資料 年 4 月 21 日産業構造審議会保安 消費生活用製品安全分科会産業保安基本制度小委員会 電力 都市ガス供給システムの防災課題 岐阜大学工学部社会基盤工学科能島暢呂 供給系ライフラインの地震時停止戸数と復旧過程 電力供給システム 電力供給力不足の問題 復旧見込み情報のあり方 応急

電力・都市ガス供給システムの防災課題

1

2021年4月21日

産業構造審議会 保安・消費生活用製品安全分科会

産業保安基本制度小委員会

 供給系ライフラインの地震時停止戸数と復旧過程

 電力供給システム

 電力供給力不足の問題

 復旧見込み情報のあり方

 応急復旧体制（高圧発電機車の例）

 都市ガス供給システム

 復旧体制（復旧隊人数の例）

 k-out-of-n遮断システムの特性

岐阜大学工学部社会基盤工学科

能島暢呂

資料4

供給系の初期（最大）停止戸数と震度曝露人口

2

2.60

4.86

0.48

0.17

1.26

2.20

0.45

0.09

0.86

0.46

0.10 0.11

4.05

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

19

9

5

20

1

1

20

1

6

20

1

8

19

9

5

20

1

1

20

1

6

20

1

8

19

9

5

20

1

1

20

1

6

20

1

8

E

W

G

初

期

停

止

戸数

(単位：

100

万

)

東京電力

東北電力

1995：阪神・淡路大震災

2011：東日本大震災

2016：熊本地震

2018：大阪府北部の地震

0

1000000

2000000

3000000

4000000

5000000

6000000

7000000

震

度

曝

露

人

口

震度６弱

震度６強

震度７

M7.3 M

_w

9.0 M7.3 M6.1

震度6弱以上

（or 6強以上）

の震度曝露

人口

は初期停止戸数と高い相関

（供給エリアが人口密集地域に集中する都

市ガスについてはやや変則的）

E

W

G

停電

断水

都市ガス停止

0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 9 月 6 日 9 月 7 日 9 月 8 日 9 月 9 日 9 月 10 日 9 月 11 日 9 月 12 日 9 月 13 日 9 月 14 日 9 月 15 日 9 月 16 日 9 月 17 日 9 月 18 日 9 月 19 日 9 月 20 日 9 月 21 日 9 月 22 日 9 月 23 日 9 月 24 日 9 月 25 日 9 月 26 日 9 月 27 日 9 月 28 日 9 月 29 日 9 月 30 日 復 旧 率 2018年 水道（胆振東部） 都市ガス（胆振東部） 電気（胆振東部・朝） 電気（胆振東部・夜） 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 6 月 18 日 6 月 19 日 6 月 20 日 6 月 21 日 6 月 22 日 6 月 23 日 6 月 24 日 6 月 25 日 6 月 26 日 6 月 27 日 6 月 28 日 6 月 29 日 6 月 30 日 7 月 1 日 7 月 2 日 7 月 3 日 7 月 4 日 7 月 5 日 7 月 6 日 7 月 7 日 7 月 8 日 7 月 9 日 7 月 10 日 7 月 11 日 7 月 12 日 7 月 13 日 7 月 14 日 7 月 15 日 7 月 16 日 7 月 17 日 7 月 18 日 7 月 19 日 7 月 20 日 7 月 21 日 7 月 22 日 7 月 23 日 7 月 24 日 7 月 25 日 7 月 26 日 7 月 27 日 7 月 28 日 7 月 29 日 7 月 30 日 7 月 31 日 8 月 1 日 8 月 2 日 8 月 3 日 8 月 4 日 8 月 5 日 8 月 6 日 8 月 7 日 8 月 8 日 8 月 9 日 8 月 10 日 8 月 11 日 8 月 12 日 8 月 13 日 8 月 14 日 8 月 15 日 8 月 16 日 8 月 17 日 8 月 18 日 8 月 19 日 8 月 20 日 8 月 21 日 8 月 22 日 8 月 23 日 8 月 24 日 8 月 25 日 8 月 26 日 8 月 27 日 8 月 28 日 8 月 29 日 8 月 30 日 8 月 31 日 9 月 1 日 9 月 2 日 9 月 3 日 9 月 4 日 9 月 5 日 9 月 6 日 9 月 7 日 復 旧 率 2016年 水道（大阪府北部） 都市ガス（大阪府北部） 電気（大阪府北部）

