専修大学 厚見 慎一 菊池 美波 高良 華奈 加島 佑香子 スマートポイント制度の提案 専修大学　　　　 厚見　慎一 　　　　　　　　　菊池　美波 　　　　　　　　　高良　華奈 加島　佑香子

従来の電力供給とスマートグリッド 従来の様な 供給先 太陽光発電 大口需要家 （発電機所有など） 需要家 情報通信ネットワーク 風力発電 （発電機所有など） 需要家 情報通信ネットワーク と需給制御システム まず、スマートグリットとは何か、説明します。 従来の電力供給システムは、電力会社が家庭や企業に電力を一方向に供給するという流れでした。 しかし、スマートグリッドは、情報通信ネットワークと需給制御システムを構築することによって、 企業などの大口需要家だけでなく、家庭でも余剰電力を電力会社に売ることが可能になります。 さらに、太陽光発電や風力発電など自然エネルギーの導入を促進します。 火力発電 水力発電 電気自動車 （スマートグリッド教科書P.47より作成）

＝電気＋情報通信ネットワーク＝次世代電力網 スマートグリッド ＝電気＋情報通信ネットワーク＝次世代電力網 電力の流れ：一方向→双方向 エネルギー消費の時間帯を 　　　　　　夜に変える(ピークシフト) 昼間の電力を抑制(ピークカット) スマートメーターにより電力の見える化 遠隔から電気を「流す/切る」の切り替え つまり、スマートグリッドとは、電力の需用供給を柔軟にし、 双方向供給を可能とした次世代電力網のことです。 また、スマートグリッドは、夜蓄電した電気を昼間に使用することで、電力不足という問題を解決し、 更に、スマートメーターで電力使用状況を見える化し、 外出時には遠隔操作で家電を止めることも可能です。 （スマートグリッド革命P.26,27より作成）

約８５％ １００％ わずか７％ スマートメーター導入率 そもそものスマートグリッドの狙いは ★全国レベルで省電力 ★電力供給を柔軟にする イタリア スウェーデン 日 本 そもそものスマートグリッドの狙いは 　★全国レベルで省電力　　　★電力供給を柔軟にする　 　現状：日本においてスマートグリッドの考え方が なかなか浸透していない 家庭・中小企業・公共の場で 取り組める全体としての仕組み づくりが必要！！ ここまでスマートグリッドについて紹介してきましたが、スマートグリッドのそもそもの狙いに立ち返ってみました。 その狙いとは、全国レベルで省電力して、電力供給を柔軟にすることです。 しかし、現状は日本においてスマートグリッドの考え方があまり浸透していません。 現状として、イタリアやスウェーデンなどの欧州ではスマートメーターの普及率が100％を誇る中、 日本ではわずか7％しか普及していないことが挙げられます。 日本においてスマートグリットを普及させるためには、現在行っている 各企業、各家庭で行っているようなバラバラでの節電や発電の取り組みではなく、 日本全体で取り組む仕組みづくりが必要なのではないか、と私たちは考えました。

家電エコポイント制度 狙い：経済活性化・地球温暖化対策の一環 仕組み：購入時にポイント付与 購入 統一省エネラベル ４つ星以上★★★★ では、今ある仕組みづくりとして、どのようなものがあるのか二つ紹介します。 一つ目に家電エコポイント制度は、省エネ基準を超えるエアコン、テレビ、冷蔵庫 を購入したときのみ、 ポイントが発生し、ポイントによって商品やサービスと交換できるというものです。 購入 統一省エネラベル ４つ星以上★★★★ ポイントに応じて 製品やサービスと交換

NTTファシリティーズのスマートサービス ① 需要＞供給 ③ 電気が不足しているので、 省エネに協力しよう！ ④ 電気料金割引 二つ目の既存サービスとして、NTTファシリティーズのスマートサービスがあります。 こちらは、首都圏の9つのマンションを対象として行われ、電力の需要が供給を上回るとき、マンション住居者のパソコンや携帯を通じて使用抑制要請がなされ、 そのときに電力消費を抑制、分散した住居者に対して、翌月の電気料金を割引するというサービスです。 ② 使用抑制要請 マンション住居者 ＮＴＴファシリティーズＨＰを基に作成

