2 時代の変遷 エネルギーを取りまく状況

1

IT・電気エネルギー融合システム開発と

国際標準化

IT・電気エネルギー融合システム開発と

国際標準化

2012年 10月 25日

パナソニック株式会社

顧問

野村 淳二

2

時代の変遷

3

世界の電力需要

世界の電力需要

世界の電力需要は急速に拡大しており、課題解決は急務

出典：ＧＥ ａｎａｌｙｓｉｓ

途上国の電力需要は、

先進国の倍の速さで増加

Developing economies

(non-OECD)

Developed economies

(OECD)

発電量

(TWh)

6,000

10,000

14,000

18,000

2006

2010

2014

2020

年

4

日本のエネルギー消費と供給の状況

日本のエネルギー消費と供給の状況

民生部門（家庭、ビル、店舗など）のエネルギー抑制ソリューションが必要

再生可能エネルギーの割合は約３％で、拡大が必要

日本のエネルギー消費

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 73 75 80 85 90 95 00 08 （年度） （1018J） 産業部門 民生部門 運輸部門 (兆円、2000年価格） 64.5% 18.7% 16.8% 42.6 33.8 23.6

運輸1.9倍

民生2.5倍

産業0.9倍

運輸部門

民生部門

産業部門

エネルギー消費の伸び （1973年 → 2008年）

1次エネルギー供給のシェア

再生可能エネルギー等 ３％ 原子力 12％ 原子力 12％ 天然ガス 19％ 天然ガス 19％

水力 3％

水力 3％

石油 42％

石油 42％

大口需要家 40％ （500kW契約以上） 大口需要家 40％ （500kW契約以上） 中口需要家 23％ （50kW～500kW契約） 中口需要家 23％ （50kW～500kW契約）

家庭 32％

家庭 32％

小口需要家 5％ （50kW契約未満） 小口需要家 5％ （50kW契約未満） 出典：資源エネルギー庁 電力市場の状況

電力の用途別シェア

5

電力インフラの状況

電力インフラの状況

地域や住宅向けに再生可能エネルギーの導入が進む

火力発電 水力発電 原子力発電 メーター

再生可能エネルギー

創エネ・蓄エネ機器

大規模太陽光発電

風力発電

バイオマス発電

地熱発電

蓄電池 _{エコキュート} 太陽光発電 燃料電池

送電網

配電網

27.5万～50万V 15万4000V 6万6000V 6600V 100/200V ※電圧標記は日本の場合の値

6

「スマートグリッド」による電力のインターネット化

「スマートグリッド」による電力のインターネット化

電力自由化 ⇒ 電力網が疲弊 ⇒ 停電の発生

発電所の投資抑制 ⇒ 需要の安定化 ⇒ 平準化

火力発電 水力発電 大規模 太陽光発電

風力発電

原子力発電 スマート メーター

欧米を中心にスマートメーターの設置加速

配電網

送電網

再生可能エネルギー連携

住宅エネルギー連携

スマートグリッドの促進で送電網を効率化

大手メーカーも参入

7

スマートグリッド

スマートグリッド

※スマートグリッドは約120年間の電力網開発の集大成

･Old Electrical Grid

(generation, Transmission,

distribution)

･Smart Grid

•One Way

From generation through the last load

•Two-way transfer

・Power transfer

・Information transfer

8

安定した電力需給への貢献

安定した電力需給への貢献

電力消費を抑制するソリューションの提供で需給ギャップ解消に貢献

電力需給ギャップが発生

電力需給ギャップが発生

電力消費の抑制に貢献

＜減らす＞ 家電・設備のさらなる省エネ化

＜創る＞ 太陽光発電、燃料電池等々の普及促進と最大活用

＜均す＞ 蓄電池・エネマネ等々による電力消費の平準化

関東圏 需要の推移

(２０１０年８月実績) 4789 5798 4437 4994 4229 5887 4755 5888 4805 5884 6,000 5,000 4,000 3,000 1 7 13 19 25 31 (万kw) 出典：経産省 電力需給緊急対策本部 今夏の 供給量

9

10

家まるごと「ＣＯ

２

±０

(ゼロ)

のくらし」へ

家まるごと「ＣＯ

２

±０

(ゼロ)

