一般社団法人 日本熱供給事業協会Japan Heat Supply Business Association

丸の内エリア・大規模熱源システム向けたAI最適自動制御システムの導入 (丸の内熱供給)

業界初となる地域冷暖房プラントのエネルギー効率を向上する最適設定の自動化に成功

AI活用型「IEMS(統合エネルギーマネジメントシステム)」の導入(虎ノ門エネルギーネットワーク)

AIを活用した運転計画立案と制御、リアルタイムコミッショニングによるさらなる省CO₂と運転管理業務の低減の両立

他機種の熱源機と蓄熱槽を有する施設における最適な運転計画の策定と実行(関電エネルギーソリューション)

混合整数線形計画法による目的関数の最小化による最適な運転計画を理論的に実現

AIを活用したCEMSによる街区のエネルギーマネジメント (北海道ガス)

各建物や利用者のエネルギー使用情報をエネルギーセンターとリアルタイムで連携、CEMSを中心とした制御により、街区一帯の省エネを実現

需要側BEMSと供給側EMSによる統合CEMS(立川都市センター)

需要側BEMSと、供給側中央監視装置(EMS)を統合することで、低コストで機器制御システム(CEMS)を構築

日本橋エネルギーマネジメントシステム（NEMS）の他エリアへの展開 (三井不動産ＴＧスマートエナジー）

コージェネや自己熱源設備だけでなく、既存ビルの熱源設備も含めた地域全体の熱源設備の最適運用を日本で初めて実現

工業団地の需要集約・エリア全体のエネルギー管理・最適制御(東京ガスエンジニアリングソリューションズ)

スマートエネルギーマネジメントシステム(SENEMS^®)

• エリア全体のエネルギー効率を向上に加え、防災機能をはじめとした付加価値を創出し、都市の価値の向上にも貢献する。
  • 熱と電気を地産地消するコージェネシステムを導入し、再生可能・未利用エネルギーを最大活用し、省エネおよびエネルギーセキュリティの向上を図る。
  • ICTによるエネルギーマネジメントにより、熱・電気・情報をネットワーク化し、エリア単位で最適なエネルギーシステムを構築する。

清原工業団地スマエネ事業への導入経緯

• 産業分野の課題：エネルギー基盤の強靭化、低炭素社会のさらなる促進が求められた。
• 栃木県の方針：2014年度に「とちぎエネルギー戦略」を策定。清原工業団地を対象とする循環型地域活性化モデルとして、総務省の「分散型エネルギーインフラプロジェクト」にてマスタープランを策定。
• 事業者の連携：カルビー、キヤノン、久光製薬の3 社が、東京ガスおよび東京ガスエンジニアリングソリューションズと連携し、内陸型工業団地内の複数事業所間で電力と熱を共同利用する国内初の「工場間一体省エネルギー事業」として導入。

地域冷暖房向け、AIを活用した熱源自動運転システム「GDocⓇ- DHC」（東京都市サービス・高砂熱学工業）

地域冷暖房施設で安定稼働・省力化を確認、2030年度までに10施設導入予定

高精度デジタルツインモデルによる熱設備ソリューション「HEAT DX」の実証を開始 (大阪エネルギーサービス)

熱設備の運転・点検・保全までの全体業務を、デジタルツイン技術とIOTデバイスによるデジタルソリューションで最適化

• 最新のAI技術により、熱設備の高精度デジタルツインモデルを構築
• カメラ設置による日常巡回の作業負担軽減、作業員増員抑制
• スマートカメラは2024年6月より運用開始、デジタルツインによる自動運転は未定
• 今後はディマンドリスポンスの高度な対応や設備品質のさらなる向上などの新たな課題を解決する実証開始

テナントを含む三位一体のエネマネ

テナント・需要家ビル管理者・エネルギーセンターが三位一体となった省エネ

• 需要予測に基づき、状況に応じた省エネ運用（電力・熱のデマンドレスポンス）をビル管理者に依頼
• ビル管理者がテナント毎の省エネを管理し、省エネ運用レベルに応じた制御を行うことで、全体のエネルギー最小化を目指す
• 会議の頻度は月1回程度

虎ノ門エネルギーネットワーク資料より作成

需要家、コンサル、環境エンジニアリング会社とも連携

• エネルギー会議を毎月開催
• ビルオーナー・ビル運営管理者・ビル設備管理者と連携し、タウン全体のCO₂削減策を検討
• 2016年には事業者と設計コンサルティング会社および環境エンジニアリング会社等が一体となって年間プラントCOP1.35を達成