○ ○ ○ △ △ × × ○ △ 既存サービスとの比較 対象規模 平等性 継続性 家電エコポイント制度 家電購入者 一時的な政策 NTTファシリティーズ スマートサービス △ △ × 購入者のみ ポイント還元 家電購入者 一時的な政策 × ○ △ マンション 住居者 　　電力需要の 　高い夏季冬季 節電することで ポイント還元 これら二つの既存サービスを、対象規模の大きさ、ポイント付与の平等性、継続的に行えるかの３つの観点で評価しました。 家電エコポイント制度は、家電を新たに購入したときのみポイントが発生し、 節電を続けても、ポイントを得られない点で対象規模、平等性共に、△となり、 約２年間と短期間の取り組みだったため、継続性が×となりました。 NTTファシリティーズのスマートサービスは、誰でも節電に協力することでポイントが発生する点で、 平等性は○となりますが、マンション住居者のみと対象規模が小さいため×となり、 電力需要の高い夏季や冬季のみでしか節電に取り組むことが出来ないため継続性が△となりました。 そこで、わたしたちは、これらの問題点を補完し、社会全体で取り組み、 誰でも節電発電することでポイントが得られ、一年中取り組みが可能な制度を考案しました。 それをスマートポイント制度ということにします。 スマートポイント制度 ○ ○ ○ 　　誰もが 節電発電することでポイント還元 社会全体 家庭・公共の場 　　一年中 取り組み可能

スマートポイントの概要 家庭における 発電をして 節電で還元 還元 スマートメーターで管理 国と電力会社が主体となって行う制度 節電や発電といった取り組みに対する努力を評価 家庭における 節電で還元 発電をして 還元 スマートメーターで管理 スマートポイント制度とは、国と電力会社が主体となって行う制度で、 日々の生活で節電や発電といった取り組みに対する努力を評価することに重点を置きました。 この制度は大きく分けて家庭において、節電をした場合と、 発電をした場合の２つの面からみて提案したいと思います。

エコモード機能のイメージ図 発 電 エコモードの仕組み セキュリティ ①家電とスマートメーターを ネットワーク接続 ①家電とスマートメーターを　　　　ネットワーク接続 ②スマートメーターのエコモードのボタンを押すと、家電が省電力稼働 　⇒スマートポイント発生 ＩＣチップ 　節　電 発　電 　スマートメーター まず家庭における節電でポイントを還元する際、どのようなときにスマートポイントを発生させるか説明します。 家庭にある各スマート家電とスマートメーターをネットワーク接続し、随時電気使用量を計測し確認できるようにします。 そして、スマートメーターにエコモード機能を付けて、エコモードを選択すると、家電が自動的に省電力稼働し、そのときにスマートポイントが発生するという仕組みです。 セキュリティについては各家電・スマートメーターにＩＣチップを埋め込み、正確な情報を電力会社に送ることで不正を防ぎます。 セキュリティ 各機器にＩＣチップを埋め込み正確な情報を電力会社に送付 ＩＣチップ

案4:エコモード機能によるスマートポイント付与が最もデメリットが少ない！ 節電の場合のスマートポイント 節電の場合のスマートポイント付与の考え方 世帯人数 変動の把握 地域の 気候特性 昼型/夜型 不正への 対処 案1:前年同月を基準とする × ○ 案2:基本点からの減点法 案3:夜間電力を使用した場合に付与する 案4:エコモード機能の活用 平等性 案4:エコモード機能によるスマートポイント付与が最もデメリットが少ない！ 他にも節電の場合のポイント付与の方法について、評価方法を検討しました。 ポイントが平等に付与されるかどうかに着目し、世帯人数の変動の把握、地域による気候の平等性、 生活時間帯によるポイント付与の平等性、不正への対処の４つの観点で比較しました。 その結果、先ほど説明したエコモード機能を利用すると、最もデメリットが少なく、 不正についてはICチップでセキュリティの強化をはかることによって、解決可能です。

