次世代自動車を中核にしたスマートコミュニティ最新動向2012[地方自治体が主導するEV/ITS/エネルギー網の新展開]

執筆者: 

西 宏章[監修] 井上 恒一/久保 亮吾/佐藤 康行/鈴木 高宏/戸越 俊郎 [著]

サイズ・判型: 

A4判

ページ数: 

346P

発売日: 

2012/08/02


近年、私たちを支える各インフラ関連で話題となっているキーワードを3つ上げるとすれば、1つが電気自動車やプラグインハイブリッド車などの登場に象徴される次世代自動車、1つがスマートグリッド、1つがクラウドとなると考えられます。

個々のインフラ技術が成熟した今、さらなる発展は融合(フュージョン)によってもたらされる時代になったといえます。その中心となるのは、そこに暮らす我々であり、融合と私たちのコミュニティのかかわりを考えて構築された街こそがスマートコミュニティそのものです。そしてこの実現には、地方自治体による、住人を巻き込んだ社会構造やサービス、移動、生活のスマート化が必要になます。
本書ではこれらの改革がもたらす今後の方向性を示すことに注力しました。その中で行われているさまざまな取り組みについては、一家庭での取り組みから、より大きな自治体や町といった地域規模での取り組みまでを網羅し、具体例を挙げて説明しています。
本書で紹介した事例は、日本全国の自治体で推進されているスマートコミュニティのプロジェクトばかりではなく、欧州や米国、アジアを含む世界の多彩なEVタウン・プロジェクトの展開なども幅広く紹介した、ユニークな内容になっています。
本書からスマートコミュニティやスマートタウンの新しい見方や理解を手に入れて、さらに発展させるとともに、実際に地域を変える原動力として本書を役立てていただけることを期待しています。本書は、スマートグリッドシリーズ第12弾。

はじめに

第1章  自動車とスマートハウス/スマートコミュニティの動向=地域・社会を変える電気自動車と情報・交通・エネルギー網=
1.1  電気自動車とスマートハウス/スマートコミュニティの関係
1.2  スマートコミュニティにおけるEV(電気自動車)
  1.2.1  電池式電気自動車と架線式電気自動車
  1.2.2  EVのメリットとデメリット
1.3  スマートコミュニティとスマートシティ
  1.3.1  スマートコミュニティ/スマートシティに関連する用語の整理
  1.3.2  スマートコミュニティ:「人とのつながり」に注目した表現
1.4  スマートシティの起源とその発展
  1.4.1  スマートシティの起源
  1.4.2  スマートグリッドという言葉の定義
  1.4.3  生活に密着したさまざまなインフラのスマート化
  1.4.4  スマートシティ/スマートタウン/スマートアイランド
1.5  スマートシティからスマートコミュニティへの展開
1.6  スマートコミュニティとICT統合型インフラ/3つの分類
  1.6.1  各種ICT統合型インフラの取り組み
  1.6.2  東日本大震災後の本格的な展開
  1.6.3  スマートコミュニティ(スマートシティ)の実施と3つの分類
  1.6.4  スマートコミュニティが目指す形は全体最適型の意味
1.7  将来のスマートコミュニティにおけるサービス
  1.7.1  30年先を見据えたIEEEスマートグリッドビジョンプロジェクトのスタート
  1.7.2  IEEE SGV Projectにおける高度道路交通ソサイエティの活動
  1.7.3  IEEE SGV Projectを踏まえた将来のサービス
  〔1〕マイニングサービスとしての側面
  〔2〕アグリゲータビジネス
  〔3〕ブローカービジネス
  〔4〕レコメンデーションサービス
1.8  スマートコミュニティにとっての最終的な目的