供給系ライフラインの復旧率の震災間比較

0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 4 月 16 日 4 月 17 日 4 月 18 日 4 月 19 日 4 月 20 日 4 月 21 日 4 月 22 日 4 月 23 日 4 月 24 日 4 月 25 日 4 月 26 日 4 月 27 日 4 月 28 日 4 月 29 日 4 月 30 日 5 月 1 日 5 月 2 日 5 月 3 日 5 月 4 日 5 月 5 日 5 月 6 日 5 月 7 日 5 月 8 日 5 月 9 日 5 月 10 日 5 月 11 日 5 月 12 日 5 月 13 日 5 月 14 日 5 月 15 日 5 月 16 日 5 月 17 日 5 月 18 日 5 月 19 日 5 月 20 日 5 月 21 日 5 月 22 日 5 月 23 日 5 月 24 日 5 月 25 日 5 月 26 日 5 月 27 日 5 月 28 日 5 月 29 日 5 月 30 日 5 月 31 日 6 月 1 日 6 月 2 日 6 月 3 日 6 月 4 日 6 月 5 日 6 月 6 日 6 月 7 日 6 月 8 日 6 月 9 日 6 月 10 日 6 月 11 日 6 月 12 日 6 月 13 日 6 月 14 日 6 月 15 日 6 月 16 日 6 月 17 日 6 月 18 日 6 月 19 日 6 月 20 日 6 月 21 日 6 月 22 日 6 月 23 日 6 月 24 日 6 月 25 日 6 月 26 日 6 月 27 日 6 月 28 日 6 月 29 日 6 月 30 日 7 月 1 日 7 月 2 日 7 月 3 日 7 月 4 日 7 月 5 日 7 月 6 日 復 旧 率 2016年 水道（熊本県） 都市ガス（熊本県） 電気（全域・朝） 電気（全域・夜） 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 3 月 11 日 3 月 12 日 3 月 13 日 3 月 14 日 3 月 15 日 3 月 16 日 3 月 17 日 3 月 18 日 3 月 19 日 3 月 20 日 3 月 21 日 3 月 22 日 3 月 23 日 3 月 24 日 3 月 25 日 3 月 26 日 3 月 27 日 3 月 28 日 3 月 29 日 3 月 30 日 3 月 31 日 4 月 1 日 4 月 2 日 4 月 3 日 4 月 4 日 4 月 5 日 4 月 6 日 4 月 7 日 4 月 8 日 4 月 9 日 4 月 10 日 4 月 11 日 4 月 12 日 4 月 13 日 4 月 14 日 4 月 15 日 4 月 16 日 4 月 17 日 4 月 18 日 4 月 19 日 4 月 20 日 4 月 21 日 4 月 22 日 4 月 23 日 4 月 24 日 4 月 25 日 4 月 26 日 4 月 27 日 4 月 28 日 4 月 29 日 4 月 30 日 5 月 1 日 5 月 2 日 5 月 3 日 5 月 4 日 5 月 5 日 5 月 6 日 5 月 7 日 5 月 8 日 5 月 9 日 5 月 10 日 5 月 11 日 5 月 12 日 5 月 13 日 5 月 14 日 5 月 15 日 5 月 16 日 5 月 17 日 5 月 18 日 5 月 19 日 5 月 20 日 5 月 21 日 5 月 22 日 5 月 23 日 5 月 24 日 5 月 25 日 5 月 26 日 5 月 27 日 5 月 28 日 5 月 29 日 5 月 30 日 5 月 31 日 復 旧 率 2011年 水道（東日本大震災） 都市ガス（東日本大震災） 電気（東日本大震災） 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 1 月 17 日 1 月 18 日 1 月 19 日 1 月 20 日 1 月 21 日 1 月 22 日 1 月 23 日 1 月 24 日 1 月 25 日 1 月 26 日 1 月 27 日 1 月 28 日 1 月 29 日 1 月 30 日 1 月 31 日 2 月 1 日 2 月 2 日 2 月 3 日 2 月 4 日 2 月 5 日 2 月 6 日 2 月 7 日 2 月 8 日 2 月 9 日 2 月 10 日 2 月 11 日 2 月 12 日 2 月 13 日 2 月 14 日 2 月 15 日 2 月 16 日 2 月 17 日 2 月 18 日 2 月 19 日 2 月 20 日 2 月 21 日 2 月 22 日 2 月 23 日 2 月 24 日 2 月 25 日 2 月 26 日 2 月 27 日 2 月 28 日 3 月 1 日 3 月 2 日 3 月 3 日 3 月 4 日 3 月 5 日 3 月 6 日 3 月 7 日 3 月 8 日 3 月 9 日 3 月 10 日 3 月 11 日 3 月 12 日 3 月 13 日 3 月 14 日 3 月 15 日 3 月 16 日 3 月 17 日 3 月 18 日 3 月 19 日 3 月 20 日 3 月 21 日 3 月 22 日 3 月 23 日 3 月 24 日 3 月 25 日 3 月 26 日 3 月 27 日 3 月 28 日 3 月 29 日 3 月 30 日 3 月 31 日 4 月 1 日 4 月 2 日 4 月 3 日 4 月 4 日 4 月 5 日 4 月 6 日 4 月 7 日 4 月 8 日 復 旧 率 1995年 水道（阪神・淡路大震災） 都市ガス（阪神・淡路大震災） 電気（阪神・淡路大震災）

