2018 Fiscal Year Annual Research Report
資源制約下で物質・エネルギーの生産を可能にする先制的ライフサイクル設計手法の開発
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16H06126
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
菊池 康紀 東京大学, サステイナビリティ学連携研究機構, 准教授 (70545649)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 地域資源 / 再生可能資源 / エネルギー変換 / 物質変換 / 地理情報システム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
具体的地域において先制的なライフサイクル設計（Pre-emptive LCD）を行い、適用可能な物質・エネルギー生産システムオプションを地域ごとに特定するための基礎データを整備した。特に、植物資源や廃棄物資源、太陽光に関して、発生・集積速度、現行のシステムとの関係を明らかにするためのライフサイクル評価を実施した。これらの結果については学会や各地域でのワークショップなどを通じて発信し、技術の研究者や地域のステークホルダからフィードバックを得た。各項目について下記する。
（１）Pre-emptive LCDに基づく物質・エネルギー生産システム設計：製紙工場や食品工場、製材所といった、熱需要が多く存在し、かつ、バイオマスや廃棄物等の資源が発生するプロセスシステムについて、都道府県、市町村、雇用圏などの地域区分ごとに解析した。このとき、Pre-emptiveな解析を実行可能とするため、供給側・需要側の将来的な変化を予測することを目指し、当該地域区分における将来統計の推計などを用いた社会経済的な解析を同時並行して試みた。
（２）植物資源・変換技術データベース構築：データベース構造として、異なる技術の異なる成熟度について格納できる必要があるが、特に技術性能の達成目標に関する感度をとることで不確実性解析を行い、当該技術の開発者との協議を実施することが重要であることがわかった。データベース構造への反映の仕方としては、技術システムの類型化やインベントリデータの数理モデル化による対応が必要であることも明らかになった。
（３）具体的地域におけるケーススタディと日本全体におけるマッピング：特に上士幌町、岩手県県北、山形県置賜、種子島における資源制約下における物質・エネルギー生産について、現地のステークホルダとともに協議するコラーニングを行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
太陽光の出力抑制が九州電力管内全域で発生するなど、再生可能資源に対する単純な導入計画が成立しえないことが、社会的にも顕在化し、本研究に関する期待が高まったことを受け、複数の地域におけるワークショップや意見交換、技術システムの評価に関する要件定義、本研究によって開発するデータベースの仕様への要求など、様々な情報を得やすい状況となったことが、研究の進捗を加速させることとなった。当初予定していたよりも協力者を多く得ることができたため、研究上で利用できるデータも集まりやすくなった。
一方、データベース構造と実装に関しては、再生可能資源を用いる多様な技術システム要素が提案され、異なる技術成熟度のものを比較した将来シナリオ分析が必要となるなか、必ずしもすべての技術について詳細データが得られないなど、困難な状況も発生している。当初予定していたよりも多くの協力者が得られたにも関わらず、当初予定以上に進捗を得られてなかった大きな原因は、データベースへ格納する情報が不完全な技術情報によって整備しなければならない状態となってしまったからである。そこで、協力者からの限られえたデータを活用しながら、技術モデリングやロードマッピングなどを通じて、研究を推進することとし、おおむね順調に進展している進捗状況となった。
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| Strategy for Future Research Activity |
最終年度として、これまでの成果に基づき、Pre-emptive LCDのケーススタディと手法開発を実施する。地域資源として得られる森林資源、農業残差、産業廃棄物、下水汚泥といった未利用資源を利活用した場合の物質・エネルギー生産システムを、地域ごとフローモデルにより表現するための方法を開発し、実際に地域のプレイヤーと協創関係にある山形県置賜地域、岩手県、新潟県佐渡市、和歌山県、鹿児島県熊毛地域、について、資源制約下での持続的な物質・エネルギー生産システムを、Pre-emptive LCDにより設計する。これらの結果は学会やシンポジウム等で発信することにより、フィードバックを得る。
（１）Pre-emptive LCDに基づく物質・エネルギー生産システム設計：3年目までに開発した都道府県、市町村、雇用圏などの地域区分ごとの未利用な地域資源を分析する手法に基づき、当該地域区分における供給側・需要側の将来的な変化を予測しながら、Pre-emptiveな解析を実行可能とする。
（２）植物資源・変換技術データベース構築：上記設計手法の開発と並行して、データベース構造の最終形を設計し、データの格納を実践する。
（３）具体的地域におけるケーススタディと日本全体におけるマッピング：特定の地域において異なる解像度の地域区分における植物資源供給・需要のGISマッピングを行う。エネルギー関連法案の変遷と実際に発生している諸課題を考慮し、より現実的な将来の地域システムの設計・評価を実施する
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