http://www-iam.nies.go.jp/aim/

http://www.nies.go.jp/

TBD:
Toward Building and Demonstrating
a Regional Circular and Ecological Sphere
Shuichi Ashina
Manager, International Coordination OfficeSenior Researcher, Center for Social and Environmental Systems Research
National Institute for Environmental Studies
E-mail: ashina.shuichi@nies.go.jp

The 25th AIM International Workshop
Session 7: Research on Climate Mitigation at NIES
19 November, 2019 at Ohyama Memorial Hall, NIES

2019/11/19

2

Concept of a Regional Circular and Ecological Sphere(CES) – Local SDGs
• Aims to enhance utilization of regional resources for building asustainable society not only within a region but also with neighboring
regions.
• Regional resources including energy (solar and wind), social andnatural resources (culture, climate and communities)

3

2019/11/19

Schema of The Regional CES: Mandara
地域循環共生圏（日本発の脱炭素化 SDGs構想）－ サイ

空間と ィジカ 空間の融合により、地域から人と自然のシを引き出す生命系シス－「自立分散」 × 「相互連携」 × 「循環 共生」 ＝ 活力あふれる「地域循環共生圏」 ⇒ 「脱炭素化 SDGsの実現、そして世界へ」「オシッ 」

「 ック」

「サス」

「人間の安全保障、次世代 女性のエ

新たな価値と ジ スで成長を牽引する地域の存立基盤「」 「生命系社会」

地域循環共生圏

地域循環共生圏「シ消費」から「コ 消費」へので健康と豊かさと楽しさを（防災 景観 再配電網地中化

健康 未病（地域包括野遊（地域 豊自然景色 文化 味う）

再災害時でも安心感のある
エギ シス
イ イ

熱融通
再熱

廃棄物発電＆熱利用
CO2

ジタ 技術による次世
代 高品質 基幹送電網

地域間ZEH ZEB

地域支えシ

ガス技術)

ギ の地産地消と地域間融通

電力）

双方創造）

ソシェア

電力

配電 小売
再蓄電池 水素貯蔵

自律分散型の「エギ 」シス

地域循環共生圏

多様な ジ スの創出
再（基幹等 先進的

新流通

ガスコジェ

CO2(水素 タエ（風力）「知の源泉」となる地域の大学 高専 研究機関
暗黙知 技や地域価値の再発見（廃棄物、食料、地域循環共生圏

再活用
防災 減災拠点整備

地域課題解決型の ジ ス、農福連携）

資源循環「災害」に強いまち

地域経営型のエギジ ス
地域資源活用型観光 ジ ス（既存施設や耕作放棄地等の活用による ジ
ス拠点化 観光資源化、地域教育 人材育成）

高齢者向配車適応

日本の基幹もの産業）（体 優 お素材衣服）（自分 地球 優 い）
（農産物 水産物等 地産地消 産地直送）（地元材 人 優住宅）
（地元産品 地域商店街 活性化）

(エコツズ 、祭り、文化 歴史)

Eco-DRR

地域循環共生圏

地域交通

観光 ジ ス

気候変動影響による被害の回避 軽減（適応）共感 感動創造（文化 芸術 歴史 スツ）

子育 世代
支援

衣 食 住

防災イと自然の防災力の相乗効果

ス ックとしての豊かな自然とその恵みでグッ
イ

健康で自然とのつながりを感じる「 イ スタイ 」

人に優しく魅力ある「交通 移動」シス

地域循環共生圏

水の循環と調和する
地域コ
ィ地域循環共生圏

地域の魅力を引き出す交通シス

安心と利便性で高齢者や子育て世代に優しい移動手段を基盤に」人々が健康で活き活きと暮らし幸せを実感することで、地域が自立し誇りを持ちながらも、他の地域とも有機的につながることにより、国土の隅々まで豊かさが行きわたる。

（次世代育成 教育、世代間交流）

地域金融 ESG金融 地域
ァによる ジ ス支援

グ

IoT活用
低炭素物流

CO2の原料化

廃スチックからの再生（太陽光）ク スタ EV充放電管理 ジ ス

地域再エ
ジスを支えるシスIoT等による経営資源 製品等の次世代流通網「Society 5.0」と人の生産性向上が創る「地域循環共生圏」

イィ
なものづくり4

2019/11/19

Schema of The Regional CES: Mandara
地域循環共生圏（日本発の脱炭素化 SDGs構想）－ サイ

空間と ィジカ 空間の融合により、地域から人と自然のシを引き出す生命系シス－「自立分散」 × 「相互連携」 × 「循環 共生」 ＝ 活力あふれる「地域循環共生圏」 ⇒ 「脱炭素化 SDGsの実現、そして世界へ」「オシッ 」

