カーボンニュートラル・脱炭素社会の実現に向けて

基本情報からEMS活用例まで HANDBOOK

目次 はじめに …….…............................................................. 3 カーボンニュートラルとは？………................................... 3 気運の高まりと背景 ….………….................................. 4 取り組みは成長のチャンス .......................................... 5 実現は可能か？………..........…................................... 6 エネルギーマネジメント …............................................... 7 Energy Management System (EMS) ................... 8 事例集 –ウォッチングマップ– ...................................... 10 1. オフィスビル ........…....................... 12 2. 工場･建屋やライン .................................. 13 3. ファミレス･店舗 .................................. 14 4. 学校･教育現場 .................................. 15 5. 太陽光発電設備 .................................. 16 6. 病院･医療現場 .................................. 17 7. 温浴施設 .................................. 18 8. フランチャイズ拠点 .................................. 19 渡辺電機工業のEMS製品 ....................................... 20 Pick Up 新製品 ......................................................... 21 おわりに ....................................................................... 22 2

はじめに 2020年10月に政府は2050年カーボンニュートラルを宣言しました。 また､2021年4月に米国主催で行われた気候サミットでは､ ｢2030年度に温室効果ガスを2013年度 から46％削減することを目指す。さらに50％の高みに向けて挑戦を続けていく｣ ことを表明しました。 近年では､グローバルに展開している企業を中心に 脱炭素経営に向けた取組が急速に広がっています。 カーボンニュートラルに取り組むことは､SDGsの達成にもつながります。 省エネ等の温室効果ガス排出量の削減に取り組むとともに､ 再生可能エネルギー利用への転換が必要です。 カーボンニュートラルとは？ そもそもカーボンニュートラルとはどういうことなのでしょうか。 二酸化炭素をはじめとする温室効果ガスの｢排出量｣を削減するとともに､森林などによる｢吸収量｣を 差し引くことで､温室効果ガスを実質的にゼロにする取り組みです。 温室効果ガスの排出をゼロに抑えることは現実的に難しいため､排出せざるを得ない分については同じ 量を｢吸収｣または｢除去｣することで､差し引きゼロを目指す｡ということです。 例えば､植林を推進し､光合成による大気中のCO2の吸収量を増やすことが考えられます。 ニュートラル(中立)は､この差し引きゼロを意味しています。 また､2015年のパリ協定から注目されている｢ネットゼロ｣も､カーボンニュートラルとほぼ同じ意味の言葉 で使われています。 カーボンニュートラルによる温室効果ガス排出量のイメージ 2020年 2050年 排出 11.5億トン 実質0トン その他 GHG CO2以外 排出削減 その他 エ 家庭 ネ ル 業務 ギ ー 起 運輸 源 (CO2) 産業 排出 差し引きゼロ 炭素除去 吸収･除去 除去 出典：国立研究開発法人国立環境研究所 2020年度の温室効果ガス排出量(速報値)について 3

気運の高まりと背景 カーボンニュートラルの達成目的は､「パリ協定」において締結されました。 パリ協定は2015年にフランス･パリで開催された｢第21回国連気候変動枠組条約締約国会議 (COP21)」で採択された､気候変動抑制に関する国際的な協定です。 1997年に定められた京都議定書を継ぎ､国際社会全体で温暖化対策を進めていくため､｢世界の平 均気温上昇を産業革命前と比べて2℃以下に保ち､1.5℃に抑える努力する｣という世界共通の目的 を掲げています。 京都議定書では削減目標の対象が先進国に対してのみでしたが､パリ協定は途上国を含む全ての国 が削減目標の対象となりました。 気候変動に関する政府間パネル（IPCC）による評価報告書を受け､目的を達成するためには、2050 年までのカーボンニュートラルが必要とされました。 こうした背景に加え､各国の野心的な目標の引き上げの気運もますます高まっており｢2050年のカーボ ンニュートラル実現｣を目指す動きが国際的に広まっています。 日本の温室効果ガス削減の中長期目標 16 2013年(基準) 14.1億トン 14 2020年(速報値) 11.5億トン 2030年(目標値) 12 10.4億トン 2013年度比26%減 10 8 2050年(目標値) 2.8億トン 6 2013年度比80%減 4 2 2050年(目標値) 排出実質ゼロ 0 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050 出典：環境省第1回脱炭素社会に向けた住宅・建築物の省エネ対策等のあり方検討会 2021年4月時点では､日本を含む125か国と1地域が2050年までのカーボンニュートラル実現を表明し ています。2060年までのカーボンニュートラル実現を表明した中国を含めると、全世界の約3分の2を占 め、多くの国がカーボンニュートラル実現を掲げています。 この流れは国だけにとどまらず､企業においてもカーボンニュートラルの動きが進んでいます。 各国･各企業がカーボンニュートラルの実現のために力を注いでいるのは､地球温暖化等が原因の 気候変動問題への対応が喫緊の課題であることに加え、カーボンニュートラルへの挑戦が次の成長 の原動力につながるからです。 4

