[일본] 청정한 전력과 코제너레이션으로 이산화탄소 60% 삭감
- 운하의 물도 에너지원으로 이용 -
전력회사와 경쟁확대를 갖춘 가스회사가 전력과 열을 공급하는 종합에너지사업의 강화를 추진하고 있다. 토호가스는 재생가능 에너지와 코제너레이션을 조합시킨 고효율의 시스템을 나고야시의 임해지구에 도입한다. 지구 내를 흐르는 운하의 물도 열원으로 이용하여 이산화탄소의 배출량을 삭감한다.
가스회사로서 매출 3위인 토호가스가 재생가능 에너지를 활용한 스마트타운을 나고야시 내에서 개발할 계획이다. 임해부의 코우메이(港明) 지구를 재개발하여 지구 내의 각 시설에 전력과 열을 효율적으로 공급할 수 있는 시스템을 구축한다. 전력과 가스의 소매 전면자유화를 위한 전력과 가스를 조합시켜 공급하는 “종합에너지 사업”의 모델 사례이다.
에너지를 공급하는 전원과 열원에는 가스 코제너레이션과 태양광발전 이외에 코제너레이션 배열을 이용할 수 있는 바이너리 발전기, 그리고 운하의 물을 이용한 냉열, 온열을 공급하는 히트펌프를 도입한다. 코우메이 지구에는 강으로부터 운하가 흐르고 있기 때문에 주위에 있는 재생가능 에너지를 열원으로 이용한다.
지구 내에 안정된 전력을 공급할 수 있도록 대형 축전지와 에너지관리시스템도 도입할 예정이다. 축전지는 600kW까지의 전력을 충방전할 수 있는 NAS(Natrium-Sulfur) 전지를 채용한다.
각 시설이 소비하는 전력은 피크 시간대에서 5,000~8,000kW를 상정하고 있다. 이것에 대해 코제너레이션, NAS전지, 태양광발전 등을 조합시키면 3,000~4,000kW의 전력을 공급할 수 있다. 전력이 부족한 경우에는 외부로부터 조달하지만, 그 중 1,000kW는 목질 바이오매스에 의한 청정한 전력을 구입하여 이산화탄소 배출량을 삭감할 방침이다.
전력과 열의 수요 및 공급은 CEMS(커뮤니티용 에너지관리시스템)로 제어된다. 토호가스는 지구 내의 중심부에 “에너지센터”를 건설하여 주요 기구와 조합시켜 CEMS를 도입할 예정이다. 에너지센터의 CEMS는 각 시설의 BEMS(빌딩에너지관리시스템) 등과 연대하면서 지역 전체의 전력과 열 사용량을 억제한다.
토호가스는 2015년 여름에 에너지센터의 공사를 개시하여 2017년부터 CEMS를 사용하여 전력과 열을 공급할 계획이다. 고효율 전원, 열원 및 에너지절약 기기의 도입효과로 에너지 사용량과 이산화탄소 배출량을 1990년 시점의 표준치보다 20% 이상 삭감한다. 그리고 재생가능 에너지를 이용하여 이산화탄소 배출량을 대폭적으로 줄이고, CEMS에 의한 제어로 삭감량을 확대한다. 모든 효과를 합하면 에너지 소비량에서 40%, 이산화탄소 배출량에서 60%의 삭감을 예상하고 있다.
추가로 재해 시에는 재생가능 에너지와 축전지로부터 전력과 열의 공급을 가능케 한다. 가스관은 재해에 강한 중압도관을 도입하고, 코제너레이션에 의한 전력과 열의 공급도 연속적으로 이루어지도록 한다. 자립분산형 에너지공급시스템을 구축함으로써 인접한 시청 및 방재센터에도 비상용 전력을 공급할 수 있는 체제를 정비할 계획이다.