のくらし」へ

創エネ・蓄エネ・省エネにより、ＣＯ

２

±０を実現

ＣＯ2排出量 現在までの 省エネ効果 ３～５年後に 期待されている 省エネ効果 太陽光発電 ＋ 燃料電池 ＋ 蓄電池

11

ＣＯ

２

±０と需給安定化の実現に向けて

ＣＯ

２

±０と需給安定化の実現に向けて

創エネ・蓄エネ・省エネで、CO

2

排出実質ゼロ化と電力消費抑制を両立

徹底した省エネ

電力消費の平準化

創蓄連携による

地産地消

実現ステップ

実現ステップ

Ｈ

Ｅ

Ｍ

Ｓ

で

実

現

Ｈ

Ｅ

Ｍ

Ｓ

で

実

現

太陽光発電 エアコン テレビ 蓄電池 燃料電池 ＬＥＤ照明 分電盤 センサ 冷蔵庫 _洗濯機

ホーム･エネルギーネットワーク

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ＨＥＭＳ

(ホームエネルギーマネジメントシステム)

ＨＥＭＳ

(ホームエネルギーマネジメントシステム)

ＨＥＭＳ技術は「見える化」から「連携・制御」に

太陽光発電

燃料電池

計測

ユニット

対応分電盤

表示・操作

ＳＥＧ

蓄電池

¾分岐回路毎の電力計測

¾発電量・使用量のモニタリング

データの

蓄積

¾家電・設備機器・車と人・環境情報との

連携制御

家電・

設備機器

との接続

サービスの提供

電力

エネルギーの見える化

家電・設備機器・環境情報との連携制御

太陽光発電 燃料電池 対応分電盤 データの 蓄積 電力

人の情報

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アンビエント インテリジェンス システム

(*)

_{（AmI）としてのＨＥＭＳの概要}

アンビエント インテリジェンス システム

(*)

_{（AmI）としてのＨＥＭＳの概要}

入力

ユ

ー

ザ

の

設定

【例】

・消費電力に上限値

・１日の消費電力量に目標値

・家電の稼動優先順位

など

宅内外

の

情

報

【例】

・家電や設備の動作状態

・各種センサーの情報

・蓄積した過去データ

・生活パターンの認識、家族、

人等の状態情報など

外部の

情報

【例】

・天気予報、地域ＥＭＳ連携

・電力需給状況、時間別料金

・家電の稼動履歴

・その他外部サーバ情報

など

算出・計画

出力

【例】

・家電の制御・設定

・アドバイス表示

・地域ＥＭＳ連携

など

算出・

予

測

【例】

・空調などの負荷予測

・消費電力量の算出

・太陽光発電の発電量予測

など

計画策定

_【例】

・家電のスケジューリング

・家電の動作条件の調整

・アドバイス表示の内容

など

フィードバック

フィードバック

ユーザベネフィット

【例】

・省エネ

(ＣＯ２排出量削減)

・電気代の削減

・売電量の増加

など

社会ベネフィット

【例】

・省エネ

(ＣＯ２排出量削減)

・負荷の平準化

-安定した電力需給

-発電効率の向上

など

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Ｍａｒｋ Ｗｅｉｓｅｒ

Ｍａｒｋ Ｗｅｉｓｅｒ

Mark Weiser (1952-1999) was a chief scientist at Xerox

PARC in the United States.

Weiser is widely considered to be the father of ubiquitous

computing, a term he considered in 1988.

Weiser, Mark (1991) : The Computer for the 21st Century.

In Scientific American, 265(3) P.94-104

Specialized elements of hardware and software, connected by wires, radio

waves and infrared, will be so ubiquitous that

no one will notice their

presence

.

The most profound technologies are those that disappear. They weave

themselves into the fabric of everyday life until

they are indistinguishable

15

ＨＥＭＳの運用例①

ＨＥＭＳの運用例①

消費電力に上限値

１日の消費電力量に目標値

0 1 2 3 4 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 kW H

１日の消費電力

(ＨＥＭＳ無し)

0 1 2 3 4 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24

ピークをシフト

kW H

給湯機の湯沸し

食洗機・洗濯機

のタイマー運転

0 1 2 3 4 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24

全体を抑制

kW H

エアコンの温度

照明の調光

上限を 設定

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センサーなどによる照明・空調のきめ細かな省エネ制御

ビルのエネルギーマネジメントシステム

パナソニック電工株式会社

東京本社

(汐留ビル)

フロアごとの協調制御

による省エネ効果

空調・照明・ブラインドの

協調制御

照明用電力の 削減 空調用電力の 削減 不要な照明を カット 不要な空調を カット ブラインドの開閉で 昼光の採光を制御 照明 空調

スマートECOビル システム 概要

スマートECOビル システム 概要

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SW-HUB SW-HUB 無停電電源装置 データ収集分析ツール サーバ クライアントパソコン インターネット接続モジュール 計測計量モジュール 中央監視盤