取り組みは成長のチャンス 世界では120以上の国と地域が｢2050年カーボンニュートラル｣という目標を掲げ､大きな投資が加速 するなど､気候変動問題への対応を“成長の機会”ととらえる国際的な潮流が進んでいます。 カーボンニュートラルへの挑戦は､社会経済を大きく変革し､投資をうながし､生産性を向上させ､産業構 造の大転換と力強い成長を生み出すチャンスなのです。 とくに昨今では､環境(Environment)､社会(Social)､企業統治(Governance)を考慮して 投資をおこなう｢ESG投資｣が世界中で拡大しており､環境への配慮は企業にとっても取り組むべき重 要課題となっています。 先進国を中心に､企業も生き残りをかけて､カーボンニュートラルを目指す技術のイノベーションに大規模 な投資を行っています。 日本は国としてカーボンニュートラルの技術開発を目標とし､産学官連携のもと長期的な視野に立ち､ その実現を目指しているのです。 出典:NPO法人日本サステナブル投資フォーラム公表資料より環境省作成 上記は､2016年と2018年での日本と世界のESG市場の拡大を表しています。 世界では2年で市場が1.3倍増､日本は4.2倍に拡大しています。 2020年10月の菅前総理の所信表明演説でも､ ｢もはや温暖化への対応は経済成長の制約ではありません。 積極的に温暖化対策を行うことが､産業構造や経済社会の変革をもたらし、大きな成長に つながるという発想の転換が必要です。」と述べています。 カーボンニュートラルへの挑戦は､世界のグリーン産業をけん引し､日本が掲げる｢経済と環境の好循環｣ を生み出すカギになると期待されているのです。 カーボンニュートラルは本当に実現できるのか､現実として2050年までに達成という目的は､大変困難な 課題です。 それでは具体的にどのような対策が必要となるのでしょうか。 5

実現は可能か？ エネルギー起源CO2（温室効果ガス排出量の約9割を占める）に関する対策について考えてみましょう。 CO2排出削減のイメージ 電力 非電力 電源の 天然ガス 脱炭素化 水素 (再エネ) バイオ CCUSなどの活用 電化 省エネ ② 省エネ ① エネルギー消費量 エネルギー消費量 カーボンニュートラル 出典:第3回グリーンイノベーション戦略推進会議 ③ CO2を回収するネガティブエミッション技術 エネルギー起源CO2の排出量は｢エネルギー消費量｣と｢CO2排出原単位｣で考えます。 この2つの指標を用いて､エネルギー起源CO2は､以下の式で表すことができます。 ＊1 ＊2 エネルギー起源CO2の排出量 CO2排出原単位 エネルギー消費量 ＊1 CO2排出原単位 ：一定量のエネルギーを使用する時に排出されるCO2排出量 ＊2 エネルギー消費量 ：エネルギーを使用した量 上の図で考えると､CO2排出原単位(縦軸)とエネルギー消費量(横軸)をかけ合わせたもの､つまり面積 が｢エネルギー起源CO2の排出量｣になります。 カーボンニュートラルを達成するためには､この2つの指標をできる限りを低減させ、面積をゼロにしていく 必要があります。 主な取り組みとして､以下の4点があげられています。 CO2排出量ゼロの実現のため､バランスの良い対策が必要です。 ①省エネルギー･エネルギー効率の向上 CO2排出を低減するためには､エネルギー消費量を減らす(省エネ)ことが必要です。 節電やエネルギー効率が高い製品にするなどで､エネルギー消費を抑えられます。 ② CO2排出原単位の低減 電力部門では､再生可能エネルギーや原子力発電の利用といった｢電気をつくる方法｣ の ＊3 非化石化を進めること､またはCO2を回収･貯留して利用する｢CCUS｣ やカーボンリサイクルを併用 した火力発電を使うことなども進める必要があります。 ③非電力部門の電化 非電力部門は､技術的またはコスト的に脱炭素化が難しく､電力部門と比較すると､CO2排出 原単位を低減しにくい言われています｡ そのため､CO2排出原単位のより小さい｢電力｣を使うことで CO2排出量を小さくできます。 ④ネガティブエミッション技術の活用 ＊4 ＊5 植林を進め､光合成で大気中のCO2の吸収量を増やすことや､｢BECCS｣｢DACCS｣ といったネガティブエミッション技術を用いて､CO2を減少させることができます。 ＊3 CCUS：排気ガスに含まれているCO2を分離・回収し、資源として有効利用する技術 ＊4 BECCS：バイオマス燃料の使用時に排出されたCO2を回収して地中に貯留する技術 ＊5 DACCS：大気中にすでに存在するCO2を直接回収して貯留する技術 6 CO2排出原単位 CO2排出原単位