토호가스는 특정 지역에 한정하여 전력을 판매할 수 있는 “특정공급”의 허가를 국가로부터 취득한다. 지역 내 각 시설에는 에너지센터로부터 자영 송전선을 사용하여 전력을 공급하는 형태가 된다. 그리고 집합주택에 저렴한 전력을 공급하는 “고압 일괄수전 서비스”도 개시한다. 2016년부터 2017년에 걸쳐 실시되는 전력과 가스의 소매 전면자유화를 위해 종합에너지사업의 기반을 강화할 목적이 있다.
(그림 1) 나고야시, 토우메이 지구의 에너지 공급계획
(그림 2) 재생가능 에너지와 가스 코제너레이션을 조합시킨 에너지공급시스템
(그림 3) 지역 전체의 에너지 수요와 공급을 최적으로 제어하는 CEMS
[출처 = KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』/ 2014년 12월 17일]
[원문보기]
グリーン電力とコージェネでCO2を60％削減、運河の水までエネルギー源に
ガス会社で売上3位の東邦ガスが再生可能エネルギーを活用したスマートタウンを名古屋市内で開発する計画だ。臨海部の「港明（こうめい）地区」を再開発して、地区内の各施設に電力と熱を効率的に供給できるシステムを構築する（図1）。電力とガスの小売全面自由化に向けて、電力とガスを組み合わせて提供する「総合エネルギー事業」のモデルケースに位置づける。
エネルギーを供給する電源と熱源にはガスコージェネレーションと太陽光発電のほかに、コージェネの排熱を利用できるバイナリー発電機、さらには運河の水を取り込んで冷熱・温熱を供給するヒートポンプを導入する。港明地区には川から運河が流れているため、身近にある再生可能エネルギーを熱源に生かす。
地区内に安定した電力を供給できるように、大型の蓄電池とエネルギー管理システムも導入する予定だ。蓄電池は600kWまでの電力を充放電できるNAS（ナトリウム硫黄）電池を採用する。
各施設が消費する電力はピークの時間帯で5000～8000kWを想定している（図3）。これに対してコージェネ、NAS電池、太陽光発電などを合わせると3000～4000kWの電力を供給できる。電力が足りない場合には外部から調達するが、そのうちの1000kWは木質バイオマスによるグリーン電力を購入してCO2排出量を削減する方針だ。
電力と熱の需要と供給はCEMS（コミュニティ向けエネルギー管理システム）で制御する。東邦ガスは地区内の中心部に「エネルギーセンター」を建設して、主要な機器と合わせてCEMSを導入することにしている。エネルギーセンターのCEMSは各施設のBEMS（ビル向けエネルギー管理システム）などと連携しながら、地域全体の電力と熱の使用量を抑制する（図4）。
東邦ガスは2015年の夏にエネルギーセンターの工事を開始して、2017年からCEMSを使って電力と熱を供給する計画である。高効率の電源・熱源や省エネ機器の導入効果で、エネルギー使用量とCO2排出量を1990年時点の標準値よりも20％以上削減する。
さらに再生可能エネルギーを利用してCO2排出量を大幅に減らし、CEMSによる制御で削減量を拡大する。すべての効果を合わせると、エネルギー消費量で40％、CO2排出量で60％の削減を見込んでいる（図5）。
加えて災害時には再生可能エネルギーと蓄電池から電力と熱の供給を可能にする。ガス管は災害に強い中圧導管を導入して、コージェネによる電力と熱の供給も継続できるようにする。自立・分散型のエネルギー供給システムを構築することで、隣接する区役所や防災センターにも非常用の電力を提供できる体制を整備する考えだ。
東邦ガスは特定の地域に限定して電力を販売できる「特定供給」の許可を国から取得する。地域内の各施設にはエネルギーセンターから自営の送電線を使って電力を供給する形になる。さらに集合住宅に安価な電力を提供する「高圧一括受電サービス」も開始する。2016年から2017年にかけて実施される電力とガスの小売全面自由化に備えて、総合エネルギー事業の基盤を強化する狙いがある。
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