設
ブステーション、要、スマートエネ
プ
計測・モニタリ ルギー、双方向地ング
域熱供給
供給温度
＜ 200℃＞ 100℃＜ 100℃
50～60℃(70℃)
エネルギー効率 とても低い
低い
中程度
高い
熱源
石炭、廃棄物
石炭・廃棄物、 天 然 ガ ス ・ 廃 廃棄物・バイオマ
石炭・石油CHP 油・石炭、廃棄 ス CHP 、 集 中 型
物・石炭・石油 HP 、 産 業 排 熱 、CHP、産業排熱、バイオマス、余剰バイオマス、大 風力発電、地中熱、
規模太陽熱
大規模太陽熱蓄熱槽

蒸気蓄熱蓄熱槽

蓄熱槽

太陽熱利用
冷房需要

無
無無無有
無

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蓄熱槽、冷水槽、季節間蓄熱有有9

第5回スマートエネルギー・第4世代地域熱供給国際会議
2019年9月10日～11日(コペンハーゲン)全体概要
参加者：350名
参加国：32カ国(4大陸)
発表数：180

主要テーマ• Smart Energy System• 4DH: 第4世代地域熱供給• 電気化• 電気燃料• エネルギー効率化
パラレル・セッション
••
•
•
•

スマート・エネルギー・システム
第4世代地域熱供給
統合エネルギーシステム
GISによる地域熱供給の計画
交通・熱・産業分野の電気化など
環境エネルギー政策研究所

https://smartenergysystems.eu/conference-2019/10

Heat Roadmap Europe 2050プロジェクト
Heat Roadmap Europe 2050
http://www.heatroadmap.eu/
A low-carbon heating and cooling strategy for Europe
欧州の温冷熱の低炭素戦略
4th HRE(Heat Roadmap Europe)
エネルギーシステム分析

欧州全域
熱需要マップエネルギー需要分析

••
•
•
•
•
•

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Build a starting point
Integrate heat savings
Comparing network solutions
Comparing individual heating solutions
Integrate more excess and renewable
heatIntegrate more renewable electricity inthe heating and cooling sectors.
技術モデル分析
Optimising and developing HeatRoadmaps

Heat Roadmap Europe (3)地域熱供給の導入率
地域熱供給の導入率が高い国ほど自然エネルギー熱の割合が高い

https://heatroadmap.eu/
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Heat Roadmap Europe(5) EU各国の地域熱供給普及率

現状(2015年)の地域熱供給普及率と推奨される普及率

環境エネルギー政策研究所

https://heatroadmap.eu/

13熱需要マップPeta: the Pan-European Thermal Atlas
Peta4.3: 欧州全域の再エネ熱マップ• 10種類のマップが利用可能
http://www.heatroadmap.eu/peta.php
新機能：• 排熱マップ(下水、地下鉄など)• 地域熱供給(DH)推奨導入率• 検討中：排熱(データセンター、建物など)
アップデート・太陽熱ポテンシャル
・冷熱需要マップ
・来年予定：地熱、バイオマス
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14欧州と日本の暖房度日(HDD:Heating Degree Days)比較と欧州の地域熱供給網
日本でも北日本の10道県で2500℃日を超える“Design and analysis of district
heating system utilizing excess
heat in Japan” Shin Fujii,Takaaki Furubayashi andToshihiko Nakata
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デンマークの地域熱供給マップ
Dronninglund村
Bronderslev町
Løgstør町
オールボー
Nordby/Mårup
(サムソ島)
コペンハーゲン周辺地域

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デンマークの事例(1):オールボー地域の地域熱供給システム

オールボー地域熱供給会社 (34000ユーザー、最大需要800MW)

5.石炭火力CHP(500MW)
DHの約50%を供給

3.セメント工場の排熱(DHの約20%を供給)

4.人工湖(冷熱供給源)1. 蓄熱槽(1.2万m3)とポンプ室
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8.大学病院(新規需要先)7.廃棄物CHP(60MW)
DHの約25%を供給
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デンマークの事例(2) ORCによるCHPの最新事例
デンマーク北部Bronderslev町でのスマート地域熱供給
CSP:17MW

