多数の太陽光発電やEV、蓄電池を束ねて動かす「仮想発電所」

リサイクルトレンドウォッチ(71)
多数の太陽光発電やEV、蓄電池を束ねて動かす「仮想発電所」
さまざまな小規模分散エネルギー源、チリも積もれば大型発電所に

VPP=バーチャル・パワー・プラント、をご存じでしょうか? 「仮想発電所」と呼ばれますが、火力発電所や原子力発電所のように大規模なものではなく、広域に分散している多数の太陽光発電や風力発電、燃料電池やEV(電気自動車)の蓄電池など、小さなエネルギー源をまとめて電力系統への連系を通信技術により個別に制御し、まるで一つの発電所であるかのように利用するシステムのことです。
これまでの電力システムは、まず需要があり、需要量にあわせて供給を行うのが基本でした。しかし東日本大震災時の電力需給のひっ迫を契機に、従来の省エネだけでなく、電力の需給バランスを意識してエネルギー管理を行うことの重要性が強く認識されるようになりました。
一方で震災以降、太陽光発電や風力発電などの再生可能エネルギーの導入が拡大。また家庭用燃料電池コージェネレーションや電気自動車、蓄電池など需要家側で導入される分散型のエネルギー源も多様化し普及が進みました。
工場や家庭などがもつ分散型エネルギー源の一つ一つは小規模ですが、それらを束ねれば一定の規模になるはず。それを可能としたのが、“モノのインターネット”といわれるIoT(Internet of Things)です。
個々の太陽光発電や燃料電池、蓄電池などのエネルギー源がインターネットにつながることで、それぞれの状態を確認でき、遠隔制御が可能になります。IoTを活用した高度なエネルギーマネジメント技術により、これらを束ね(アグリゲ―ション)、遠隔・統合制御することで、電力の需給バランス調整に活用することが可能になります。全体があたかも一つの発電所のように機能することから、冒頭のVPP=仮想発電所、と呼ばれるわけです。
太陽光や風力発電などの再生可能エネルギーは出力変動が大きいことが課題でしたが、VPPにより供給過剰時には吸収、電力不足時に供給する負荷平準化が可能になります。また太陽光パネル、家庭用燃料電池、蓄電池などのシステムは、住宅、ビル、工場などの部分最適を想定して導入されていますが、VPPにより連携されることで電力系統にとっての全体最適が可能になります。
仮想発電所のサービスを担う事業者(アグリゲーター)には、電池メーカー、住宅メーカー、家電メーカー、通信事業者など、従来の電力事業者とかけ離れた異業種からの参入が相次いでいます。
VPPが広がれば、発電設備や蓄電池をもつ家庭や店舗、企業側にとっても、電気はただ消費するものではなく、アグリゲーターからの指令を受けて使用量を賢く制御し、電力取引市場に参加しながら報酬を得るものに変わっていくことでしょう。

日本の暮らしは地球2.9個分

リサイクルトレンドウォッチ(70)
日本の暮らしは地球2.9個分
消費を測る環境のものさし、“エコロジカル・フットプリント”