省エネツール・サービス

マルチ方式空調コントローラ フロア居住者参加型「ヒトセンサ」システム ブラインド協調制御システム

エミット・EMS

１ ２ ３ ４ ５ 制御機器 建 物 設 備 昼光 ～～～～ ～～～～ ～～～～ 調光 エネルギーマネジメントシステム

省エネ制御システム

エミット・ビルマネジメントシステムの構成 （1/2）

エミット・ビルマネジメントシステムの構成 （1/2）

センサー等による照明・空調のきめ細かな省エネ制御をトータルに実現

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エミット・ビルマネジメントシステムの構成 （2/2）

エミット・ビルマネジメントシステムの構成 （2/2）

フロア統合 コントローラ センター監視装置 エネルギ管理装置 （BEMS） 空調・熱源 コントローラ 電力 コントローラ 設備台帳装置 （BMS） 照明 コントローラ 空調 照明 ﾌﾞﾗｲﾝﾄﾞI/F 電力 フィールドバス フロア統合思想のビルシステム ＢＡネットワーク Ｅｔｈｅｒｎｅｔ

ＩＰｖ

６

ファイアウオール ルーターなど 群管理、エリアマネージメントネットワーク へ ＨＴＴＰ ＢＡＣｎｅｔ ＴＣＰ／ＩＰ ＨＴＴＰ ＢＡＣｎｅｔ ﾏﾙﾁｱﾌﾟﾘ

エミット・ミドルウェアにより、非ＩＰ系のマルチプロトコル対応を実現

データリンク層 物理層 ネットワーク層 トランスポート層 アプリケーション 層

機器

emNet (EMIT)

NMAST

非ＩＰ系 マルチプロトコル対応 TCP/IP Ethernet WiFi PLC etc ＩＰ系 プロトコル

L

ON

W

ORKS

エミット・ミドルウェア

TCP/IP HTTP 設備機器 PC系

20

加西工場への展開

加西工場への展開

・大規模スマートエナジーシステム

ソーラーサイン ＨＥＶ工場 （ニッケル水素） 蓄電池棟 ソーラーサイン リチウムイオン ソーラー街路灯 ソーラー 駐輪場

ＣＯ

２

削減目標

約

2,480

ｔ/年 約

2,480

ｔ/年

ＣＡＳＢＥＥ評価

最高の

Ｓ

ランク※ 最高の

Ｓ

ランク※

加西グリーンエナジーパークの概要

三洋ＣＥ(株) 管理棟 環境対応車向け二次電池（リチウムイオン） （2010年度月産100万セル ⇒2015年に1,000万セル） ■敷地面積 約１８８,０００㎡

21

22

幅広いエネルギー関連商品群

幅広いエネルギー関連商品群

創エネ

蓄エネ

省エネ

配線

エネマネ

家

店舗・

ビ

ル

街区

燃料電池

ヒートポンプ

給湯機

定置型

蓄電池

食洗機

洗濯機

冷蔵庫

ＬＥＤ照明

薄型テレビ

_{ライフィニティ}

ＥＶ充電

コンセント

分電盤

配線器具

幹線パワナビ

大型空調

コールド

ショーケース

太陽光発電

システム

ビル用

分電盤

エネマネ

_ユニット

定置型蓄電池

システム

ＥＶ充電

エアコン

電力監視

ユニット

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「家まるごと」から「街まるごと」まで

「家まるごと」から「街まるごと」まで

創エネ

蓄エネ

省エネ/メンテ/レポーティング

省エネ

ＳＥＧ

店舗まるごと

ソリューション

店舗まるごと

ソリューション

地域発電

地域蓄電

創蓄連携

街区ソリューション

街区ソリューション

ＥＶ充電

サスティナブルな

グリーンライフスタイルの提供

エコ／メンテナンス

つながる機器の拡大

蓄エネの活用

ＳＥＧ

サーバー

家電・設備

創エネの活用

インフラ作り

生活家電 セキュリティ

ヘルスケア

ＡＶ家電

セキュリティ

ヘルスケア

エンタメ

コンシェルジュ／トータル生活サポート

家まるごとソリューション

家まるごとソリューション

［戸建住宅・集合住宅］

サービス

家から街ままで

統合ソリューションの実現

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スマートシティ関連プロジェクト

スマートシティ関連プロジェクト

横浜ｽﾏｰﾄｼﾃｨﾌﾟﾛｼﾞｪｸﾄ (出典：横浜市)