発電の場合のスマートポイント 従来 今後 発電 パターン１： 家庭で発電を行う場合 太陽光パネル 塗る 太陽光電池 スマートポイント発生 パターン１：　家庭で発電を行う場合 太陽光パネル 従来 発電 塗る 太陽光電池 家庭用 風力発電機 次は発電の場合のスマートポイント制度を説明します。 従来、発電というと、太陽光パネルなど高価なもので限られた家庭でしか導入出来ませんでした。 これからは安価で誰でも簡単に導入できるもので、塗る太陽光電池、小型風力発電機を利用して発電を行った場合にも発電量に応じてスマートポイントを付与します。 今回紹介する塗る太陽光発電池とは２０１４年に商品化が決定していて、軽く、曲げられるため、いろいろな場所で利用することができます。家庭用風力発電機は微風や、強風でも発電が可能で、電気への変換効率にも優れています。 これらを利用してスマートポイントを付与することにより、積極的に発電に参加してもらうことが可能となります。 今後 スマートポイント発生

発電の場合のスマートポイント 最大のポイント パターン２： 公共の場で発電を行う場合 ・自分が他者の発電に協力するシステム パターン２：　公共の場で発電を行う場合 最大のポイント ・自分が他者の発電に協力するシステム ・個人にスマートグリッドの実現に貢献した 　というインセンティブを与えられる 「企業」が 発電床を設置 「個人」が 発電床を歩く スマートポイント発生 次に、発電床を利用した公共の場での発電についての制度を説明します。 発電床は、人や車が通ることで発電できる発電装置で、これを、企業が人通りの多い場所に設置します。 そして、発電床を個人が歩くことで発電し、この時に、「個人」が「企業」の発電に貢献したということで、「個人」にスマートポイントを付与します。 導入企業は税制優遇を受けられ、発電床に広告を入れるなどのメリットを与えれば、普及促進につながります。発電床の導入コストは一般的な床材の１．５倍と、比較的導入しやすいものです。 この提案の最大のポイントは、「個人」が「企業」の為、つまり、「自分が他者の発電に協力する」という新しいシステムができるということです。 また、スマートポイントを付与することで、スマートグリッドの実現に貢献したというインセンティブを個人に与えることが出来ます。 ・税制優遇 ・発電床に広告を 　入れる etc…の導入メリット コストは 一般的な床材の １．５倍程度

発電床を通った個人への付与方法 ＩＣ技術を応用 スマートフォン 個人端末 ・既にＩＣ技術が 搭載されている ・常に持ち歩くもの ・電磁波を強くする スマートフォン ・既にＩＣ技術が 　　　　搭載されている ・常に持ち歩くもの ・普及率が高い では、どの様に発電床を通った個人を特定するのか説明します。 私たちは発電床を通った際に、個人を特定できる端末をもつこと、具体的にはスマートフォンを使うことを考えています。 常に持ち歩き、今後も普及していくことが予想され、新たに端末を持たなくてすむという利点もあります。 スマートフォンにＳｕｉｃａなどに利用されているＩＣ技術を応用し、現状のものにもう少し強い電磁波を加えることで、かばんから出さずに個人を特定します。 発電床 端末

スマートポイントの還元 少ないポイントから交換可能 ポイントを貯めて 交換することも可能 ギフト券、QUOカードと交換可能 以上のように集めたポイントは制度を利用するすべての世帯に還元できるように、少ないポイントから交換可能な商品を用意したいと考えています。

スマートポイント制度の費用 前 提 1250億円の費用が ポイント還元に最低限必要 政府の補助金：200億円 電力会社の援助金：1650億円 前 提 1250億円の費用が ポイント還元に最低限必要 政府の補助金：200億円 電力会社の援助金：1650億円 スポンサーの広告費収入：5000万円 制度利用者からの年会費：125億円 スマートポイント制度の費用としては、スマートグリッドについて積極的に考えている世帯の数を考慮して、 日本全世帯数5000万世帯の半数2500万世帯を対象とし、スマートポイントの還元は一世帯につき5000円/年　と仮定すると、1250億円の費用がポイント還元に最低限必要となります。 この費用は政府の予算、電力会社の援助金、スポンサーの広告費収入、制度利用者の年会費から捻出すると仮定します。