「70億人が暮らす地球で、もし世界中の人々が日本人と同じ暮らしをしたら、地球2.9個が必要」—–人間の活動が地球環境に与える負荷の大きさを測る、“エコロジカル・フットプリント”というものさしが示した数字です。
エコロジカル・フットプリントは、人間活動が地球環境に与える「負荷」の大きさを測る指標。1991年にカナダのブリティッシュコロンビア大学の研究者が構築したもので、「人間活動が地球環境を踏みつけにした足跡」を意味しています。
「私たちの生活は地球の大地に依存している。ではその暮らしを支えるためにどれだけの大地が必要かを計算してみよう」という発想から考案されたそう。食料やエネルギーなど、単位の違うものを統一的に扱えるように、すべてを耕作可能な農地、木材を得る森林、水産資源をとる海、CO2吸収のために必要な森林など、陸や水域の面積に置き換えて合計。人間が利用した面積としてgha(グローバルヘクタール)という独自の単位であらわします。その結果、この数値は、ある特定の地域の人々が消費する資源を再生し、社会・経済活動から発生するCO2を吸収するのに必要な生態系サービスの総量を示すことになります。
世界平均のエコロジカル・フットプリントが2.9ghaであるのに対して、日本人の平均は5.0gha/人。世界の38番目で、G7のフランスや英国とほぼ同水準ですが、インドに比べると4.7倍の大きさです。
日本の生活の中で地球に負荷を与えている分野は、交通21%、食27%、住居・光熱費27%となっています。また農地、森林、牧草地、漁場などへの負荷に比べて、二酸化炭素排出の負荷が圧倒的に多く、全体の74%を占めています。
自然資源を、自然が本来もつ力の範囲内で利用するなら、持続可能な生活が成り立つはず。自然の再生スピードを超えて消費すれば、自然資本は減少に向かいます。これはいわば、銀行預金の元本を取り崩して生活しているようなもの。
1970年代以降、人間の資源に対する需要は、1年間に地球が供給できる量を超過するオーバーシュートの状態に。その結果、気候変動、漁業資源の減少、森林破壊などの今日的な環境問題が生じています。
エコロジカル・フットプリントを減らすためには、選=持続可能な方法で生産された認証品を選んで購入する、減= CO2排出量や食品ロスを削減する、新=再生可能エネルギーの創出・拡大などの新技術を応援する、などの取り組みが必要といわれます。
豊かさを分かち合いつつ、地球をパンクさせないように、地球1個分の暮らしをすること。そのために何ができるかを、生活レベルで探していきたいと思います。

日本のエコロジカル・フットプリント2017(最新版)はこちら ☞
https://www.wwf.or.jp/activities/lib/lpr/20180825_lpr_2017jpn.pdf

 

 

2040年太陽光発電パネルの大量廃棄問題にエネ庁が警鐘

リサイクルトレンドウォッチ(69)
2040年太陽光発電パネルの大量廃棄問題にエネ庁が警鐘
有害物質適正処理、リユース・リサイクルなどに課題

 

役割を終えた太陽光発電パネルが一斉に廃棄時期を迎える「2040年問題」に、資源エネルギー庁が警鐘を鳴らしています。
日本の再生可能エネルギーの主力である太陽光発電は、2012年の固定価格買取制度(FIT)導入以降、加速度的に増えてきました。発電に使用する太陽光パネルは、製品寿命が約25~30年とされており、FIT開始後に始まった太陽光発電事業は2040年頃には終了を迎えます。そこで「2040年太陽光発電設備の大量廃棄物問題」がにわかに浮上。
そもそも発電事業はいずれも長期事業ですが、太陽光発電においては「参入障壁が低いため事業主体がまちまちで、事業途中での事業主体変更も少なくない」、かつ「太陽光パネルの種類によって異なる有害物質が含まれる」、などの特殊事情があります。そこで懸念されているのが、以下の3点です。
①太陽光パネルの不適切処理—-放置・不法投棄されるのでは?
建物に設置された太陽光設備は建物の撤去時の同時廃棄が、また借地で行われる事業用太陽光発電は借地期間終了時の現状復帰が一般的なため放置の可能性は低いが、事業者の所有地で行われている事業用太陽光は実質的に事業が終了した後もコストのかかる廃棄処理を行わず、有価物だとしてパネルが放置される可能性があること。また、いずれのケースでも、廃棄費用を捻出できない場合、他の土地に不法投棄される可能性があること。
②有害物質が流出・拡散されるのでは?
太陽光のパネル種によって含まれる鉛、セレン、カドミウムなどの有害物質にはそれぞれ適切な処分方法があるが、排出事業者が有害情報を把握していないなどの理由から廃棄物処理業者に正確に伝わらず、適切な処分が行われていないケースが見られること。
③最終処分場がひっ迫するのでは?
同時期に設置された太陽光パネルが一斉に大量廃棄の時期を迎えると、ピーク時には使用済み太陽光パネルの年間排出量が、産業廃棄物の最終処分量の6%におよぶという試算も。そのため、一時的に最終処分場がひっ迫する可能性もあること。
資源エネルギー庁は、それぞれの懸念に対し ①本来、廃棄費用を織り込み済みであるFIT制度の運用強化 ②太陽光発電協会策定のガイドラインに基づいた情報共有による有害物質の適正処理 ③太陽光パネルのリユース・リサイクル制度構築へ向けた包括的な実態調査  などの具体的検討を進めることで、リサイクルを含む太陽光パネルの適正処理を進める、としています。