「 ック」

「サス」

「人間の安全保障、次世代 女性のエ

新たな価値と ジ スで成長を牽引する地域の存立基盤「」 「生命系社会」

地域循環共生圏

地域の魅力を引きTransportation
出す交通シス
Mobility
人に優しく魅力ある「交通 移動」シス

地域循環共生圏「シ消費」から「コ 消費」へので健康と豊かさと楽しさを（健康 未病

高齢者向配車（地域包括野遊（地域 豊自然
景色 文化 味う）

再再活用
防災 減災拠点整備

災害時でも安心感のある
エ
ギ シス
イ イ

熱融通
再熱

廃棄物発電
＆熱利用
CO2

ガスコジェ

CO2
(水素 タエジタ 技術による次世
代 高品質 基幹送電網

シ

ガス技術)

ギ の地産地消と地域間融通

（風力）

地域間

ZEH ZEB

地域支え電力）

双方創造）

ソシェア

電力

配電 小売
再（次世代育成 教育、世代間交流）

地域金融 ESG金融 地域
Fundingァによる ジ ス支援

グ

IoT活用
低炭素物流

CO2の原料化

廃スチックからの再生（太陽光）

Low/No Carbon
自律分散型の地域再エジ「エギ Mitigation」シススを支えるシス蓄電池 水素貯蔵

地域循環共生圏

多様な ジ スの創出
再（基幹等 先進的

新流通

「知の源泉」となる地域の大学 高専 研究機関
暗黙知 技や地域価値の再発見（廃棄物、食料、地域循環共生圏

適応

防災 景観 再配電網地中化

地域課題解決型の ジ ス、農福連携）

資源循環

Eco-DRR

ギジ ス
地域資源活用型観光 ジ ス

子育 世代
支援

（既存施設や耕作放棄地等の活用による ジス拠点化 観光資源化、地域教育 人材育成）(エコツズ 、祭り、文化 歴史)

Resilience
Adaptation「災害」に強いまち

日本の基幹もの産業）

共感 感動創造（文化 芸術 歴史 スツ）

Lifestyle 地域経営型のエ（体 優 お素材衣服）（自分 地球 優 い）
（農産物 水産物等 地産地消 産地直送）（地元材 人 優住宅）
（地元産品 地域商店街 活性化）

観光 ジ ス

気候変動影響による被害の回避 軽減（適応）

地域循環共生圏

地域交通

ス ックとしての豊かな自然とその恵みでグッ
イ

健康で自然とのつながりを感じる「 イ スタイ 」
衣 食 住防災イと自然の防災力の相乗効果

水の循環と調和する
地域コ
ィ地域循環共生圏

安心と利便性で高齢者や子育て世代に優しい移動手段

地域循環共生圏を基盤に」人々が健康で活き活きと暮らし幸せを実感することで、地域が自立し誇りを持ちながらも、他の地域とも有機的につながることにより、国土の隅々まで豊かさが行きわたる。

ク スタ EV充放電管理 ジ ス

IoT等による経営資源 製品等の次世代流通網「Society 5.0」と人の生産性向上が創る「地域循環共生圏」

イィ
なものづくり52019/11/19

Regional Low Carbon Scenario: AIM with Spatial Info.
• Developed Regional◎：他モデルからのインプット開始

AIM/Enduse could analyze GHG
reductions and mid-/long-term
scenarios in region inconsideration with spatial
distribution of energy demandand supply.

●地区の年間熱需要量

EMS・ADR

EMS・ADRによる需要削減率
レーションの結果を利用）

再エネポテンシャル利用エリアの設定（半径 ○○ km）●地区の年間熱需要量●地区の面積

需要量・需要密度①年間需要量・エネ
ルギー消費量◎ （拠点毎にEMS・ADRシミュ◎ ●太陽光発電・風力発電量
ポテンシャル（空間分布）★

熱需要密度の判定基準
需要密度○○TJ/ha以上①年間熱需要密度② EMS・ADRによる需要削減・変化量②熱需要密度による
判定

地域熱供給を導入せず●産業・清掃工場の未利用
熱空間分布

高温未利用熱太陽光発電
風力発電③再エネ供給電力（年間）③未利用熱、再エネ
電・熱の存在判定④再エネにより代替される需要量●電力需要あたりのCO2排出量原単位◎ ●木質バイオマス供給可能量

排熱の利用割合
熱供給によるロス⑤エネ消費削減量

木質バイオマスバイオマス供給機器の効率
木質バイオマス利用エリアの設定（半径 ○○ km）●熱需要あたりのCO2排出量原単位◎

高温未利用熱の近接条件（中心から5km以上 ）④需要に供給可能なエネルギー量⑤ 再エネ導入によるエネ、CO2削減量●地区の年間熱需要密度●地区の面積供給機器の導入割合⑥ バイオマス供給量
熱量（年間）

