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2013 年度 実施状況報告書

地域再生のためのスマートコミュニティ設計の学理と社会実装

研究課題

研究課題/領域番号 25630435
研究種目

挑戦的萌芽研究

研究機関東北大学

研究代表者

中田 俊彦  東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20260416)

研究分担者 古林 敬顕  東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (40551528)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
キーワード再生可能エネルギー
研究概要

(1) フィールド調査にもとづく、地域類型個別設計要因と、横断的な総合課題に対する研究
すでに中田が参画している岩手県宮古市、宮城県山元町、山形県最上町、青森県弘前市を対象として、スマートコミュニティ構想の課題と実現可能性を掘り下げるとともに、設計に必要な下記の指標について調査研究を進めた。1.地域特性の類型化と、各種コミュニティの特性を把握した。2.利用可能な地域資源、たとえば木質バイオマス資源や小水力など再生可能エネルギーの賦存量の地域強度分布を取得した。3.エネルギー需要の特徴を、電力、熱、輸送燃料の三形態に分けて明らかにした。
(2) 地域エネルギー密度マップの作成と、デジタル階層型データベースの装備
上記を通じて、コミュニティ設計に必要となるデータ情報を集約して、階層型のデータベースを作成した。地
理情報システム GIS を活用して、地域空間の拡がりとエネルギー需給バランスの偏在が容易に把握できるように工夫して、汎用性の豊かなデータベースを開発した。1.地域の資源データの地理情報データへの変換とマッピング。2.需要家サイドのエネルギー消費データの地域空間マッピング。3.温室効果ガスの排出量データの地域空間マッピング。4.エクセルギー効率のマッピング.
(3) 地域データの統合分析として、多様な地域データを分析し、それらを統合して整理する手法について調査した。その結果、地理情報システムなどの機能を活用して、エネルギー分野に拡張することによって、地域に最適なコミュニティ設計に活用できることがわかった。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

東日本大震災からの復興を支援すべく、地域コミュニティの再生をエネルギー学の視点から取り組んでいる。試行が続くスマートコミュニティ構想の円滑な実現に向けて、1)スマートコミュニティ設計のための学理の策定、つまり基本概念の定義と具体的なシステム設計手法を開発してきた。2)そのために必要な地域データベースの構築、たとえばエネルギー需給データの空間分布を表すエネルギー密度マップ作成と、データ情報に基づき最適性を担保するエネルギー供給ラインの空間配置のルーティング。3)上記で得た客観性、論理性を有する設計手法を東北の被災地域に実際に適用して、現在東北各地で取り組みが進むスマートコミュニティ構想に参画して、地域コミュニティへの実装を進めてきた。

今後の研究の推進方策

前年度の結果をふまえた研究成果を、地域社会のスマートコミュニティ構想の詳細設計に、具体的に反映すべ
く各地域のプロジェクトに参画して、開発した設計手法に基づく知見を地域貢献に還元する。
1.岩手県宮古市 [漁村主体の地域コミュニティ再生と、木質バイオマス利活用] 2.宮城県山元町 [いちご栽培主体の地域コミュニティ再生と、ICT 活用エネルギービジネス] 3.山形県最上町 [木質バイオマス熱利用の発電への展開と、高齢化地域コミュニティ保全] 4.青森県弘前市 [降雪激寒地域への熱供給システムの導入と、都市レジリエンス機能強化]。
地域特性を反映するデータベース構築と、汎用性に富む設計手法開発の両者から、多様な地域ニーズに応えるシステムづくりを進める。すでに交流実績のある地方自治体、地域コンサルタント、商工会議所等地域事業者とのヒアリング、話し合い、交流を重ねて実効性のある計画策定と共に、コミュニティ再生に伴う副次的な経済効果、雇用効果、環境影響についても考察する

次年度の研究費の使用計画

対象地域のエネルギーシステム計画立案に遅延が生じたので、フィールド調査によるデータ取得が十分に推敲できなかった。
対象地域の計画とは別に、自主的なデータ取得を進めて、本研究の目標を達成する。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 9件) 学会発表 (5件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] 技術習熟に及ぼす研究開発投資の影響分析と、再生可能エネルギーコストの低減効果2014