第2章  活発化する日本/海外のEV・PHV推進プロジェクト
2.1  経産省のEV・PHV情報プラットフォームの取り組み
  2.1.1  EV・PHVの普及目標を策定:「次世代自動車戦略2010」
  2.1.2  「次世代自動車戦略2010」の6つの戦略
2.2  EV・PHVタウン:18都府県を指定
2.3  第1期のEV・PHVタウン8地域におけるアクションプラン
  2.3.1  愛知県
  2.3.2  青森県
  2.3.3  神奈川県
  2.3.4  京都府
  2.3.5  東京都
  2.3.6  長崎県
  2.3.7  新潟県
  2.3.8  福井県
2.4  第2期のEV・PHVタウン10地域におけるアクションプラン
  2.4.1  大阪府
  2.4.2  岡山県
  2.4.3  沖縄県
  2.4.4  岐阜県
  2.4.5  熊本県
  2.4.6  埼玉県
  2.4.7  佐賀県
  2.4.8  静岡県
  2.4.9  栃木県
  2.4.10  鳥取県
2.5  EV・PHVタウンとベストプラクティスの内容
  2.5.1  公用車によるEV・PHVの率先導入
  2.5.2  イベントなどにおける車両の試乗会・展示会
  2.5.3  EVカーシェア・レンタカー・タクシー
  2.5.4  ロゴマーク・ホームページなどによる普及啓発活動
  2.5.5  導入補助・税制優遇
  2.5.6  その他、駐車場割引・高速道路割引等の優遇措置
2.6  EV・PHVの普及で必須な充電インフラの整備
  2.6.1  充電インフラ設備の種類
  2.6.2  マンションや賃貸駐車場、遊戯施設等の充電設備
  2.6.3  急速充電設備の設置場所
  2.6.4  実際の充電設備設置事例
  〔1〕国立公園内に設置する場合
  〔2〕温泉地など硫黄ガスの発生する地域の場合
  2.6.5  コンセント設置の高さとコンセントのタイプ
  2.6.6  充電設備設置に関するインセンティブ
  2.6.7  パブリック充電設備の課金の現状
  2.6.8  課金に伴う法の解釈における問題
  2.6.9  充電設備の通信ネットワーク
  2.6.10  パブリック充電インフラの整備
  〔1〕EV・PHVタクシー導入台数
  〔2〕EVタクシーの走行距離:従来車の1/3程度
  〔3〕1日あたりの充電回数:数回/日
  2.6.11  中山間地域での取り組み:ガソリンスタンドの減少とEV・PHV
  2.6.12  近隣自治体との連携:充電器予約・認証システムの共通化等
  2.6.13  EVからの直接電源供給への期待
2.7  地方自治体がどうEV・PHVの普及に取り組むべきか
  2.7.1  官民一体となった集中的に取り組み
  2.7.2  重要な自治体の首長のEV・PHVに対する理解
  2.7.3  震災後の課題:節電意識の高まりとEV・PHV敬遠への対応
2.8  経済産業省における、EV・PHV普及に関する取り組み
  2.8.1  充電設備設置ガイドブックの策定
  2.8.2  導入促進対策費補助金を用意
2.9  活発化する欧米・アジアにおけるEVタウンプロジェクトの展開
  2.9.1  ロサンゼルス(米国)
  〔1〕2,500ドルまでのEV購入補助金を提供
  〔2〕ゼロ?エミッション車はHOVレーン走行を許可
  〔3〕6,000万ドル規模のスマートグリッドプロジェクト
  〔4〕ロサンゼルス港に25台の電気トラックを導入
  2.9.2  ニューヨーク(米国)
  〔1〕ニューヨーク市の長期計画:PlaNYC2030
  〔2〕重要なアーリーアダプターへの導入政策の提案
  2.9.3  ポートランド(米国)
  2.9.4  リサーチ・トライアングル・パーク(米国)
  〔1〕ATECがPHV・EVに関する研究を
  〔2〕急速充電器の設置を本格展開
  〔3〕West Coast Green Highway計画 とThe EV Project
  2.9.5  アムステルダム(オランダ)
  2.9.6  バルセロナ(スペイン)
  2.9.7  ベルリン(ドイツ)
  2.9.8  オランダ北ブラバント州(BrabantStad)
  2.9.9  ロッテルダム(オランダ)
  2.9.10  コペンハーゲン(デンマーク)
  2.9.11  ハンブルグ(ドイツ)
  2.9.12  ヘルシンキ(フィンランド)
  2.9.13  イギリス北東部
  2.9.14  ストックホルム(スウェーデン)
  2.9.15  上海(中国)
  2.9.16  長崎五島列島(日本)
  2.9.17  神奈川(日本)

