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レジリエンス性を伴う低炭素化のための統合型エネルギーチェーン多層評価モデルの開発

研究課題

研究課題/領域番号 20H02677
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分31020:地球資源工学およびエネルギー学関連
研究機関筑波大学

研究代表者

岡島 敬一  筑波大学, システム情報系, 教授 (60303533)

研究分担者 河尻 耕太郎  国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 主任研究員 (00415663)
秋元 祐太朗  筑波大学, システム情報系, 助教 (30793947)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2023年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2022年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2021年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2020年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
キーワードレジリエンス / 低炭素社会 / エネルギーチェーン / エネルギー供給 / 非常用電源 / 多層評価
研究開始時の研究の概要

近年異常気象による被災時のエネルギー供給途絶事例が増大している。低炭素化のため導入されてきた分散型システムは供給強靱化のためにも活用されるべきであり、防災・エネルギー政策への支援となる評価モデル開発が求められる。本研究は、これまで同時に議論されてきていないエネルギーシステムの低炭素化と強靱化(レジリエンス性)を供給信頼性・環境性・経済性の観点から統合的・定量的に分析する、統合型エネルギーチェーン多層評価モデルを開発する。さらに、ケーススタディを進め、求められるレジリエンス性を伴う低炭素エネルギーシステムへのガイドラインを検討する。

研究成果の概要

エネルギーシステムにおけるレジリエンス性向上の観点において在来化石燃料に頼る現状は低炭素化システムへ移行していかねばならず、そのための学術的な定量的指標、評価モデルが必要である。本研究は低炭素評価との統合的評価モデルの構築を目的として統合指標である複合評価指標を構築し、自治体への支援システムへとすべく指定避難所公共施設の施設特性を考慮に含めた設備容量検討ツールの作成を進めた。成果として、レジリエンス性・低炭素性の観点から,非常時及び平常時におけるレジリエンス性向上を定量的に算出し簡易的視覚的に評価する手法を構築し、平常時におけるレジリエンス性を含めた導入優位性を定量的に示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

分散型エネルギーシステムは低炭素化の観点のみでの導入であり災害対応・レジリエンス性の観点がなくその多くは非常時に活用できていない。従来からの非常用発電機は主にディーゼルエンジン発電機であり、低炭素化の観点から平常時活用を検討できるものではなく、一方で、非常時においてもその燃料タンクの制約から、近年多発してきている1週間もの長期停電には対応できない。多発強大化する自然災害は地球温暖化に起因するとされ、エネルギーにおけるレジリエンス性向上の観点において在来化石燃料に頼る現状は低炭素化システムへ移行していかねばならず、そのための学術的な定量的指標、評価モデルが必要である。

報告書

(5件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (36件)

すべて 2024 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (18件) (うち査読あり 9件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 7件)

  • [雑誌論文] Resilience Evaluation of Positive Energy Building in Japan2024

    • 著者名/発表者名
      C.Jimba, Y.Akimoto, K.Okajima
    • 雑誌名

      Energy Proceedings (ICAE2023)

      巻: 46

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 避難施設へのPV・蓄電池システム導入におけるレジリエンス性を含む複合評価指標の検討2024

    • 著者名/発表者名
      松本慎喜, 秋元祐太朗, 岡島敬一, 河尻耕太郎
    • 雑誌名

      第42回エネルギー・資源学会研究発表会 講演論文集

      巻: 42 ページ: 219-223

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] 地域内複数公共施設での電力融通を考慮したレジリエンス性評価2023

    • 著者名/発表者名
      菅原陸斗、秋元祐太朗、岡島敬一
    • 雑誌名

      エネルギー・資源学会論文誌

      巻: 44 号: 2 ページ: 87-96

    • DOI

      10.24778/jjser.44.2_87

    • ISSN
      2433-0531
    • 年月日
      2023-03-10
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Complex Evaluation of PV and Battery Storage Systems considering Resilience in Normal and Emergency Use2023

    • 著者名/発表者名
      Y.Matsumoto, Y.Akimoto, K.Okajima, K.Kawajiri
    • 雑誌名

      Proceedings of the International Conference on Electrical Engineering (ICEE2023)

      巻: ICEE23JY

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Study of evaluation method for resilience of energy systems in buildings2023

    • 著者名/発表者名
      C.Jimba ,Y.Akimoto, K.Okajima
    • 雑誌名

      Proceedings of the International Conference on Electrical Engineering (ICEE2023)

      巻: ICEE23JY

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 異なる電力需要特性に対する施設間電力融通によるレジリエンス性向上の検討2023