CO2増加が続くとコメの栄養価が下がる

リサイクルトレンドウォッチ(68)
CO2増加が続くとコメの栄養価が下がる
東大の研究チームが日本と中国で実験

このまま大気中のCO2濃度が上がり続けると、コメに含まれるビタミンやたんぱく質などの栄養分が減り、栄養価が下がってしまうとの研究結果が、東京大学などの研究チームにより発表されました。
地球温暖化の原因にもなる大気中のCO2濃度は、現在約400ppm。研究チームは日本と中国の実験農場で、今世紀中に達すると考えられる高いCO2濃度(568~590ppm)でジャポニカ米、インディカ米と、それらをかけ合わせたハイブリッド米を計18品種育て、通常の環境で育てたコメと比較。その結果、ビタミンB9(葉酸)は約30%、B1とB2は約17%、B5(パントテン酸)は約13%、たんぱく質が約10%、鉄は約8%、亜鉛は約5%、それぞれ減ったことが明らかになりました。
実験に使われたのは「FACE」と呼ばれる開放系大気CO2増加(Free-Air CO2 Enrichment)施設。国内では国立研究開発法人農業環境技術研究所がつくば市に保有し、将来予測される高い大気CO2濃度に対して、農業生態系がどのように応答するかを研究しています。
これまで、高CO2濃度が作物に与える影響を調べるには、主に温室や人工気象室などが利用されてきました。しかし、地球規模で変化する気候によって食料生産や炭素循環が受ける影響を明らかにするためには、作物群落や自然植生の反応を屋外の条件で調べる必要があります。つくばみらいFACEの周囲にはCO2ガスが流れるパイプが廻らされ、風向きとともにタイミングと量を調整しながらCO2を試験区内に排出し、全体的に通常より200ppm前後高いCO2濃度レベルを維持する仕組みになっています。
大気中のCO2濃度は、過去200年に100ppm以上上昇し、現在約400ppmとなっています。今後CO2排出削減に向けた取り組みがなされたとしても、大気CO2濃度は上昇を続け、今世紀半ばには470~570ppm、今世紀の終わりには540~970ppmにも到達すると予測されています。大気CO2濃度の上昇は、温暖化や水資源循環といった地球規模での環境変動の原因になるだけでなく、光合成や合成や蒸散といった作物の生理に影響して、生育、収量、水利用などに影響を与えます。
今回の実験において高CO2濃度条件下でコメの各種栄養価が下がった原因は、未だ明らかではありませんが、先進国と違って米を主食とし、一日に摂取するカロリーのうち半分以上を米に頼っている途上国の人々にとっては、健康にかかわる深刻な問題になると指摘されています。気候変動がもたらす数々の影響、その新しい側面を考えさせられるトピックでした。

つくばみらいFACE実験施設についてはこちら☞
http://www.naro.affrc.go.jp/archive/niaes/outline/face/index.htmlhttp://www.naro.affrc.go.jp/archive/niaes/outline/face/index.html

ネット+リアルで2兆円を超えたリユース市場

リサイクルトレンドウォッチ(67)