■1995年阪神・淡路大震災

■2011年東日本大震災

■2016年熊本地震

1ヶ月

ガス停止：86万戸

停電：260万戸

断水：126万戸

ガス停止：46万戸

停電：891万戸

断水：220万戸

ガス停止：10万戸

停電：48万戸

断水：43万戸

3

■2018年大阪府北部の地震

ガス停止：11万戸

停電：17万戸

断水：9万戸

■2018年北海道胆振東部地震

ガス停止：0

停電：297万戸

断水：5.7万戸

既往地震と来るべき巨大地震による

震度曝露人口の比較

4

（想定）南海トラフ巨大地震

震度6弱

以上：

_2000万人

以上（

_約3倍

）

震度6強

以上：

_1000万人

程度（

_約6倍

）

0

1000000

2000000

3000000

4000000

5000000

6000000

7000000

震

度

曝

露

人

口

震度６弱

震度６強

震度７

170万人

630万人

360万人

5

地震時の電力供給力低下による需給アンバランス

「(株)三菱総合研究所：平成26年度災害に強い電気設備検討調査（災害時の電力需給等シミュレーションに関する調査）

報告書，2015.2.27」より引用

揚水発電が見込めても

1300～3300万kW

不足

経済産業省WG報告 (2012.3)に基づいて作成

東日本大震災における

地震前後の供給力比較

被災の全体像を踏まえた復旧見込みの重要性

2018-2019年台風災害による停電戸数の推移と

2019年台風15号における復旧見込み

6

240

180

93

52

0

50

100

150

200

250

300

台風21号 台風24号 台風15号 台風19号

2018年

2019年

最大停電戸数（万戸）

経産省電力レジリエンスWG 台風15号

停電復旧対応検証(2020.1)