    • 著者名/発表者名
      菅原陸斗,秋元祐太朗、岡島敬一
    • 雑誌名

      エネルギーシステム・経済・環境コンファレンス講演論文集

      巻: 39 ページ: 344-349

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] レジリエンス性を考慮した・蓄電池システムの複合評価と施設規模による検討2023

    • 著者名/発表者名
      松本慎喜,秋元祐太朗、岡島敬一、河尻耕太郎
    • 雑誌名

      エネルギーシステム・経済・環境コンファレンス講演論文集

      巻: 39 ページ: 497-502

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] 太陽光・蓄電池システムの停電回避価値を考慮に含めた 導入年による導入価値への影響評価2023

    • 著者名/発表者名
      太田哲平,秋元祐太朗、岡島敬一
    • 雑誌名

      エネルギーシステム・経済・環境コンファレンス講演論文集

      巻: 39 ページ: 503-508

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] 太陽光・蓄電池システムの平常時運用と非常時運用における停電回避価値を考慮に含めた経済性評価2022

    • 著者名/発表者名
      太田哲平、秋元祐太朗、岡島敬一
    • 雑誌名

      エネルギー・資源学会論文誌

      巻: 43 号: 6 ページ: 255-265

    • DOI

      10.24778/jjser.43.6_255

    • NAID

      40022671558

    • ISSN
      2433-0531
    • 年月日
      2022-11-10
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Suitability of rooftop solar photovoltaic at educational building towards energy sustainability in Malaysia2022

    • 著者名/発表者名
      N. Hazlina, Y. Akimoto, K. Okajima
    • 雑誌名

      Sustainable Horizons

      巻: 4 ページ: 1-11

    • DOI

      10.1016/j.horiz.2022.100032

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Economic Evaluation of Solar Photovoltaic and Energy Storage Battery Systems Considering the Value of Avoiding Power Outages during Normal and Emergency Operations2022

    • 著者名/発表者名
      T. Ohta, K. Okajima, Y. Akimoto
    • 雑誌名

      Proceedings of The International Council on Electrical Engineering Conference (ICEE2022)

      巻: 2022 ページ: 845-850

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Optimization of PV/Battery Installation and Power Interchange for Low-Carbon and Resilient Regional Smart Grid2022

    • 著者名/発表者名
      R. Sugawara, K. Okajima, Y. Akimoto
    • 雑誌名

      Proceedings of The International Council on Electrical Engineering Conference (ICEE2022)

      巻: 2022 ページ: 839-844

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Exploiting Rooftop Solar Photovoltaic Production at Educational Building in Malaysia2022

    • 著者名/発表者名
      N. Hazlina, Y. Akimoto, K. Okajima
    • 雑誌名

      Proceeding of International Conference on Applied Energy (ICAE2022)

      巻: 2022 ページ: 1-4

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 劣化による内部パラメータ変化を考慮した蓄電池併設PVシステムの災害時電力供給評価2022

    • 著者名/発表者名
      中本健太、秋元祐太朗、岡島敬一
    • 雑誌名

      エネルギーシステム・経済・環境コンファレンス講演論文集

      巻: 38 ページ: 319-324

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] PV・蓄電池システム導入施設におけるレジリエンス性を含む複合評価の検討2022

    • 著者名/発表者名
      松本慎喜、秋元祐太朗、岡島敬一、河尻耕太郎
    • 雑誌名

      エネルギー・資源学会研究発表会講演論文集

      巻: 41 ページ: 70-74

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] 太陽光・蓄電池システムの平常時運用と非常時運用における停電回避価値を考慮に含めた経済性評価2021

    • 著者名/発表者名
      太田 哲平、秋元 祐太朗、岡島 敬一
    • 雑誌名

      エネルギー・資源学会研究発表会講演論文集

      巻: 40 ページ: 59-64

    • NAID

      40022671558

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] 低炭素かつレジリエントな地域型スマートグリッド構築に向けたPV・蓄電池導入量および電力融通の最適化2021

    • 著者名/発表者名
      菅原 陸斗、秋元 祐太朗、岡島 敬一
    • 雑誌名

      エネルギー・資源学会研究発表会講演論文集

      巻: 40 ページ: 357-362

    • NAID

      40022672848

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] 蓄電池併設PVシステムの非常時電力供給力評価のための運用シミュレーションに関する研究2021

    • 著者名/発表者名
      中本 健太、秋元 祐太朗、岡島 敬一
    • 雑誌名

      日本エネルギー学会大会講演要旨集

      巻: 30 ページ: 222-223

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Resilience Evaluation of Positive Energy Building in Japan2023

    • 著者名/発表者名
      C.Jimba, Y.Akimoto, K.Okajima
    • 学会等名
      The International Conference on Applied Energy (ICAE2023)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Complex Evaluation of PV and Battery Storage Systems considering Resilience in Normal and Emergency Use2023