コジェネ⑥供給機器を導入可
能な需要量⑦ バイオマスにより代替される需要量

系統電力・ガスと比較した効率向上●熱需要・電力需要あたりのCO2排出量原単位⑦エネ、CO2削減量（⑤＋⑥の効果）⑧バイオマスによるエネ、CO2削減量

凡例●入力データ終了★へパラメータ

Analysis Flow of Regional Enduse
Energy Demand

Energy Resource

GHG reductions
2010

2010

800

2050

600
400
200

0
1220303456 7 8
拠点番号

910 11 12 13

単体技術

-5

単体技術

-15
-20-25

拠点集約化
再エネ
単体技術

Energy Resources(CHPs, Renewables)

BAU（ベースライン）再エネ(PV)-10-30Spatial Distribution ofEnergy Demand

2050

02030

CO2削減量[万tCO2]

コジェネによる熱＋電力供給量
(TJ)

1000

集約効果
（需要削減、事業導入）
2030

単体技術
＋再エネ

拠点集約化シナリオ

2050

GHG reductions in region

CO2
[tCO2]

6

2019/11/19

Impacts of National Actions to Reginal GHG reduction
Assumptions: - Technology scenario is same as national one- Transition to Compact city is included (α, β (more compact))
350,000

Asahikawa

300,000
250,000

Koriyama
CO2CO2削減量[万tCO2]
Reduction [10 ktCO2]

2010

2030

0
単体技術

50,00002030年BAU

alphabeta

2050年

再エネ
(PV)

-15

-25

No BAU
CO2 Reduction Measures（ベースライン）(Baseline)
単体技術
Energy Efficient Technology-10-20150,000
100,000

2050-5200,000

Energy Efficient Technology
単体技術
＋再エネ
集約効果 +Renewables（需要削減、事業導入）
EnergyEfficient Technology
拠点集約+Renewables+CHPs
化シナリオ

拠点集約化
再エネ
単体技術

-30

Hachinohe
200,000
180,000
160,000
140,000
120,000
100,000
80,00060,00040,00020,00002030年BAU

Kitakyushu

2050年
alphabeta

Tsukuba

100,000
100,000

80,00080,00060,00040,00060,00020,00040,00020,00002030年
BAU

alpha

beta

2050年

02030年
BAU

alpha

beta

2050年

7

2019/11/19

Model to Movements: Collaborative City Design in Fukushima
Science-based Smart City Design

Shinchi Town
Community Tablet Network

Energy Assist
Life Assist
Community
Information Assist

Comp and City
Planning

Local
Needs
Regional
Environment
Information

Urban Spatial
Analysis

Integrated
Modelling

Local
environment
diagnosis

Future scenario
assessment

Simulation forrecovery roadmap

Tech. and policy
inventory-low carbon tech-circulation tech-industrial symbiosis-policy / regulation-land use control

2019/11/19

8

Newest Smart Community underway in Fukushima
Shinchi Town,
Soma-Futaba Region, Fukushima Prefecture
Population:
8,247 / Households: 2,754 /Shinchi Town
JAPANArea: 46.35 km2 (As of Jan. 1st, 2017)

SDGs from Local Energy BusinessFukushima

9

2019/11/19

Local Energy Based Urban Rebuilding Project in Fukushima
Sustainable rebuilding projects through collaborative planning among town
planning, industrial development and local energy systemMulti sectoral energy management/housing/commercial/agriculture

Strategic landuse transition targets 
•Smart thermal andelectricity management

LNG
SteamElectricity

Efficient local energy
management for alocal scale system

LNG Plant2019/11/19

10

Local Energy Based Urban Rebuilding Project in Fukushima

11

2019/11/19

Local Energy Network in Shinchi

Energy Center (Supplier)Hotel (Heat and Electricity)

Shopping Complex (Heat and Electricity)

Futsal Dome(Electricity)

2019/11/19

13

Center of Excellence in Shinchi: UDC Shinchi• Graduate School of Frontier Sciences of The University ofTokyo, Shinchi town and NIES jointly established the Shinchi
Urban Design Center (UDC Shinchi).
• Opening Ceremony was held on 15th Nov, 2019.
• In UDC Shinchi, researchers and students conduct researches
for efficient energy systems and regional development.

14

2019/11/19

City Planning in consideration with Climate Change• City planning may adjust with consideration both for regional

climate change mitigation actions and regional climate changerisk, such as flood, landslides and tsunami.
• Take risk or avoid risk?
City Planning

Regional Low Carbon Actions

××

Risk of Flood