過去1年に不要となった品の価値は7.6兆円=経産省調べ

ネット+リアルで2兆円を超えたリユース市場

「メルカリ」などフリマアプリの急成長により、“リユース”が市場としてのポテンシャルを大幅に高め、消費のあり方までをも変えつつあります。
ネットを介した個人間売買(CtoC)を後押ししているのがスマートフォンの普及と一覧性の高いフリマアプリの登場。「トイレットペーパーの芯まで(工作用に)売れた」と巷で話題になりましたが、かつてのように高額品やブランド品だけでなく、子ども服、日用雑貨などあらゆるものが売買され中古の流通を一変させました。「5千円で売れることを前提に1万円の服を購入する」といった買い物行動は、若い女性の間ではもはや当たり前とか。従来は自動車など限られた業界のものとされてきた“再販を想定したビジネスモデル”が、幅広い分野に広がっています。
中古品は長らく市場とみなされず、統計がほとんど存在しませんでしたが、こうした情勢の変化から経済産業省は昨年よりリユース市場の調査を開始しています。先ごろ発表されたその第2回目の調査結果から、トピックをいくつか・・
リユース市場の全体像は、①CtoCのネットオークション ②フリマアプリ ③BtoC-ECのネットショップ ④BtoCリアル店舗でのリユース品販売 で構成されます。
2017年のそれぞれの市場規模(カッコ内は2016年)は、①CtoCネットオークション3569億円(前年=3458億円)、②フリマアプリ4835億円(同=3052億円) ③BtoC-ECのネットショップ約2600億円(同=2300億円)と、ネット市場がいずれも前年に比べ大きく伸びています。
これに④BtoCリアル店舗でのリユース品販売=推定約1兆円を加えると、顕在化しているリユース市場は、2017年で約2兆1000億円に達しています。
ここには、CtoC以外のネットオークション(=7631億円)やBtoBでのリユース品取引、中古の自動車・バイク等の取引(約2兆円)、フリーマーケット、バザー、自治体のリユースコーナー等は含まれておらず、リユースに関する実際の市場規模はさらに大きいものと推定されます。
面白いことに、フリマアプリがネットオークションの市場を切り崩しているわけではなく、今のところそれぞれが独立した市場を形成しつつ、リユースマーケットが急速に活気づいている、と経産省は分析しています。
上記調査数字とは別に、経産省の推定では過去一年間に不用となった製品の推定価値は7兆6254億円(自動車・バイク等は含まず)にのぼるとか。家具類、ブランド品、衣類・服飾品、ベビー・子供用品、日用品、生活雑貨、書籍、音楽ソフトなど、新品購入された多様なカテゴリーの製品が、一定期間を経てリユース市場に流れ込む。そこには、“シェアリングエコノミー”という新しい社会経済の潮流がはっきりと現れていると感じます。
この流れを無視できなくなったアパレル大手メーカーが、中古衣料のスタートアップ企業を買収する動きも出ています。「割安な中古品でおためしいただき、気に入ったら新品をどうぞ!」企業サイドからそんな消費行動を促す動きが、これからは増えていきそうな気配です。

ごみのパイプライン回収(管路回収)、横浜MM21地区でも廃止

リサイクルトレンドウォッチ(66)
ごみのパイプライン回収(管路回収)、横浜MM21地区でも廃止
分別・リサイクルが進み時代に合わなくなった“未来システム”

ランドマークタワーやホテル、国際会議場、商業施設などが立ち並ぶ横浜のMM21(みなとみらい21地区)。その地下に張り巡らされたパイプラインにより、巨大な掃除機のようにごみを吸い上げてきた横浜市の「廃棄物処理管路回収事業」が3月末で役目を終え、廃止されました。
このパイプラインによるごみ回収は、国のモデル事業として1983年に事業実施が決定され、91年からMM21地区でスタートしたもの。ごみは各施設に設置されたダストシュートから地下の貯槽へ。溜まったごみは空気を利用して直径50㎝の鉄製管路の中を時速100キロ近いスピードで飛び、クリーンセンターに集まるというしくみです。
ごみの排出がいつでも可能で、室内に溜めたり道路に出す必要がなく衛生・美観にも優れることから、横浜市が造船所跡地に整備する「未来都市の象徴」、「夢のシステム」ともいわれました。導入した当初は焼却炉でなんでも燃やした時代で、ほぼあらゆるものが管路に入ってきたとか。地区には商業施設やホテルなどが次々に建設され、最盛期は1年に363日も稼働して休む間もなくごみを吸い上げ続けたそうです。
しかし管路による収集量は、分別・リサイクルが進んだことにより、97年度の4543トンをピークに減少に転じました。管路延長も計7km程度と、当初計画の半分程度にとどまっています。
91年の開業時から管路回収を使ってきた国際会議場は、一方で早くからリサイクルにも力を入れ、2010年にはごみの100%リサイクルをめざして自施設内にクリーンエコセンターを立ち上げ、16年度のリサイクル率は94.4%を達成。地区内では同様にリサイクルに熱心な先進企業も多く、分別が進むほど収集車やトラックでの運搬が増大。2016年度の管路回収は800トンと、最盛期の2割弱に落ち込みました。
稼働継続には多額の設備更新が必要なことから、横浜市は2014年に廃止の方針を決定。システムはこのほど、その使命を終えました。
同様の管路回収システムは、1970年代から全国で稼働してきましたが、横浜市MM21のほか、多摩ニュータウン(東京都多摩市)、筑波研究学園都市(茨城県つくば市)など7ヵ所がこれまでにシステムを廃止。現在稼働しているのは、東京臨海副都心、幕張新都心(千葉県)、兵庫県芦屋市の一部など7ヵ所だそうです。
時代の流れが止めたごみのパイプライン。変わり続ける“静脈システム”のあり方を考えさせられるトピックでした。

