1. 작성 목적

 

지구 규모로의 CO2 저감이 세계 공통의 대응 과제로서 인식이 높아지는 가운데, 2011년에는 동일본 대지진의 후쿠시마 원자력 발전 사고에 따른 전력 부족으로 에너지 문제가 부각되어 재생가능에너지특별조치법이 성립하는 등, 다양한 에너지 절약·에너지 창출·에너지 저장 관련 기기 보급이 빠르게 확대되고 있다. 이에 따라, 에너지 관련 기기, 교통 시스템 및 생활자의 라이프 스타일의 변혁 등을 복합적으로 조합해 전체 최적화를 도모하고, 지역 단위에서 에너지의 최적 이용을 매니지먼트 하는 것이 요구되고 있다.

 

본 보고서에서는 저탄소 사회 시스템 구축의 일환으로 “도시 조성·사회 시스템 구축”이라고 하는 테마를 채택하였다. 도시 조성 및 사회 시스템의 구축에는 스마트 그리드 등에 의한 에너지 매니지먼트 시스템이 향후 유효한 수단이 될 가능성이 있고, 지역(산업, 주민, 지자체)이 일체가 된 대응이 필요하게 된다. 세부적으로는, 경제산업성의 “차세대 에너지·사회 시스템 실증 사업”의 하나로 실시되고 있는 아이치현 토요타시(豊田市)에서의 “가정·커뮤니티형 저탄소 도시 구축 실증 프로젝트”의 실제 운용화를 위한 과제를 명확히 하고, 대응책에 대해 검토하였다.

 

2. 토요타시 저탄소 사회 시스템 실증 프로젝트의 개요와 진척 상황

 

가. 개요

 

아이치현 토요타시의 “가정·커뮤니티형 저탄소 도시 구축 실증 프로젝트”(이하 “토요타시 실증 프로젝트”)는 경제산업성의 “차세대 에너지·사회 시스템 실증 사업”(2010∼2014년도의 5개년)으로 실시하고 있으며, 2010년 4월에 선정되어 토요타시 저탄소 사회 시스템 실증 추진협의회가 실증을 추진하고 있다.

 

나. 프로젝트 특징

 

(1) “가정내 및 이동처”에서의 에너지 이용의 최적화

커뮤니티의 “원단위(原單位)”인 가정 부문의 에너지 소비가 증가하는 가운데, 계통 전력과 재생 가능한 자연 에너지를 커뮤니티내에서 수급을 조정하고, 커뮤니티내에서의 에너지의 생산·소비를 목표로 하고 있다. 가정내 및 이동에 사용하는 자동차의 저탄소화 및 축전지 이용에 의한 분산형 전력 공급의 실증을 실시해, 가정 부문에서 20%(스마트 하우스 단체(單體)에서 70% 이상)의 CO2 배출량 저감을 추구한다.

 

(2) 환경과 생활자의 만족도를 양립

독자적으로 개발한 에너지 매니지먼트 시스템인 HEMS(Home Energy Management System)와 EDMS(Energy Data Management System)에 의해, 에너지 이용의 예측 제어와 행동 지원을 실시해, 재생 가능 에너지를 최대한으로 활용하면서, 생활의 질을 떨어뜨리지 않고 한층 더 에너지 절약·절전을 쾌적하게 달성하는 것을 목표로 하고 있다.

 

(3) 저탄소 교통 시스템의 구축

PHV(플러그 인 하이브리드 차)나 EV(전기 자동차), FCV(연료전지 자동차)의 도입 등 교통 그 자체의 저탄소화뿐만 아니라 IT·ITS 기술에 의해 통근, 통학, 외출시의 자동차나 공공 교통과의 효율적인 조합을 지원하는 등 새로운 이동의 최적화를 목표로 교통부문에서 40%의 CO2 배출량 저감을 추구하고 있다.

 

다. 실시 현황

 

프로젝트 2년째인 2011년에는 가정·지역의 에너지 매니지먼트 분야의 실증 단계에 도입하였다. 2011년 6월 3일에는 실증 주택의 판매를, 9월부터는 실증 실험을 개시하였다. 이에 앞서, 실험용 모델 주택에서 시스템의 시험 운용을 개시하였다.

실증 주택 내에서는 HEMS에 의해, 가정 내 에너지 생성 기기(태양광 전지, 연료전지 등)나 에너지 저장 기기(가정용 축전지 등), 차세대 차량(PHV, EV), 스마트 가전에 이어, 가정 단체(單體)로의 전력 수급, 기기 제어의 최적화와 가시화를 실시한다. HEMS에 제휴 제어된 축전지는 가정의 전력 소비의 저비용화·저탄소화를 촉진하며 재해시의 비상 전력원이 된다. 또, 커뮤니티 차원에서는 EDMS가 지역 내 전력 수급 균형을 조정해, 커뮤니티 전체에서의 에너지의 생산·소비를 목표로 한다. 한층 더 가정 전력으로부터 PHV·EV으로의 충전에 머무르지 않고, 자동차의 배터리 전력을 가정에 공급하는 V2H(Vehicle to Home)의 실증도 추진한다. 평상시에는 가정내·지역내의 잉여 전력을 비축해 낭비 없는 에너지 활용에 공헌하고, 재해시에는 “비상용 전원”으로서 지역의 에너지 자립화를 지탱한다.

 

3. 토요타시 실증 프로젝트의 실제 운용화의 과제와 대응 방향

 

가. 저탄소 사회 시스템 실증의 목표 달성을 위한 과제와 대응

 

(1) 교통 분야에서의 CO2 저감 효과의 가시화와 표준화

CO2 저감 효과의 가시화 수법으로는, ①교통흐름 시뮬레이션 모델과 CO2 배출량 모델의 결합, ②섀시 동력계(Chassis dynamometer)를 이용한 마이크로 스케일 CO2 배출량 추정 모델, ③프로브 데이터(Probe data)를 이용한 교통 전체 상황 모니터링 기술 등이 유효하다. 또, 이러한 표준화에 대해서는, ITS Japan을 중심으로 일본 내 프로젝트에서의 평가 공통화에 관한 검토가 진행되고 있다.