① 9/10 17:00「今夜中に停電軒数が12万軒まで縮小見込み．残りも明日中の復旧

を目指す」

② 9/11 8:00「本日中にすべての停電が解消する見通しは立っておりません」

③ 9/11 18:30「本日中に約40万軒まで縮小する見込み」

④ 9/13 18:00「千葉県市町村ごとの地域全体の停電復旧までに要する期間のイ

メージ」公表の方針

⑤ 9/14 23:00 地区単位での停電軒数と復旧見込みの分類を公表

⑥ 9/24 19:00 ほぼ100％．翌日以降も復旧作業継続する復旧困難箇所を公表

東京電力HD Webサイト公表資料より引用

①

②

③

④

⑤

⑥→

7

0

10

20

30

40

50

60

70

台

派遣

派遣せず

高圧発電機車保有台数と

熊本県への派遣状況

経済産業省審議会資料および九州電力資料に基づき岐阜大学作成

最後の手段としての高圧発電機車による応急送電

（2016年熊本地震における阿蘇地方の停電対応）

全国380台のうち162台（約43%）を派遣

東日本大震災： 220台（約58%）

南海トラフ巨大地震では絶対的不足の懸念

応急送電状況

土木学会西部支

部 熊本地震報

告会 九州電力

資料より引用

8

都市ガスの復旧体制と代替供給

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

20

18

/6

/1

8

9

時

2

0

1

8

/6

/1

8

2

0

時

20

18

/6

/1

9

9

時

2

0

1

8

/6

/1

9

2

2

時

2

0

1

8

/6

/2

0

1

0

時

2

0

1

8

/6

/2

0

2

3

時

2

0

1

8

/6

/2

1

1

0

時

2

0

1

8

/6

/2

1

2

1

時

2

0

1

8

/6

/2

2

1

0

時

2

0

1

8

/6

/2

2

2

0

時

2

0

1

8

/6

/2

3

1

0

時

2

0

1

8

/6

/2

3

2

0

時

2

0

1

8

/6

/2

4

1

0

時

2

0

1

8

/6

/2

4

2

2

時

人数（人）

大阪ガス社員・ガスグループ

他事業者からの応援

2018年大阪府北部の地震における

復旧隊・復旧応援隊の人数の推移

（減少過程の詳細は不明）

0

5

10

15

20

25

2

0

1

8

/6

/1

8

9

時

20

18

/6

/1

8

20

時

2

0

1

8

/6

/1

9

9

時

20

18

/6

/1

9

22

時

20

18

/6

/2

0

10

時

20

18

/6

/2

0

23

時

20

18

/6

/2

1

10

時

20

18

/6

/2

1

21

時

20

18

/6

/2

2

10

時

20

18

/6

/2

2

20

時

20

18

/6

/2

3

10

時

20

18

/6

/2

3

20

時

20

18

/6

/2

4

10

時

20

18

/6

/2

4

22

時

設置件数（件）

移動式ガス発生装置の設置(件)

 阪神・淡路大震災： 9700人

 東日本大震災：

4600人

 熊本地震：

4600人

 大阪府北部の地震: 5100人

自社：

_2400人

16社応援：2600人

関西電力等：100人

移動式ガス発生装置の設置

南海トラフ巨大地震では絶対的不足の懸念

過去の教訓を生かして起ち上げが早い

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000

1995

2011

2016

Number

of

personn

el

Others

In-house

復旧要員数（人）

他社応援

自社

2018

ほぼ同程度

（社会的優先度の高い顧客 累計21施設）

SI≧SI*

SI*=60,70,80,90

地震発生

第1次緊急

停止判断

30≦SI＜SI*

Yes

No

第2次緊急

停止判断

Yes

供給継続

No

供給遮断

都市ガスの緊急停止判断

9

東京ガス

HPより

SIセンサ

40

₆₀

50

60

50

₆₀

60

70

供給継続

供給停止

k-out-of-n遮断システム

（能島・加藤, 2015）

リトルブロック159個，地震計258基

平均1.62基/リトルブロック（2016年3月）

仙台市：

---単位ブロック：

仙台市ガス局

k-out-of-n 遮断システムの遮断確率

10

0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

遮断

確率

SI (kine)

1 out of 1

1 out of 2

2 out of 2

1 out of 3

2 out of 3

3 out of 3

1 out of 4

2 out of 4

3 out of 4

4 out of 4





1

( )

C

( ) 1

( )

k

n i

i

n

i

i

F x

P x

P x











k-out-of-n遮断システムの理論解（確率分布 LN(ln60, 0.2) に従うセンサー群）

0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

0

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150

Pr

ob

. of

sh

u

tof

f

SI (kine)

1 out of 4 (logistic)

1 out of 4 (log-logistic)

2 out of 4 (logistic)

2 out of 4 (log-logistic)

3 out of 4 (logistic)

3 out of 4 (log-logistic)

4 out of 4 (logistic)

4 out of 4 (log-logistic)

1 out of 4

_{2 out of 4}

3 out of 4

4 out of 4

42kine 60kine 79kine

119kine

仮想的なk-out-of-4遮断システム（仙台市ガス局・東日本大震災データに基づく）

遮断されやすい

遮断されいにくい

3-out-of-4

1-out-of-2

2-out-of-2

1-out-of-1 (?)

2-out-of-3 (?)

（能島・加藤, 2015）

地震時システム遮断の判断の合理化

• 供給停止・継続判断におけるトレードオフ

 供給停止による安全性確保 vs.

 供給継続による機能性確保

• 施設耐震レベル向上 ⇒ 遮断基準値を高く設定可能 ◎

• 地震動モニタリングによる遮断システムでは，

k-out-of-n遮断

システムとしての特性把握が重要

12

施設被害大

施設被害小

停止判断

_{〇True Positive}

_{×False Positive}

(空振り)

継続判断

_{×False Negative}

(見逃し)