EV化がもたらす自動車産業の大転換

リサイクルトレンドウォッチ(65)
EV化がもたらす自動車産業の大転換
エンジン車からEVへの移行で約4割の部品が不要に?

前回、ヨーロッパを筆頭とした「ディーゼル車からEVへ」の流れについてお伝えした直後の3月5日、トヨタ自動車が環境規制の厳しい欧州市場でディーゼルエンジン搭載乗用車の販売を2018年から段階的に縮小し将来的に廃止する方針を発表し、話題を呼びました。
昨年11月の東京モーターショーで各メーカートップが口々に語った「自動車産業はこれまでにない大きな変革期にある」という認識は、ますます現実味を帯びているように感じられます。
経済産業省の試算では、エンジン車からEVに移行すると部品点数は3万個から1万9000個へと減り、約4割の部品が不要になるそうです。なくなるのは、まずエンジン本体。そして大型部品の変速機。シリンダーブロック、シリンダーヘッドといった大型の鋳物から、ピストン、コンロッド、吸気バルブ、排気バルブ、点火プラグなど小さな部品まで含めると数千点に上ります。それ以外にもラジエター等の冷却系、オイルフィルター等の循環系、触媒などの排ガス浄化装置やマフラーなどの装備品もすべて不要になります。
エンジン車からEVへの転換が、各メーカーを頂点に1次、2次の協力メーカーまで100社以上に及ぶ系列のピラミッド構造をなしてきた自動車産業の姿を変えることは必至で、まさに“大幅な構造転換”と考えられる所以です。
2015年に採択されたCOP21・パリ協定では、CO2削減の取組みを実現するためには気温の2℃抑制が必要とされ、そのためには2050年に90%のCO2排出量の削減が必要とされています。デロイト トーマツ コンサルティングの試算*では、この目標を実現するには、世界全体の新車販売において2030年には4台に1台、2050年には全ての車が次世代車になる必要があるそうです。
国内では2030年の時点で、ハイブリッド車(HEV)、プラグインハイブリッド車(PHEV)、電気自動車(EV)、燃料電池車(FCV)などの電動車両が新車の半数を占めているともされ、この時期にはこれまでの自動車メーカーの差別化要因であった燃費技術はもはや当たり前となっているといわれます。

*デロイト トーマツ コンサルティング 『モビリティー革命2030 自動車産業の破壊と創造』では、自動車産業を覆う大きな変革の波として、以下の3要因があげられている。
1) CO2排出抑制の要請からくるEV化などパワートレインの変化
2) カーシェアやライドシェアによるシェアリングの加速
3) IoTやAIによるモビリティーサービスへのシフト

 