提供してもらうと仮定して、年間5000万円を集める ①政府の予算 政府の予算からは年間200億円を スマートポイント制度の予算に充てる ②電力会社の援助金 全国の電力会社の売上の約１％の 年間1650億円の援助金を集める ③スポンサー企業 仮に50社のスポンサー企業がいて、 各スポンサーに年間100万円相当の製品を 提供してもらうと仮定して、年間5000万円を集める こちらは具体的な内訳を考えたので、参考に見てください。 ④制度利用者の年会費 制度利用者には事業維持のために年会費を一世帯につき 500円を徴収すると仮定すると年間125億円を集める

スマートポイント メリット デメリット スマートグリッドの システムがいつ構築 されるのか未定 導入コスト スマートグリッド 導入促進 　　　　　　　導入促進 スマートメーター 　　　　　　普及率向上 継続的に発電、 節電意識が高められる 社会全体参加型の 　　　　　　　システム スマートグリッドの システムがいつ構築 されるのか未定 導入コスト 私たちが提案するスマートポイント制度のメリット、デメリットをまとめます。 メリットはスマートポイント導入により、（スマートグリッドの概念が浸透し、）スマートグリッドが導入促進、スマートメーターの普及率向上を見込め、 さらに、本制度は一過性のものではないため、持続的に発電、節電意識が高められます。 中小企業や個人も参加する社会全体参加型のシステムを構築できることがあげられます。 デメリットとしては、そもそものスマートグリッドのシステムがいつ構築されるのか不明ということです。 しかし、国の政策としてスマートグリッドの導入がされることは既に決まっています。 次に、スマートポイント制度を導入するための導入コストが高いということですが、先ほど紹介した塗る太陽光発電池や家庭用風力発電機を利用することで、導入コストは大分抑えることができると考えます。

節電と自然エネルギーでの発電の必要性が高まる まとめ スマートポイント制度は 節電や発電の付加価値を高め スマートグリッドの考えを 浸透させる 節電と自然エネルギーでの発電の必要性が高まる ３月１１日に東日本大地震が発生 もともと日本は電力供給システムが優れていたのでスマートグリッドはあまり注目を浴びていませんでした。 しかし、3月11日の東日本大震災の福島の原発事故の影響で計画停電などが行われるほど電力が足りない状況が半年程度続きました。 そこで、節電と自然エネルギーを利用した新しい発電が注目を浴びました。 スマートグリッドのシステムを使い電力供給の監視を強化することはこれからの日本において急務と言えます。 スマートポイント制度は家庭や公共の場での節電や発電の取り組みを積極的に行った行為を評価することで 節電や発電の付加価値を高めることができ、スマートグリッドの考え方を日本に浸透させるのに必要な制度であるといえます。 以上で、スマートポイント制度の提案を終わりたいと思います。 スマートグリッドのシステムを使い、 柔軟な電力供給が求められてくる

御静聴 　　ありがとうございました。

以下は、参考です。

スマートメーター アナログ式の電子量計をデジタル化した スマートグリッドの「核」となる機器 機 能 需要家と電力事業者が使うデータの処理 自動検針　 遠隔から電気を「流す/切る」の切り替え インテリジェンス機器と通信可能 時間帯別料金対応処理 デマンドレスポンス 機 能 関西電力のスマートメーター (画像：http://itpro.nikkeibp.co.jp/article/COLUMN/20090914/337128/より引用) （スマートグリッド教科書P.247より作成）

③各電力会社の取り組み 東京電力 関西電力 九州電力 2010年10月より、東京都の一部地域の家庭に、 スマートメーターの実証実験を開始している。 効果検証後の2013年以降、10年をかけて2700万世帯に本格展開する計画。 関西電力 「新計量システム」という名前のスマートメーターを開発し、2010年3月末までに40万台を家庭に設置している。今後、毎年30万台を「新計量システム」に転換する計画。 九州電力 「ユニットメーター」という名前のスマートメーターを開発し、2010年に9万台を家庭に設置し、実証実験を開始。 http://smart-grid.hotcalpis.com/ スマートグリッド日本を基に作成