    • 著者名/発表者名
      Y.Matsumoto, Y.Akimoto, K.Okajima, K.Kawajiri
    • 学会等名
      The International Conference on Electrical Engineering (ICEE2023)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Study of evaluation method for resilience of energy systems in buildings2023

    • 著者名/発表者名
      C.Jimba ,Y.Akimoto, K.Okajima
    • 学会等名
      The International Conference on Electrical Engineering (ICEE2023)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 避難施設へのPV・蓄電池システム導入におけるレジリエンス性を含む複合評価指標の検討2023

    • 著者名/発表者名
      松本慎喜, 秋元祐太朗, 岡島敬一, 河尻耕太郎
    • 学会等名
      第42回エネルギー・資源学会研究発表会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 異なる電力需要特性に対する施設間電力融通によるレジリエンス性向上の検討2023

    • 著者名/発表者名
      菅原陸斗,秋元祐太朗、岡島敬一
    • 学会等名
      第39回エネルギーシステム・経済・環境コンファレンス
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] レジリエンス性を考慮した・蓄電池システムの複合評価と施設規模による検討2023

    • 著者名/発表者名
      松本慎喜、秋元祐太朗、岡島敬一、河尻耕太郎
    • 学会等名
      第39回エネルギーシステム・経済・環境コンファレンス
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 太陽光・蓄電池システムの停電回避価値を考慮に含めた 導入年による導入価値への影響評価2023

    • 著者名/発表者名
      太田哲平,秋元祐太朗、岡島敬一
    • 学会等名
      第39回エネルギーシステム・経済・環境コンファレンス
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 電力分野のレジリエンス指標によるエネルギーシステムの定量評価手法の検討2023

    • 著者名/発表者名
      神場千穂,秋元祐太朗,岡島敬一
    • 学会等名
      令和5年電気学会全国大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Complex Evaluation of PV and Battery Storage Systems considering Resilience in Normal and Emergency Use2023

    • 著者名/発表者名
      Y. Matsumoto, Y. Akimoto, K. Okajima
    • 学会等名
      ICEE Conference 2023
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 指定避難施設へのPV・蓄電池システム導入におけるレジリエンス性を含む複合評価指標の検討2023

    • 著者名/発表者名
      松本慎喜、秋元祐太朗、岡島敬一、河尻耕太郎
    • 学会等名
      第42回エネルギー・資源学会研究発表会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Economic Evaluation of Solar Photovoltaic and Energy Storage Battery Systems Considering the Value of Avoiding Power Outages during Normal and Emergency Operations2022

    • 著者名/発表者名
      T. Ohta, K. Okajima, Y. Akimoto
    • 学会等名
      International Council on Electrical Engineering Conference (ICEE2022)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Optimization of PV/Battery Installation and Power Interchange for Low-Carbon and Resilient Regional Smart Grid2022

    • 著者名/発表者名
      R. Sugawara, K. Okajima, Y. Akimoto
    • 学会等名
      International Council on Electrical Engineering Conference (ICEE2022)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Exploiting Rooftop Solar Photovoltaic Production at Educational Building in Malaysia2022

    • 著者名/発表者名
      N. Hazlina, Y. Akimoto, K. Okajima
    • 学会等名
      International Conference on Applied Energy (ICAE2022)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 劣化による内部パラメータ変化を考慮した蓄電池併設PVシステムの災害時電力供給評価2022

    • 著者名/発表者名
      中本健太、秋元祐太朗、岡島敬一
    • 学会等名
      第38回エネルギーシステム・経済・環境コンファレンス
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] V・蓄電池システム導入施設におけるレジリエンス性を含む複合評価の検討2022

    • 著者名/発表者名
      松本慎喜、秋元祐太朗、岡島敬一、河尻耕太郎
    • 学会等名
      第41回エネルギー・資源学会研究発表会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 太陽光・蓄電池システムの平常時運用と非常時運用における停電回避価値を考慮に含めた経済性評価2021

    • 著者名/発表者名
      太田 哲平、秋元 祐太朗、岡島 敬一
    • 学会等名
      第40回エネルギー・資源学会研究発表会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 低炭素かつレジリエントな地域型スマートグリッド構築に向けたPV・蓄電池導入量および電力融通の最適化2021

    • 著者名/発表者名
      菅原 陸斗、秋元 祐太朗、岡島 敬一
    • 学会等名
      第40回エネルギー・資源学会研究発表会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 蓄電池併設PVシステムの非常時電力供給力評価のための運用シミュレーションに関する研究2021

    • 著者名/発表者名
      中本 健太、秋元 祐太朗、岡島 敬一
    • 学会等名
      第30回日本エネルギー学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-01-30  

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