    • 著者名/発表者名
      速水新之介, 古林敬顕, 中田俊彦
    • 雑誌名

      [日本機械学会論文集

      巻: 80 ページ: 1-12

    • DOI

      10.1299/transjsme.2014tep0042

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Design of EFB utilization system considering international transportation2014

    • 著者名/発表者名
      T. Furubayashi T. Nakata
    • 雑誌名

      Proceddings of the 1st Asian Conference on Biomass Science

      巻: 1 ページ: 94-97

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Techno-economic assessment of lightweight and zero emission vehicles deployment in the passenger car fleet of developing countries2014

    • 著者名/発表者名
      J, Gonzalez-Palencia, F. Furubayashi, T. Nakata
    • 雑誌名

      Applied Energy

      巻: 123 ページ: 129-142

    • DOI

      10.1016/j.apenergy.2014.02.059

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 環境影響を考慮した機種割当モデルの構築とCO2 削減効果の予測2014

    • 著者名/発表者名
      中田俊彦, 渡辺祥吾, 古林敬顕
    • 雑誌名

      [日本航空宇宙学会論文集

      巻: 62 ページ: 1-10

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of an energy-economic model with endogenous technological progress and feasibility study of CCS systems2014

    • 著者名/発表者名
      T. Nakata, T. Furubayashi, T. Kusunoki, T. Kusunoki
    • 雑誌名

      [Heat Transfer - Asian Research

      巻: 43 ページ: 332-351

    • DOI

      10.1002/htj.21078

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 混合整数計画法を用いた自動車用バイオエタノールのサプライチェーンの設計2013

    • 著者名/発表者名
      依田和大, 古林敬顕, 中田俊彦
    • 雑誌名

      日本エネルギー学会誌

      巻: 92 ページ: 1173-1186

    • DOI

      10.3775/jie.92.1173

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Economic ripple effects of bioethanol production in ASEAN countries: Application of inter-regional input-output analysis2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Kunimitsu, K. Takahashi, T. Furubayashi, T. Nakata
    • 雑誌名

      Japan Agricultural Research Quarterly

      巻: 47 ページ: 307-317

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Inventory analysis of woody biomass utilization system considering different types of pre-processing and energy conversion technologies2013

    • 著者名/発表者名
      T. Furubayashi, T. Nakata
    • 雑誌名

      21th European Biomass Conference

      巻: 1 ページ: 1-8

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Feasibilitiy assessment of energy transition from a fossil fuel to local resource based heating system using thermoeconomic analysis2013

    • 著者名/発表者名
      I. Baldvinsson, T. Furubayashi, T. Nakata
    • 雑誌名

      36th IAEE International Conference

      巻: 321A ページ: 1-10

    • 査読あり
  • [学会発表] 自律・分散型エネルギー社会の地域デザイン2014

    • 著者名/発表者名
      中田俊彦
    • 学会等名
      電気学会全国大会
    • 発表場所
      松山
    • 年月日
      20140318-20140320
  • [学会発表] 地域特性を考慮した再生可能エネルギー利活用システム2014

    • 著者名/発表者名
      中田俊彦
    • 学会等名
      地球環境技術推進懇談会 循環・代謝型社会システム研究会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      20140224-20140224
    • 招待講演
  • [学会発表] バイオマス資源とエネルギー需要分布を考慮した中山間地域熱供給システムの設計2014

    • 著者名/発表者名
      會川翔、古林敬顕、中田俊彦
    • 学会等名
      第30 回エネルギーシ ステム・環境・経済コンファレンス
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      20140123-20140124
  • [学会発表] 熱需要の空間分布を考慮した地域熱供給システムの熱力学的指標に基づく性能評価2014

    • 著者名/発表者名
      住友雄太、古林敬顕、中田俊彦
    • 学会等名
      第30 回エネルギーシ ステム・環境・経済コンファレンス
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      20140123-20140124
  • [学会発表] 熱需要の空間情報を考慮した弘前地域の地域熱供給システムの設計2014

    • 著者名/発表者名
      恩田英、古林敬顕、中田俊彦
    • 学会等名
      第30 回エネルギーシ ステム・環境・経済コンファレンス
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      20140123-20140124

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公開日: 2015-05-28  

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