第3章  電気自動車(EV)を支える充電・蓄電設備とネットワーク技術
3.1  電気自動車(EV)における充電設備とその種類
  3.1.1  急速充電器
  3.1.2  普通充電
3.2  日本の急速充電方式「CHAdeMO」
3.3  災害時に強い急速充電システムの構築例
  3.3.1  災害に対応した自治体での構築例
3.4  急速充電器とエネルギー管理システムの連携
  3.4.1  急速充電器側システムの構成
  3.4.2  急速充電器の利用状況の表示
3.5  蓄電池と急速充電器を統合したシステム
  3.5.1  EV普及による電力需要の増加
  3.5.2  自然エネルギーによる不安定な発電出力
3.6  EMS(エネルギー管理システム)やITSとの連携
  3.6.1  ITSとの連携
  3.6.2  EMSとの連携
3.7  双方向パワーコンディショナシステム
  3.7.1  双方向パワーコンディショナシステムの基本構成
  3.7.2  双方向パワーコンディショナの機能
  〔1〕系統連系用双方向インバータ
  〔2〕蓄電用双方向コンバータユニット
  〔3〕双方向パワーコンディショナシステム
3.8  双方向パワーコンディショナの具体的な製品例
  3.8.1  双方向電源「NTシリーズ」
  3.8.2  スマートパワーソリューション
  3.8.3  マルチソースパワーコンディショナーシステム
3.9  CHAdeMO方式とコンボ方式と中国方式の違い
3.10  情報・交通・エネルギーをつなぐネットワーク技術
3.11  スマートグリッドとスマートコミュニティ
  3.11.1  スマートコミュニティの定義とコンセプト
  3.11.2  スマートコミュニティはユーザー視点からのアプローチ
3.12  スマートハウス/スマートコミュニティにおけるネットワーク技術
  3.12.1  各種インフラを統合する核となるネットワーク技術
  3.12.2  スマートコミュニティにおけるネットワークの役割
3.13  スマートコミュニティと仮想化ネットワーク技術
3.14  スマートコミュニティにおけるネットワーク制御技術
3.15  最適なネットワークを選択するコグニティブ通信技術
3.16  スマートハウスからスマートシティへの円滑なマイグレーション
  3.16.1  スケーラビリティ(拡張性)の高いシステム
  3.16.2  重要なホームゲートウェイの役割
3.17  スマートコミュニティのネットワーク構成

第4章  実証実験(1):一般家庭におけるHEMS実証実験
4.1  既築の建物(一般住宅)にHEMS装置を後付けて実験
  4.1.1  平均1,500円/月の電気料金の削減を目標
  4.1.2  低コストでデマンドコントロールを実現
4.2  KNIVESをベースに構築したHEMSシステム
  4.2.1  KNIVES(ナイブス)とは
  4.2.2  KNIVESのコンセプトとシステム構成
  4.2.3  サーバシステムにツリー構造を採用
  4.2.4  サーバとクライアント端末はTCP/IP通信
  4.2.5  KNIVESのクライアント端末の構成
4.3  KNIVESシステムをHMESのセンターコントローラとして設置
  4.3.1  電力需要の形態の把握
  4.3.2  電力需要の形態を把握する手法
  4.3.3  その他の手法
4.4  HEMSを利用した空調制御実験の内容
  4.4.1  居住者構成は4人家族
  4.4.2  線形予測で電力の需要予測
  4.4.3  実験方法:4台の空調を制御対象
  4.4.4  電力削減の効果
  4.4.5  快適性の評価

第5章  実証実験(2):NTTドコモの横浜みなとみらい21地区におけるスマートハウス実証実験
5.1  スマートハウス実証実験の概要
  5.1.1  「スマートネットワークプロジェクト」に関する実証実験
  5.1.2  実証実験の背景と目的
  5.1.3  ホームICTと中間プラットフォーム間の環境負荷低減情報ネットワーク通信規格の検討
5.2  開発・実証の成果概要
  5.2.1  プロトタイプの通信規格策定
  5.2.2  テストベッド環境による検証
5.3  実証ハウスで活用した技術要素
  5.3.1  電気自動車の活用に向けた環境負荷低減情報ネットワーク通信規格の検討
  5.3.2  ホームICTと中間プラットフォーム間の環境負荷低減情報ネットワーク通信規格の検討
  〔1〕EV充放電制御による家庭内消費電力の内訳
5.4  環境負荷低減効果(CO2の削減効果)
5.5  実証実験をベースにした標準化活動
5.6  実装・製品化等へ向けた取り組み
5.7  仮説とユースケース
  5.7.1  通信インタフェース検証の観点
  5.7.2  ユースケースのイメージ概要
5.8  実証実験のテストベッド環境
  5.8.1  実施エリアと建物全体および外観図
  5.8.2  実証ハウスの見取り図
  5.8.3  実証ハウスの写真
5.9  実証ハウス内に構築したシステム構成
  5.9.1  全体のシステム構成
  5.9.2  ホームICT(HGW)の構成
  5.9.3  擬似EVシステムの構成
  〔1〕概要
  〔2〕電力の流れと構成
  〔3〕HGWとの通信と在圏管理
  5.9.4  センサー情報収集系システムの構成
  〔1〕概要
  〔2〕電力センサーによる家庭・住宅設備の消費電力測定について
  〔3〕環境センサーによる生活関連情報の収集について
  5.9.5  家電・住宅設備制御系システムの構成
  〔1〕概要
  〔2〕家電・住宅設備機器の通信と制御について
5.10  利用者のEV走行パターンを考慮した蓄電池のSOC管理手法
  5.10.1  概要
  5.10.2  利用者の1週間の平均的な走行パターンを考慮した実験
  5.10.3  EV走行を考慮した家庭内電力消費の生活パターンを模擬的に実現
  5.10.4  EV走行を考慮した生活パターン、PV発電、EV充電量、家庭内消費電力の実験結果