東武エネルギーマネジメント資料より作成

統合型EMS活用のエネマネ体制

監視制御統合型EMSと、需要家・熱供給事業・建物管理者の３者による効率運用と省エネ推進活動

DHCプラント設備の各種温度・圧力・流量・熱量を監視し、日々監視データの 分析・解析を行い、運用改善を図ることで、高効率運転を実現

東京都市サービス資料より作成

プラント全体熱源構成の更新

システムを構成する熱源バランス見直しを含めて、順次効率機器に更新

エネルギア・ソリューション・アンド・サービス資料より作成

浜松熱供給資料より作成

錦糸町熱供給資料より作成

高効率熱源機器への更新

吸収式冷凍機を高効率インバータターボ冷凍機に更新

六本木エネルギーサービス資料より作成

プラント全体の一次エネルギー消費量
▲912.4 kL/年

新宿南エネルギーサービス資料より作成

CO₂排出量 ▲約6,200t

品川エネルギーサービス資料より作成

CO₂排出量 ▲約630t

ハウステンボス熱供給資料より作成

ターボ冷凍機（1650→1700RT）

機器COP ４.8→6.0

地域冷暖房千葉資料より作成

吸収式２台→吸収式＋ターボ冷凍機

吸収式冷凍機更新による省エネ効果

一次エネルギー消費量 ▲52.7kL/年

インバータターボ冷凍機導入による省エネ効果

一次エネルギー消費量 ▲158.8kL/年

横浜都市みらい資料より作成

新しい熱源機器の導入

インバータヒートポンプ（機器COP5.4）の導入

福岡エネルギーサービス資料より作成

多管式貫流ボイラーの導入

CO2排出量 ▲31.9t-CO₂/年

池袋地域冷暖房資料より作成

熱源機器容量の最適化

吸収式冷凍機1800→1000RT　

　機器COP 1.24→1.57

千葉ニュータウンセンター資料より作成

熱源運転効率を向上させる運用・制御システムの更新

• 冬季などの熱媒過流量制御システム（増段抑制）
• 冷却塔切り替えシステム（設備稼働率の最適化）
• インバータターボ冷凍機の増減段タイミングの変更

大阪エネルギーサービス資料より作成

• 需要家と協議のうえ冷水供給の変温度変圧力制御

丸の内熱供給資料より作成

• ターボ冷凍機の変温冷水供給

虎ノ門エネルギーネットワーク資料より作成

劣化診断と延命

• 約30年を経過する吸収式冷凍機の劣化診断を行い、性能（能力・COPほか）を維持していることを確認
• 機器COPは定格通り発揮していた

• 継続使用可能と判断し、延命措置を実施
• 更新の場合に比べ大幅に費用削減した

立川都市センター資料より作成

Na-Fe系酸化物による革新的CO₂分離回収技術の開発

• エア・ウォーター（株）、戸田工業（株）、国立大学法人埼玉大学による「Na-Fe系酸化物による革新的CO₂分離回収技術の開発」取り組みは国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)グリーンイノベーション基金事業に採択されている。
• ボイラ等から排出される高温・低圧・低濃度のCO_２を効率よく分離回収されれば、熱供給事業者の使用するボイラー設備での活用が期待できる。
• 2025年、大阪・関西万博会場内にて燃焼排ガスからのCO_２回収実証(ご見学可)を行い、その後、2027年度の社会実装を目指している。

回収材のCO2回収性能向上、製造方法確立

排熱利用型CO2分離回収プロセス開発

Na-Fe系酸化物について

Na-Fe系酸化物とは、埼玉大学柳瀬准教授が発見したCO₂を吸脱着する機能のある酸化鉄系材料「ナトリウムフェライト（NaFeO₂）」を基本組成とするものです。「ナトリウムフェライト」は、鉄、酸素、ナトリウムが層状に配列する層状化合物で、燃焼排ガスや大気中に含まれるCO₂を選択的に化学吸着し、120℃程度の加熱によって、分離回収できる機能を有しています。また吸着、分離回収を繰り返しても特性の劣化がないため、長期間の連続使用を想定したCO₂固体回収材として利用可能です。このNa-Fe系酸化物を使用することで、従来のアミン溶液等のCO₂回収材料と比較して、CO₂吸収性能の向上、CO₂回収エネルギーの低減が期待できます。

2025年大阪・関西万博にて、本開発技術を用いたCO₂分離回収の実証を実施