横浜スマートシティ

プロジェクト

E-Energyｺﾝｾﾌﾟﾄ

Ｅ－Ｅｎｅｒｇｙ

ﾏｽﾀﾞｰﾙ・ｼﾃｨ・ｲﾒｰｼﾞ

マスダール・シティ

天津ｴｺｼﾃｨ・ｲﾒｰｼﾞ

天津エコシティ

カリフォルニア大学

サンディエゴ校

ＦＵＪＩＳＡＷＡ

ｻｽﾃｨﾅﾌﾞﾙ･ｽﾏｰﾄ･ﾀｳﾝ

藤沢SST・ｲﾒｰｼﾞ

25

街まるごとへの取組み

街まるごとへの取組み

ＦＵＪＩＳＡＷＡ サスティナブル・スマート・タウン

１

パナソニックが考える

「街まるごと」を世界へ発信

自治体・他企業との連携による

街づくりのパイロットモデル

・藤沢市・デベロッパーと協業

・当社工場跡地

（１９ha）を活用

・２０１３年度 街びらき

コミュニティ

グリッド

高齢者施設

集合住宅

商業施設

戸建住宅

道路

公園

家まるごと

店舗まるごと

医療施設

まるごと

公共施設

まるごと

ヘルスケア

セキュリティ

26

パナソニックの考える“SST : Sustainable Smart Town”の基本コンセプト

パナソニックの考える“SST : Sustainable Smart Town”の基本コンセプト

■ 自然の恵みを取り入れた、“エコで快適な”街のくらしを実現 ■ 電力・熱・情報のネットワーク化によりくらしのニーズを把握し、機器・システム・ソューションがさりげなく住民生活をサポート ﾊﾟｰｸ&ﾗｲﾄﾞ 集合住宅 太陽光 ｶｰｼｪｱ EVｻｲｸﾙ 戸建住宅

SEG SEG SEG

SEG

SEG

AC/DC Hybrid - Network

AC/DC Power Line Communication + Wireless Communication

サービスＬａｙｅｒ

サービスＬａｙｅｒ

ソ

リ

ュ

ー

シ

ョ

ン

ソ

リ

ュ

ー

シ

ョ

ン

情報ネットワークＬａｙｅｒ

情報ネットワークＬａｙｅｒ

Ｌａｙｅｒ

Ｌａｙｅｒ

家まるごと、集合住宅まるごと ソリューション 店舗まるごと、ビルまるごと 工場まるごとソリューション 街区ソリューション 地域発電 地域蓄電 創蓄連携 ＥＶ充電 省エネ 蓄エネ 創エネ ＳＥＧ 省エネ/メンテ/サービスレポーティング エコ／メンテナンス セキュリティ ヘルスケア エンタメ コンシェルジュ/トータル生活サポート つながる機器の拡大 ＳＥＧ サーバー 家電・設備 インフラ作り 創エネの活用 生活家電 セキュリティ ヘルスケア ＡＶ家電

27

28

「直流配線インフラの概要」と業界動向

「直流配線インフラの概要」と業界動向

交流からの直流変換の無駄を排除し、「賢く」電力を活用

何故、直流配電なのか？

創エネ/蓄エネ設備

省エネ家電/設備

直流

交流

交流

直流

熱

熱

太陽光発電など

蓄電池

AV家電

情報家電

LED照明

直流⇔交流変換でロス発生

家電/設備の多くは、

内部で直流に変換して利用

発電/蓄電は、直流で実施

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電力送電網の歴史

電力送電網の歴史

1877年

ジョゼフ・スワン

1882年

トーマス・エジソン

ミュンヘン博覧会

ミュンヘン～ミスバッハ間57kmを直流送電

1893年

シカゴ万博

トーマス・エジソン

ジョージ・ウェスティングハウス

ニコラ・テスラ

白熱電球発明

世界初の配電システムとして、

研究所（マンハッタン）周辺の59の

利用者に直流110Vの電気を供給。

交流が採用され、25万個の電灯に電力供給

VS.