第6章  実証実験(3):長崎県五島市福江港のBEMS/EV統合インフラ実証実験(FUSIONプロジェクト)
6.1  長崎県五島市におけるスマートシティの取り組み
  6.1.1  スマートシティ実現に向けての提案
  6.1.2  FUSIONプロジェクトとシステムの構築
  6.1.3  スマートシティの実証実験の成果
  〔1〕見える化:CO2排出量の低減状況もリアルタイム表示
  〔2〕EV電池の充放電による電力需要量の平滑化
6.2  FUSIONプロジェクトのプロフィールとその目的
  6.2.1  通信プロトコルの検証
  6.2.2  ICT基盤技術の検証
  6.2.3  CO2排出量削減効果の検証
6.3  FUSIONプロジェクトの実施体制
6.4  ネットワーク統合制御システムとFUSIONプロジェクト
6.5  ネットワーク統合制御システムの実現性
  6.5.1  事業的視点からの実現性
  〔1〕事業性
  〔2〕参入容易性
  〔3〕大規模化
  6.5.2  技術的視点からの実現性
  〔1〕普遍性・地域性
  〔2〕相互運用性・相互接続性
  〔3〕適合性
6.6  技術規格案の要点
  6.6.1  FUSIONプロジェクトの規定範囲
  6.6.2  FUSIONプロジェクトの規定内容
6.7  BEMS/EV統合インフラ網の構築
  6.7.1  全体のシステム構成
  6.7.2  リソース管理サーバとネットワーク接続装置
  6.7.3  FUSIONMLの仕様
  〔1〕メッセージフォーマット
  〔2〕ヘッダ要素におけるタグ規定
  〔3〕本文要素におけるタグ規定
  〔4〕name属性の管理
  6.7.4  環境センサーネットワーク
  6.7.5  太陽光発電システム
  6.7.6  電力計測システム
  6.7.7  空調制御システム
  6.7.8  EVおよび急速充電器
6.8  空調制御アプリケーションによるCO2排出量の削減
  6.8.1  空調制御アプリケーション
  6.8.2  収集情報の可視化
  6.8.3  CO2排出量の削減
6.9  まとめ:エコアイランドの実現を目指して

第7章  実証実験(4):長崎EV&ITSプロジェクトの実証実験
7.1  長崎EV&ITSプロジェクトの背景と意義
7.2  長崎県EV・PHVタウン構想と離島地域の課題と特性
7.3  五島地域および長崎県における再生可能エネルギー
7.4  長崎県における自動車普及とCO2排出の実態
  7.4.1  五島地域では2/3が軽自動車
  7.4.2  CO2排出量
7.5  長崎EV&ITSコンソーシアムの設立と4つのWG
7.6  WG1の活動:「EV・充電設備関連」の取り組み
  7.6.1  EVおよび急速充電器の導入および運用の事業スキーム
  7.6.2  急速充電器の配置計画案
  〔1〕EVの航続距離としての要求仕様と充電スポット間の距離
  〔2〕EVの導入台数と急速充電器の設置台数
  〔3〕新上五島町のEV台数と充電器の基数
  7.6.3  EV・PHVの機能要件と技術的要件の策定
  7.6.4  普通充電設備のあり方
  7.6.5  EV・PHVからのデータ取得方法
7.7  WG2の活動:「ITSインフラ関連」の取り組み
  7.7.1  ITSスポットサービスの活用
  〔1〕サービスアプリケーションの開発
  〔2〕カーナビ・ETCを一体化したオールインワン・サービス
  〔3〕ITS車載器:観光客と受入側の双方をつなぐサービスの実現
  〔4〕ITS車載器をプロジェクトで活用するうえでの課題
  7.7.2  ITS車載器およびDSRCアンテナの機能要件
  7.7.3  未来型ドライブ観光のイメージ
7.8  WG3の活動:「観光コンテンツ関連」の取り組み
  7.8.1  五島地域における観光の概況
  7.8.2  観光情報提供サービスの整備方針
  7.8.3  情報収集方法の検討
7.9  WG4の活動:「エコアイランド関連」の取り組み
  7.9.1  EV導入・普及による五島のエコアイランド化
  7.9.2  関連する取り組みのレビュー
  7.9.3  福ECOプロジェクト
  7.9.4  WG4における検討課題
  7.9.5  FUSIONプロジェクト
7.10  コ・モビリティ社会の創成
7.11  第一期整備(1):EV・PHV、ITS車載器および急速充電器の実導入
  7.11.1  100台規模のEV導入
  7.11.2  EV・PHVにITSスポット対応カーナビを搭載
  7.11.3  急速充電器を観光スポット等に設置
  7.11.4  EVプロジェクト推進室の設置
7.12  第一期整備(2):EVレンタカー利用者へのアンケート
  7.12.1  レンタカー利用を主としたEV利用データの収集
  7.12.2  アンケート結果【その1】:9割以上が「また乗ってみたい」と回答
  7.12.3  アンケート結果【その2】:急速充電の利用者は走行距離が2倍以上
  7.12.4  アンケート結果【その3】:自由意見の4割超は充電設備関連
7.13  第一期整備(3):急速充電器の利用状況
7.14  第二期整備(1):各WGにおける検討と第二期整備
7.15  第二期整備(2):長崎県統合観光情報プラットフォームとITSスポットサービス(IP)
7.16  第二期整備(3):非IP系ITSスポットサービス
  7.16.1  全国の高速道路上を中心に開始されたITSスポットサービス
  7.16.2  IP系のITSスポットと非IP系サービスについての検討
  7.16.3  五島地域ではEV用急速充電器とITSスポットを併設
7.17  五島エコアイランド構想と環境未来都市MITEネットワーク
  7.17.1  新たな社会のモデルの創出を目指して
  7.17.2  MITEネットワークプロジェクトの登場とその役割
  7.17.3  地域分散型のマイクログリッドモデルの整備
  7.17.4  安全・安心な地域生活環境の整備
7.18  長崎エビッツモデルの展開と将来展望