ORC:4MWe

排ガス温度15℃
蓄熱槽
8000m3HP:
6MW

Biomass:20MW

25MW
15MWth既存ガスCHP
15MWth環境エネルギー政策研究所

最大熱需要40MW(4600ユーザー)

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デンマークの事例(3)：太陽熱地域熱供給(SDH)システム
Dronninglund村(デンマーク北部)

デンマーク国内で100以上のSDHが稼働

天然ガスCHP

地下式蓄熱槽64,000立米

太陽熱パネル37,573平米Dronninglund村(1300世帯)の太陽熱地域熱供給
運転開始: 2014年
太陽熱パネル：37,573平米
地下式蓄熱槽：64,000立米
化石燃料削減率：40%(目標50%)
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19デンマーク技術移転プログラム
デンマーク官民共同組織(SoG)によるグリーン技術移転促進プログラム

デンマーク大使館

全国ご当地
エネルギー協会 各地のデンマーク側
グリーンエネルギー SoG
技術コンソーシアム

地域エネルギー事業

ISEP
専門家
支援企業
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PlanEnergi社とISEPとの協働PlanEnergi社は、自然エネルギーの地域エネルギー計画で30年余の歴史を持つ非営利組織で、代表例としてはデンマーク・サムソ島の自然エネルギー100%化の計画から実現まで全てのプロセスを担ってきた
PlanEnergi社とISEPは、双方共に地域エネルギーを支援する志と目的・役割を持つ非営利組織として、2015年7月に包括的な協力協定を締結することで、ISEPのもつ地域エネルギー事業の経験・知見・ネットワークと、PlanEnergi社の経験と技術を組み立てることで、日本への「第4世代地域熱供給」の導入を筆頭に、木質バイオマス・バイオガス・風力発電などデンマークで経験豊富な地域エネルギー事業計画手法を日本に応用してゆく計画・導入・実現化サービスを提供
ISEPと共同でPlan Community Energy社を設立(2019年)
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第4世代地域熱供給フォーラム(4DHフォーラム)の取組み• 再生可能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、ISEPでは、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」(略称：4DHフォーラム)を2018年10月に立ち上げた。
• パリ協定に基づく欧州の熱戦略や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、国内外での会議への参加や研究会・シンポジウムを開催し、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す。

4DHフォーラム特集ページ:

環境エネルギー政策研究所

https://www.isep.or.jp/4dh-forum/

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4DHフォーラム：主な活動内容と目標•••

2018年度の4DHフォーラムの活動として関係者による研究会の開催や関連する国際会議(主に欧州)への出席、企業・自治体・一般向けのシンポジウム等を企画し開催する。
今年度からフォーラムを始動し、2019年度にかけて活動を進めて行くため、短期的には二年次に渡る活動期間とする。
また活動の成果を一定のアウトプットとして一般公開して、多くの関係者が自然エネル
ギー熱利用の普及のために活動するプラットフォームを構築することを目標とする。

・2018年10月4日：第1回研究会開催
・2018年11月13日〜14日：4DH国際会議(デンマーク・オールボー）・2018年12月6日：第2回研究会開催
・2019年3月14日：第3回研究会＆公開シンポジウム開催
・2019年7月25日：第4回研究会開催
・2019年9月8日～13日：デンマーク地域熱供給視察ツアー実施
・2019年9月10～11日：4DH国際会議(デンマーク・コペンハーゲン)参加
・2019年10月7日：4DHワークショップ(オールボー大オストゴー教授)
・2019年10月28日：4DHセミナー(札幌)、11月1日：4DHセミナー(東京)・2019年11月20日：第5回研究会、2020年1月～2月：第6回研究会
・2020年3月13日：4DH国際会議（日本）開催予定
特集ページ: https://www.isep.or.jp/4dh-forum/
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ご清聴ありがとうございました！
第4世代地域熱供給4DHセミナーin東京

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2019年11月1日(金)14:00～24