エネルギーマネジメント 前頁で説明した主な取り組みで､｢①省エネルギー･エネルギー効率の向上｣に関することがすぐに 実行できるのではないでしょうか。 「省エネ」やエネルギー効率に関して､検討や取り組みを以前より重ねていると思います。 ここからは､省エネ活動とは切り離すことができない｢エネルギーマネジメント｣について考えていきたいと 思います。 エネルギーマネジメントにおけるPDCAサイクル 2.Do(改善実行) 実施･運用 1.Plan(計画) エネルギー方針 3.Check(効果検証) 改善計画 進捗管理 計測･記録 4.Action(分析) 効果の把握 課題認識 工場やビルといった施設で使用しているエネルギーの状況を把握･分析し､改善していく活動のことを エネルギーマネジメントと呼びます。 このエネルギーマネジメントのPDCAを継続的に実施していくためには､｢計測｣が必要不可欠です。 「省エネ」というと､最新の高効率設備を導入するなど､即効性を狙った設備投資で実現することが多 く､計測や見える化はまだまだ軽視されているように感じます。 受電部のメータ検針や月々の明細などで全体のエネルギー使用量は確認できますが､これらは使用料 金の事後管理が目的です。省エネのための計測ではないため､省エネに結びつきません。 現状把握ができていない状態では､省エネ対策でどれだけ効果があったのか？を明確にできず､継続し た省エネ活動の大きな障害となります。 まず状況を把握すること､つまり｢計測」が､実は非常に重要なのです。 エネルギーを見える化し、分析できるシステムを｢エネルギーマネジメントシステム(EMS)｣といい､ これを活用することで､エネルギーがいつ､どこで使用され､どこに無駄があるかどうかを見える化､分かる化 することができます。 7

Energy Management System (EMS) エネルギー使用状況の把握･分析ができる｢エネルギーマネジメントシステム｣では､具体的にどのような ことができるのか､当社のエネルギーマネジメントシステムを例にして機能を見ていきましょう。 見える化 エネルギーの見える化とは､電気やガスなどエネルギーの使用量をリアルタイムで数値として表示･共有する 仕組みのことです。いつ､どこで､どのくらい使用されているか､どこにムダがあるのかを発見でき､省エネ 活動を行った効果確認ができます。 さらに、エネルギーの使用量が常に確認できるれば､一人ひとりの省エネ意識を高めることにもつながります。 ダッシュボード画面 トレンドグラフ画面 分かる化 エネルギー使用量が見えるようになったら､分析による分かる化ができます。 1時間単位でのデータ推移を調べたり､前日や前年の実績と比較をしたり､計測したエネルギーデータを 様々な角度から分析し､あるべき姿とのギャップを把握できます。 装置稼働とエネルギー状況から､装置の効率運転の改善に繋げたり､生産量とエネルギー使用量から 原単位を算出し､｢どこに無駄があり､どこに改善の余地があるのか？｣をデータを基に導き出せます。 積上げグラフ画面 トレンド比較画面 8