「革新的エネルギー・環境戦略」策定に向けた中間的な整理(2011年7月29日 エネルギー・環境会議決定案) 短期（今後３年の対応） 需要家が参加する需給管理システムの普及 省エネルギー技術開発の加速 省エネルギー産業の台頭 送電・配電システムの機能強化に着手、中立性・公平性強化 見える化の促進と料金メニューの多様化によるライフスタイルの変革 省エネルギー消費（HEMSなど)の加速、投資の促進 需要家によるピークカットの誘因強化 需要家による電力投資（分散型電源、蓄電池、電気自動車等）の促進 固定価格買取制度の導入と活用 長期（2020年から30年～50年を目指して） 多様な事業者と需要家が参加する安定的で効率的、環境性とリスク対応力に優れた新たなエネルギーシステムの定着 成長著しい世界の電力市場への事業展開 中期（2020年を目指して） 送配電システムの機能強化完成 技術革新と価格メカニズムによる需要制御の進展 再生可能エネルギーの開発競争の加速 (「『革新的エネルギー・環境戦略』策定に向けた中間的な整理」より抜粋)

HEMS(Home Energy Management System) =家庭エネルギー管理システム 家庭における機器をネットワーク化して運転管理するシステムの確立を目指すもの 　監視機能：家庭内電力使用状況を把握 　表示機能：電力使用状況を表示機器に表示し、「見える化」 　制御機能：宅内の家電製品や住宅設備機器を遠隔自動制御 エネルギー使用状況を抑える（ピークカット） エネルギー消費の時間帯を変える（ピークシフト） HEMSの派生→BEMS(ビル),FEMS(工場),CEMS(地域) 特 徴 （スマートグリッド教科書P.190より作成）

HEMS 電力会社 需要家 家電機器 HEMS サーバー 負荷管理 システム 見える化 端末 スマート メーター デマンド レスポンス 管理システム HEMS サーバー

スマートグリッドに関連した商品 塗る太陽光電池 大口需要家 （発電機所有など） 需要家 情報通信ネットワーク と需給制御システム 家庭用風力発電機 このスマートグリッドに関係する製品として、 一つ目に、塗る太陽光電池を紹介します。特徴として、「曲げられること」と「ナノサイズの薄さ」が挙げられ、衣類にも塗ることが可能です。 二つ目は、家庭用風力発電機です。微風や台風のような強風でも発電することが出来ます。 三つ目は、発電床です。これは、人や車が通ると発電できる蓄電池です。導入コストが一般的な床材の1.5倍と比較的安価となっています。 この３つの製品については後ほど触れます。 電気自動車 発電床 （スマートグリッド教科書P.47より作成）

変換効率10％ 変換効率15％ 変換効率20％ 塗る太陽光発電 塗る太陽光電池のこれから 従来の太陽光パネルと比較 軽い 薄い ２０１０年 変換効率10％ ２０１５年 変換効率15％ ２０XX年 変換効率20％ 軽い 薄い 曲げることができる コストの大幅削減 塗る太陽電池は光に反応して電気を発電する。二種類の有機半導体を塗料のように塗って製造しているため、ガラスの基盤が不要になるので各層がナノサイズの薄さになり従来の太陽光パネルに比べて1/10以下と非常に軽く、柔軟性が高く、簡単に曲げることができる。このような特徴から、煙突や高速道路の防音壁など丸みを帯びた建物に設置することができるだけではなく、工場や駅舎のスレート屋根など重い太陽電池パネルを設置するには強度の足りない建物にも設置することができる。服に塗ることも可能である。 また、輸転機で印刷するように大量生産することが可能で、製造コストを大幅に下げることができる。 今後の塗る太陽電池の方針：2010年の段階での変換効率10％は、まだまだ変換効率としては不十分である。2015年までに変換効率を15％まであげ、市場投入を目指している。将来的には変換効率20％を目指す予定である。

発電床 振動を利用する床型の発電機 コストは一般的な床材の1.5倍程度 大型車の振動で１秒当たり4.3ワット、 小型車で3.8ワット程度発電できる 渋谷交差点に4000基導入 →渋谷区の消費電力１％を賄える 60キロの成人が1歩踏むと0.5ワットの電気を発電できる。これはLEDが100～300個程度点灯する電力に相当する。発電効率は0.9％ 機能・特徴：発電床は、人や車が通る時の振動を利用し、発電する床の事である。実証実験の結果、大型車で１秒当たり4.3ワット、小型車で3.8ワット程度発電できるというデータも得ている。発電は一瞬である為に、蓄電池と組み合わせることにより、安定的な電力供給を実現させることが可能となる。メリットは、公共の場所における為に誰もが発電に参加できること、一般床材の1.5倍程度と特段高い訳ではなく比較的導入しやすいこと、電源配線工事を行わなくとも電気や情報のやり取りが行えるということである。また、一日の交通量約 115 万台の首都高速道路に設置すれば大きな発電効果を期待できる。 渋谷ハチ公前広場に設置された発電床 （http://www.mdn.co.jp/di/newstopics/detail.php?aid=6069より引用）