2030以降、「ガソリン車禁止」を打ち出す世界の国々

リサイクルトレンドウォッチ(64)
2030年以降、「ガソリン車禁止」を打ち出す世界の国々
ディーゼル車に傾注してきたヨーロッパで、吹き荒れるEV化の嵐

世界各国で2030年以降、従来のエンジン車の販売を禁止する方針が相次いで公表されています。気候変動対策と都市部大気汚染対策がその強い動機となっています。内燃機関(エンジン)駆動によるガソリン車やディーゼル車の販売禁止を掲げた主な国・地域は以下のとおり。
オランダでは2025年以降、ガソリン車とディーゼル車の販売を禁止する法案を議会が審議中。ノルウェーは、議会が2025年までにZEV(zero emission vehicle=無公害車)の販売を100%にする目標を策定。ドイツは2030年までの内燃エンジン新車の販売禁止を参議院が決議・可決。フランスとイギリスは、ともに2040年までに国内でのガソリン車、ディーゼル車の販売を禁止する正式発表を行っています。
米国・カリフォルニア州は今後、一定比率以上のZEV販売を義務付ける規制を決定。バルセロナ、コペンハーゲン、バンクーバなどの都市は2030年までにガソリン車とディーゼル車の販売を禁止する計画です。
こうした波はアジアにも。インドは2030年からEV(電気自動車)とHV(ハイブリッド車)のみを販売、中国も将来的にはEVとHVだけを販売するという目標をそれぞれ掲げています。
クリーンなディーゼル車に傾注してきたヨーロッパでは、一転して多くの自動車メーカーがEVに突き進もうとしています。北欧ではボルボ・カーが2019年以降すべてのモデルをEVあるいはハイブリッド車(HV)にし、エンジンだけのモデルを廃止。ドイツではフォルクスワーゲンは排ガス不正を起こしたディーゼルから大転換し、25年までに30種類のEVを発売。BMWはすでにEV、プラグインハイブリッドカー(PHEV)のブランドを立ち上げ、EVに急速に転換。ダイムラーは25年までに10車種以上のEVまたはPHEVを発売。メルセデス・ベンツ、アウディ、ポルシェもEVの開発、生産を強化しています。
フランスでは、ルノーが早々にEVを発売し、1充電で400km走る新モデルも上市。三菱自動車と共同でEVを開発してきたグループPSA(プジョー・シトロエン)も独自のEV開発に着手。EVには距離を置いてきた英国でも、ジャガー、ランドローバー、アストンマーチン、さらにはロールス・ロイスまでもがEVに参入しようとしています。
ヨーロッパで火の手が上がり、瞬く間に世界に広がろうとしているEV熱。次回はEV化により自動車産業により自動車産業がどのように変わっていくのか、について考察しみます。

微小な音や振動を集めて発電する「エネルギーハーべスティング」

リサイクルトレンドウォッチ(63)
微小な音や振動を集めて発電する「エネルギーハーべスティング」
IOT(モノのインターネット)のセンサー電源への活用に、注目度高まる

列車通過時の振動や空中を飛ぶ電波など、身の回りで活用されていない希薄なエネルギーを集めて発電する「環境発電」の研究が加速しています。この技術は、環境から微小なエネルギーを収穫(ハーベスト)して電力に変換することから、「エネルギーハーベスティング」とも呼ばれます。
使われるのは、光・熱(温度差)・音・振動・電波など、環境中にさまざまな形で存在するエネルギー。これらを圧電素子や太陽電池を利用して電力に変換する発電技術で、配線や充電・取り替え・燃料補給が要らず、長期間エネルギー供給できる電源であることが大きな利点です。
「エネルギーハーベスティング」の技術自体は、実は昔からあったもの。電波のエネルギーで音を出す「鉱石ラジオ」はその最も古い例のひとつ。1970年代に登場した太陽光や腕の動きで充電する腕時計や電卓なども、電池交換が不要なエネルギーハーベスティング電源を内蔵したモバイル機器です。
現在では、太陽電池を内蔵した携帯電話やネットブック、電子ブックリーダー、外付けの充電器など多くのエネルギーハーベスティング製品が販売されています。
とりわけいま、身の回りのさまざまな機器がネットにつながる “IOT(モノのインターネット)”の概念が登場したことで、エネルギーハーベスティングへの注目がにわかに高まっています。あらゆるモノをインターネットに接続し情報を活用するためには、全てのモノに無線センサーが必要で、その電源として「エネルギーハーベスティング」が有望視されているからです。
鉄橋を通過する列車の振動で発電した微弱電流で稼働する異常監視センサー、人が歩く振動で発電する発電床にLED照明を取り付けた歩行者誘導マット、リモコンを押す力で自ら発電して必要な電力をまかなう温水洗浄便座など、試験段階からすでに実用化されたものまで、「エネルギーハーベスティング」の可能性はさまざまな分野に広がっています。
米調査会社ウィンターグリーン・リサーチの推計によると、2019年の「エネルギーハーベスティング」市場規模は、発電デバイスだけで42億ドル(約5000億円)に達する見通しとか。
家電や車、オフィスや街、道路、田畑など、あらゆるところに置かれた膨大な数のセンサーが、身の回りの小さなエネルギーを利用したメンテナンスフリーの「環境発電」で稼働。人の健康や安全、交通や産業に必要なデータを集めて暮らしや社会に活用される。そんなIOT社会の訪れは意外に早いのかもしれません。