 

(2) 이용자 자신이 저탄소 사회 시스템을 선택하는 구조의 구축

태양광 발전 등의 저탄소 전력 사용량이 증가할수록 포인트를 많이 부여하는 “전력 소비 포인트 인센티브”가 유효한 방책이며, 또 잠재 이용자를 에너지 절약 행동으로 유도하기 위한 구조가 유효하다.

 

(3) 실증 센터 운영 방법의 구체화

실증 기간중의 센터의 개발·운영에는 ①비즈니스 범위가 정해져 있지 않을 단계에서의 유연한 대응이 가능, ②여러 기업에 의한 동시 평행적인 실증 실험이 가능, ③실용화 단계로의 이관이 용이, ④향후 여러 도시로의 확장 가능성이라는 점 때문에 클라우드 서비스의 이용이 유효하다.

 

(4) 실험 협력자로의 대응과 실증 범위 특정의 조기화

실증 실험 협력자에 대해, 설치 기기의 취급이나 인근 가정과의 실험 내용의 차이 등에 대해서 충분히 설명을 할 필요가 있다. 또, 개발을 진행시키면서 실증 준비를 하여 다년도의 프로젝트를 원활하게 전개한다.

 

나. 사회 시스템의 실제 운용 체제와 비즈니스 모델에 관련한 과제와 대응

 

(1) 실제 운용 체제 구축을 위한 비즈니스 기본 구조의 명확화

이번 실증 실험을 계기로 지자체, 기업, 주민이 보다 적극적으로 제휴하여, 실증협의회 속에서의 추진 체제를 발전시킨 실제 운용 체제의 구축이 기대된다. 체제는 비즈니스의 기본 구조에 의존한다. 프로젝트에서의 비즈니스의 기본 구조는 태양전지 등의 재생 가능 에너지를 이용한 지속가능한 것이며, 또 PHV, EV 등의 축전지를 이용해 수급 변동에 대한 에너지 매니지먼트를 실시하고, 더 나아가 재해 등의 긴급시에도 대응 가능한 확고한 에너지 시스템으로 자율 분산형 스마트 커뮤니티를 목표로 한다. 그리고, 이를 실현하기 위해 EDMS와 TDMS(Traffic Data Management System)의 2개의 플랫폼을 이용해 전체적인 에너지 균형의 최적화를 도모한다.

 

(2) 비즈니스로서 성립할 수 있는 사업 체제의 명확화

CO2 저감 등의 환경 대책이 기업 가치에 반영되기까지는 일정 기간을 필요로 한다. 스마트 커뮤니티 관련 비즈니스 체제를 구축하기 위해서는 최소한 5년간 정도의 공적 보조가 필요하다.

 

(3) 사회 시스템 서비스 사업 참가시의 경쟁 전략의 명확화

경쟁의 룰이 확고하지 않고, 업계 구조도 불안정하고 새롭기 때문에, 핵심 기업의 판별하고 육성할 수 있는 구조가 필요하다.

 

(4) 저탄소 교통 시스템의 각 시책의 유기적 제휴에 의한 상승효과 창출

교통 정보 시스템, 교통 규제, 주차장의 정비, 공공 교통기관의 운임 등의 각 시책은 유기적인 제휴에 의해 상승효과를 기대할 수 있기 때문에, 실제 운용화 단계에서는 통합적으로 전개하는 것이 요구된다.

 

다. 사회 시스템의 글로벌 전개에서의 과제와 대응

 

(1) 시장에 대응한 해외 전개

대상 지역에 따라 어떠한 제품·기술·노하우를 어떠한 단위로, 어떠한 조합으로 전개할 지에 대한 판별이 필요하다. 대상 지역에 맞게 기술을 현지화하고, 인프라 시스템의 패키지로서 해외 전개하는 것이 중요하다.

 

(2) 국제 표준 규격화로의 대응

해외 전개를 상정한 표준화 추진 활동은 민관 제휴의 스마트 커뮤니티 연계를 중심으로 진행시켜 나간다.

 

(3) 해외 기술자와 외국인 잠재 이용자의 유입 환경 정비

뛰어난 기술을 가진 상대국과 일본간에 WIN-WIN 관계가 될 수 있는 공동 실증의 후보를 전 세계로부터 발굴한다.

 

(4) 타 프로젝트와의 차별화

PHV나 EV의 도입 촉진, FCV 버스 도입, 퍼스널 모빌리티, 에코 드라이브 촉진의 정보 제공이나 기간 버스와 통근 버스의 제휴, TDMS에 의한 최적 이동 수단으로의 유도 등의 저탄소 교통 시스템은 타 프로젝트와 차별화가 큰 요소이다. 또, 지역 내에서의 실증을 중심으로 가정 내 에너지 매니지먼트에 중점을 둔 도입 초기 단계의 현실적인 스마트 커뮤니티에 관한 실증도 특징의 하나이다.

 

 

 

▣ 원문제목 : 都市づくり？社？システム構築？究？ : 特定？？プロジェクトにおける課題の抽出および？運用化に向けた？？案の？究、？討

 

▣ 원문의 주요목차*******************************************************************

 

1. 토요타시 저탄소 사회 시스템 실증 프로젝트의 개요와 진척 상황

2. 2010년도 및 2011년도에 추출한 과제의 정리

3. 과제와 대응 방향에 관한 검토