第8章  実証実験(5):大学キャンパスにおけるCampusEMS実証実験
8.1  CEMSを実現する電力エネルギー需給計測システム
8.2  SFCに構築されたエネルギー需給計測システム
8.3  SFCにおけるエネルギー需給計測システム
  8.3.1  SFCキャンパスのプロフィールとその建物配置
  8.3.2  エネルギー需給計測システムの構成
8.4  エネルギー需給計測システムで測定した項目の詳細
  8.4.1  測定する電力のSFC電力システム内の位置づけ
  8.4.2  受電電力およびCGSの発電量の計測
  8.4.3  構築したシステムで実現可能になったこと
  8.4.4  実験で使用されるサーバとプログラム
8.5  CEMSにおける履歴情報を利用した需要予測
  8.5.1  重要な制御目標となる需要量予測
  8.5.2  電力需要量の予測方法
  8.5.3  電力需要量の予測結果
8.6  最適化アプローチによる定量的なクラスタリング手法
  8.6.1  クラスタの数式表現
  8.6.2  クラスタリング手法の提案
  8.6.3  CEMSで制御を行う際に必要となる需要量予測

第9章  実証実験(6):栗原市(宮城県)におけるグリーン社会ICTライフインフラプロジェクト実証実験
9.1  EMSから見たグリーンICT社会ライフインフラとその目的
  9.1.1  スマートシティの定義
  9.1.2  国際競争力の強化を目指すEMSグループとその目的
9.2  実際に構築された「地域1~地域5」のCEMS
  9.2.1  地域1:市役所・築館ふるさとセンター(市役所別館)・小学校エリア
  9.2.2  地域2:私立図書館・白鳥記念館・資料館・神輿倉庫・公民館・公務員宿舎
  9.2.3  地域3:ハイルザーム栗駒
  9.2.4  地域4:ドリームパル・私立病院・JA
  9.2.5  地域5:金成総合支所
9.3  見える化の次の実施内容:CO2削減
  9.3.1  CO2削減制御に関する実験結果
  9.3.2  CO2削減を目的とした空調制御実験の方針
  9.3.3  空調制御とCEMSとの融合
9.4  動的クラスタリング:需給グループの需要家構成の最適化
  9.4.1  動的クラスタリングとは
  9.4.2  仮想的なCEMSと2つのPPSとの契約を想定
  9.4.3  評価に利用する需給調整シミュレーション条件
  9.4.4  デマンドコントロール(DC)でどのような効果があったか
9.5  CEMSを構築する場合の通信インフラの検討
  9.5.1  通信インフラとして何を利用するべきか
  9.5.2  CEMSインフラの構築にPONを採用
  9.5.3  OLTにストリームデータベース機構を追加
  9.5.4  クラウドを利用した方法とOLT折り返しの場合の比較

おわりに


索引