［直流－交流、定電圧－定電流、単相－三相、周波数、人体への影響］

„

送電の高効率化

„

遠隔地からの伝送距離

「電流戦争」勃発

直流派

交流派

この結果、電力送電網は交流へ

発電

電力送電網

電力需要

30

ー 日本の電気事業 －

ー 日本の電気事業 －

エジソンが白熱電灯を実用化

・・・・・・あかりの日（10月21日）

東京電灯株式会社 企業活動開始

(188３年2月15日 設立）

直流送電

名古屋電灯、神戸電灯、京都電灯、大阪電灯 設立

東京電灯

エジソン式直流発電機を輸入

大阪電灯

交流式配電を開始

トムソン･ヒューストン社製交流発電機

・・・・・・125ヘルツ

東京電灯と大阪電灯との間で直流・交流論争

東京電灯 ・・・・・ 直流

大阪電灯 ・・・・・ 交流

1879年

1886年7月5日

1887年

1889年

31

ー 日本の電気事業 －

ー 日本の電気事業 －

東京電灯 浅草火力発電所操業開始

ドイツAEG

(*1)

_{製交流発電機}

_{・・・・・・50ヘルツ}

大阪電灯 GE製発電機を増設

アメリカGE

(*2)

_{製交流発電機}

_{・・・・・・60ヘルツ}

電気庁 設置、 日本発送電株式会社設立

（民有国営）

電力国家管理時代

1895年

1897年

1939年4月

(*1)_{ＡＥＧ ドイツの電機メーカ} ・1883年トーマス・エジソンの特許を取得したユダヤ人実業家エミール・ラーテナウが DEG（Deutsche Edison-Gesellshaft)を設立 ・1887年にAEGと社名変更

AEG（Allgemeine Elektrizitäts-Gesellschaft) General Electricity Company（英訳）

(*2)_{GE ： General Electric Company}

1889年 エジソン Edison General Electric Company設立 1892年 Generaｌ Electric Company

32

32

宅内給電の将来

宅内給電の将来

・ ･･ AC /DC （PCS） AC100/200V 分電盤 DC12V 携帯電話充電 ＰＣ DC/DC デジカメ充電 携帯電話充電 AV機器 携帯電話充電 電力貯蔵 （蓄電池） DC200V DC/DC その他家電製品 計量器 太陽光 （単独運転検出装置が必要） AC /DC AC /DC 充電 充電 EV 放電 放電 一般用電気工作物 事業用電気工作物 「日本電気技術規格委員会」（1997年6月設立）が電気事業法の「審査基準」や 「技術基準の解釈」に引用を求める民間規格・基準の制定・承認などの活動を 行う。

33

標準化動向

標準化動向

２０１３年（予定）の配線部材の国際標準化制定にむけて活動中

欧州域内標準

TC64

SG1 ： エネルギー効率と再生可能エネルギー

SG2 ： 超高電圧技術

SG3 ： スマートグリッド

SG4 ： ＬＶＤＣ

SC23E

SC23B

住宅用遮断器

(漏電遮断器含む)

プラグ，コンセント及びスイッチ

SWG(EEE)

TC69

住宅用電気設備全般に関わる重要規格

送配電(スマートグリッド全般)

ＥＶ充電用コネクタ

・・・ ＤＣ

1,500V以下

IEC

国際電気標準会議

IEC

国際電気標準会議

CENELEC

欧州標準化委員会

CENELEC

欧州標準化委員会

MSB

市場戦略

評議会

MSB

市場戦略

評議会

（LVDC：低電圧直流）

SG ：Strategic Group 戦略グループ

SWG：Special Working Group TC ：Technical Committee

技術委員会 SC ：Sub Committee

分科委員会

EEE : Electrical Energy Efficiency

技術

委員会

SMB

標準管理

評議会

SMB

標準管理

評議会

34

34

規格と国際標準化機構

規格と国際標準化機構

設立

会員数、加盟数

概要

ＩＥＣ

1906年 正会員（60ヶ国） 準会員（21ヶ国） ｱﾌｨﾘｴｰﾄ会員（81ヶ国） 計162ヶ国 電気、電子技術及び関連技術に関する国際規格を策定し発行する 国際機関

ＩＳＯ

(*1) 1947年 会員段階＋通信会員＋ 購読会員 計162ヶ国 電気分野を除く工業分野の国際規格を策定し発行する国際機関

ＩＴＵ

1865年 国連加盟国にバチカンを 加えた191ヶ国が加盟 国際電気通信連合憲章に基づき無線通信と電気通信分野におい て各国間の標準化と規制を確立することを目的とする国際連合の 専門機関

ＷＴＯ

1995年 157ヶ国 自由貿易促進を主たる目的として創設された国際機関(*2)

(*2)_{GATT（General Agreement on Tariffs and Trade）ウルグア}

イ・ラウンドにおける合意に基づいて、1995年1月1日に GATTを発展解消させて設立

GATT： 1947年 多国間協定締結（23ヶ国） 1948年 発足