エネルギーの見える化､分かる化での改善PDCAサイクル活動を進める途中で､新たに計測したい要素･ ポイントが必ずと言っていいほど発生します。 拡張性のある柔軟なシステムで､様々なデータを複合的に見れることも重要です。 拡張性(規模) ｢小さく生んで大きく育てる｣をコンセプトとした拡張性に優れたシステムで､一か所の監視から徐々に 拡張したステップアップ運用が可能です。 初回導入費用を抑えた柔軟なシステムで､見える化･分かる化を実現します。 拡張性(計測要素) 電気･ガスなどの直接的なエネルギー要素以外のデータも､複合的に管理をすることは､課題改善への 近道となります。生産ラインのエアー流量､温湿度などの環境データ､装置の稼働状況など､様々な データの一元管理が､PDCAサイクルの潤滑油となります。 9

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電力監視ソフトウェア サーバ IoTモニタリングシステム Modbus対応 (集計･比較･分析機能) 電力計測モジュール WMS-PE6 電力6回路を計測して クライアントPC Modbus通信で伝送 920MHz パルスピックセンサノード クライアントPC WSW-42KC 受電パルスを計測して 無線でゲートウェイに転送 IoTゲートウェイ WGWA-A3 計測データの収集と デマコン機能を1台に集約 12

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LTE通信 920MHz パルスカウントノード IoTゲートウェイ WSW-42KC WGWA-A3 売電量パルス信号を計測 発電/売電量の測定データを 無線でゲートウェイに転送 LTE通信でクラウドに転送 16

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渡辺電機工業のEMS製品 渡辺電機工業は､エネルギーマネジメントシステムを構成するための計測器､ソフトウェアを数多くライン アップしています。 お客様のやりたいことや､現場環境､ネットワーク環境に合わせて最適な構成でご提案することで､より 効率的に､より効果的に改善のPDCAサイクルを回すことができます。 離れた場所からデータを見たい！ できるだけ簡単に設置したい！ 配下に様々な機器を接続･管理す 920MHz特小無線通信を搭載した ることができるIoTゲートウェイです。 ワイヤレスセンサーです。 SIMカードを挿入し､LTE通信で外部 電力や流量パルスのエネルギーデータ サーバにデータを送信します。 から､温湿度やCO2などの環境センサー WGWA また､本体にデータを蓄積し､Web までラインアップ豊富です。 Series サーバでグラフ表示ができます。 WSW Series 空調機の自動制御をしたい！ 様々なセンサー情報を取りたい！ Webサーバを搭載したデマンドコント 多種多様なセンサ信号を入力･計測で ローラです。 きるリモートI/Oです。 受電パルスから､30分ごとのデマンド電 1台で複数ポイントを入力し､計測データ 力を予測し､異常時は空調機の自動 はModbus通信で上位アプリ側に送信 制御や､警報メールの送信が可能です。 できます。 WTM-DMD WMB Series 機械ごとの使用電力を知りたい！ 設備に付けてデータ表示したい！ 計測データをSDカードに保存し､専用 電力計測用のパネルメータです。 PCソフトでデータ管理が可能です。 設備や装置に取付け､それぞれで使用 現場からSDカードだけ持ち運べる機 電力の現場表示を行います。 動性の高さがポイント。 WLD Series 計測データはSDカードに保存したり､ WPC Series 電圧レスでの簡易計測も可能です。 Modbus通信で送信が可能です。 EMSで使う分析機能を網羅！ まずは無償のツールで簡単に！ 高度な見える化と分析機能を搭載し 使いやすさを徹底的に追及したEMSソ たEMSソフトウェアです。 フトウェアです。 ネットワーク上の複数パソコンで閲覧が 設定をシンプルに操作をわかりやすく できるWeb対応で､比較機能やリアル し､導入･運用を簡単にしました。 WRS-EMS タイム監視など､ユーザーが使いたい機 能を盛り込みました。 WRS-KBR 渡辺電機工業のホームページから無償 でダウンロードが可能です。 20