プラネットホームと 従来の風力発電機と比較 現在 パワーアシスト機能 羽にギザギザを入れる ブレーキングシステム 風が吹かないときは発電できない 騒音が激しい 風速12m/sに達すると、自然にストップするように設計されていて、発電ができなくなる 1分間停止状態が続くと、10秒間強制的に羽を回転させるという機能→微風を捉えて発電が可能 家庭の3分の1の電力をまかなうことが出来る！ 羽にギザギザを入れることで風が分散→音が50分の1に低減 風力発電は風の運転エネルギーの約40％を電気エネルギーに変換することができる、とても変換効率に優れた発電方法である。風力発電を家庭に取り入れ、実用可能になったのがプラネットホームの小型風力発電機である。従来の風力発電の問題点として、風がないと発電ができない、騒音が激しい、風力12ｍ/ｓに達してしまうと自然にストップしてしまうように設計されていて発電がストップしてしまうということが挙げられている。しかし、このプラネットホームではパワーアシスト機能がついており、一分間停止状態が続くと10秒間強制的に羽を回転させることで微風をとらえて発電することが可能になる。羽にギザギザを入れることで風が分散され、周囲への音が1/50に低減する。更に、ブレーキングシステムがついており、回転を制御することで発電機の発熱量を抑えながら、台風のような強風（風速約35ｍ/ｓ）でも発電を続けること ができるようにしている。 回転を制御することで発電機の発熱量を抑えながら、台風のような強風（風速約35m/s）でも発電が可能

× 暗号技術 ・電気使用量 ・節電量 ・発電量 正確な 情報 正確な 情報 不正 ＩＣチップ ＩＣチップ ＩＣチップ スマートメーター 次に暗号技術を利用したセキュリティについてです。 この制度を利用して、電気使用量や節電量、そして発電量を不正してポイントを多くもらおうとする悪い人がいるかもしれません。 そのような不正を防ぐために、各家電とスマートメータにＩＣチップを埋め込んで、正確な電気使用量と節電量を電気会社へとおくることができるようにします。 少し大がかりな話なのですが、セキュリティを強化するために、セキュリティ認証局を新たに作り、家電に内蔵された装置が認証局によって認定されたものであるかどうかをチェックすることがこれからとても重要になってくるのだと思います。 スマートメーター 　電力会社 不正 ＩＣチップ × ＩＣチップ

新ビジネスの誕生 ・スマートポイント制度の中核を担うＩＣチップは 最もセキュリティを強化する必要がある。 ・規模の大きな話になるが、「セキュリティ認証局」を新たに設立し、各対象家電、発電システム、スマートメーターに内蔵されたＩＣチップが正式に認証局によって認定されたものであるかを証明する必要がでてくる。 そのために認証団体を設立し、新たなビジネスにしてもよいと考える。

スマートポイント制度を導入する初期費用として、約160万円が必要となる スマートポイント制度の導入費用 スマートポイント制度を導入する初期費用として、約160万円が必要となる 導入例 スマートメーター　　平均3万円 ８畳エアコン　　　　平均10万円 32インチ液晶テレビ　平均8万円 冷蔵庫　平均12万円 太陽光発電システム　一般的な戸建ての場合　 　　　　　　　　平均約200万円(搭載パネルの出力4kw) 　　　　　　　　　　　　　工事費　平均40万円　 　そのうち、補助金(新宿区)が1kwあたり 国から4万8000円　県から10万円　区から14万円(上限50万円)　 太陽光発電システムの実質負担金額は約130万円と仮定　　　　　　　　 導入例をあげると、スマートメーター しかし、小型風力発電システム(一台1万円～)や塗る太陽光発電地(未発売)は比較的低コストであるといわれているため、 今後導入コストが下がる可能性がある。