添削LIVE
【 技術士 二次試験対策 】
本日お届けする添削LIVE（過去の添削論文はコチラ）は、令和５年度の電気電子部門「スマートコミュニティ」です。国土交通省や総務省などで言っているスマートシティと同じですね。経産省だとスマートコミュニティなんですかね。都市か地域かの違いなので同じということなんですが、混乱するのでどちらかにして欲しいです。
令和５年度の筆記試験対策では、ウクライナ危機を背景にエネルギー関係が注目度高めということをアピールしてきました（過去記事はコチラ）。建設部門じゃなくて、電気電子部門で出題されてたんですね！どこに、出題されようとエネルギー問題は、現在も大きな社会問題になっています。
ガソリン代は、150円以上が常態化していますし、補助金等様々な取り組みがなされているものの、電気料金やガス料金も高い水準で推移しています。私が若い頃のガソリン代は、リッター80円なんて時期もあったので一昔前の倍かよ・・・と驚愕してしまいます（年齢がバレますね）。もちろん、前述のウクライナ情勢や円安の影響もありますが、中国やインドを始め世界のエネルギー需要が高まっているからとも考えられます。この世界的なエネルギー需要は、世界各国が豊かになればなるほど高まると言えます。
エネルギーが足りなくなるから、他の国は貧しいままでいろなどと願うのは、あまりにも自己中心的です。また、このまま需要が伸びれば、エネルギーの奪い合いが始まらないとも限りません。エネルギー資源は、世界の共通資産として奪い合うのではなく、分け合えばいいのに・・・そんな仕組みが誕生することを願ってなりません。
しかし、この争いのないエネルギーの分け合いは、各国の豊かな生活が維持できる供給が前提になります。これから、どれくらいの需要が必要になるのか、想像もつきませんが、このままのエネルギー消費を続ければ、奪い合うことが必然となってしまいます。
そこで、大事になるのがエネルギー消費量を抑えること、再生可能なエネルギーを主電源化し、化石燃料由来のエネルギー供給体制から脱却することです。長い前振りでしたが、そこででてくるのが、スマートコミュニティです。エネルギーを上手に無駄なく使うこと、再生可能エネルギーの特徴に合わせたエネルギー消費などを地域単位でやっていこうとなるわけです。
では、投稿者は、スマートコミュニティの実現に向けて、どのような取り組みを提案しているのか。早速みてみましょう。
1.スマートコミュニティにおける電力最適化の課題
1.1再エネの主力電力化
スマートコミュニティにおける電力最適化において、再生可能エネルギー（再エネ）の安定供給が必要①である。しかし、再エネは天候や時間により発電量が左右される特徴がある。
そのため、安定した電源供給②の観点から、各コミュニティの地形や天候に見合った再エネ（太陽光発電、風力発電、バイオマス発電等）を検討③し、電力のベストミクス案策定④による再エネの主力電力化が課題である。
① 再エネが不安定であるがゆえに電力の最適化を図るのではないでしょうか。これを前提とした課題であるべきと考えます。つまり、最適化するためのシステムに関する課題を提示すべきです。後述の再エネのベストミックスは提案としてふさわしいと思いますので、個々の再エネによる分散電源は不安定だという現状を記述すればなお良かったと思います。
② 安定した電源供給と課題としている主力電源化が結びつかないと思います。安定した電源供給をするための手段（課題）は電力のベストミックスではありませんか。また、観点が課題に近いように感じます。電力のベストミックスを課題にするなら、冗長性の観点とかではないでしょうか。
③ 検討というより、複数手段の電源確保ではないでしょうか。
④ 削除。
1.2EMSによるゼロネット化
スマートコミュニティにおける電力最適化において、電力供給面だけでなく、需要の面からも検討する必要がある。また、CO２排出量の約６０%は生活起因のため、ビル⑤や家庭において省エネを推進していくことが大切である。
そのため、ICT技術を用いたエネルギーマネジメントシステム（EMS）を活用したZEB、ZEHなどのゼロネット化が課題⑥である。
⑤ 「ビル」というとビジネスをイメージしやすいです。よって、生活起因との表現の関連性に疑義があります。
⑥ 観点がありません。各家庭やオフィスのゼロネット化が進み、コミュニティにおける需給バランスがとりやすいという意図ですかね。ゼロネット化の必要性をもう少し説明する必要があると思います。
1.3余剰電力の有効活用
電力系統においては、同時同量制御が大原則である。また、再エネは天候や時間により発電量が左右され、余剰電力となるタイミングが生じる。余剰電力を放っておくと、電力系統へ逆潮流することで、大停電が生じてしまうリスクがある。また⑦、余剰電力を他の需要エリアで利用することで効率的エネルギー運用が可能となる。
そのため、余剰電力の観点から、余剰電力の有効活用を検討していく⑧ことが課題である。
⑦ 「また」が連続して使用されています。「さらに」ですかね。
⑧ 課題が余剰電力の有効活用であるにもかかわらず、「余剰電力の観点」との表現はおかしいです。
2.最も重要と考える課題と理由
「余剰電力の有効活用」が、最も重要な課題と考える。なぜなら、余剰電力の⑨有効活用することで、スマートコミュニティにおける電力最適化に貢献できる⑩からである。
⑨ 「の」→「を」
⑧ 全ての課題にあてはまります。「最も」の理由になっていません。
2.1大容量蓄電池の活用
余剰電力を大容量蓄電池（NaS電池、レドックスフロー電池）に蓄電する。非常時には、この蓄電池かた⑪電源供給することで停電を回避可能である⑫。また、蓄電池活用によりピークカットを実現し、電力デマンド値の低減化⑬を図ることも可能である。
特に、レドックスフロー電池は、電解質に硫酸バナジウムを用いており安定性を有し、またタンク容量を変更することで電源容量を変化可能なため⑭設計自由度が高く有効⑮である。
⑪ 「た」→「ら」
⑫ 「停電を」→「停電が」または、停電を回避することができる。
⑬ 前後の文は同じことを述べていませんか。
⑭ →電源容量を変化させることが可能であるため
⑮ 何に有効なのか分かりません。
2.2水の電気分解への活用
余剰電力を水の電気分解に用いることで、電気化学反応にて水素を発生させ水素貯蔵する⑯。非常時の場合には、当該水素を用いて燃料電池にてエネルギーを得る⑰（図１）。
図１ 水の電気分解への活用
実用例として⑱、２０１９年、千葉県の台風発生し停電したが、スマートコミュニティは停電せず、エネファームによる電源供給により３日間住ごす⑲ことができた。
⑯ →余剰電力で水を電気分解し、発生した水素を貯蔵する。
⑰ →貯蔵した水素は、燃料電池として非常時のエネルギー供給に用いる。
⑱ 実用例が解決策の記述としてふさわしいか疑義があります。
⑲ →過ごす
2.3セクターカップリングへの活用
余剰電力を電力部門に限定せず、他部門と連携し有効活用するセクターカップリングを提案する。エネルギーを用いる他部門へ余剰電力を供給することで無駄の無いエネルギー利用を目指す⑳。
実用例として、小田原市にて電力部門と交通部門のセクターカプリングにより、余剰電力のカーシェアリングへの有効活用を実施済みである㉑。
⑳ 前の文章と後ろの文章は同じことを言っていませんか。
㉑ →余剰電力をカーシェアリングに活用している。
3.新たに生じうるリスクとそれへの対策
3.1 新たに生じうるリスク
通信ネットワーク化するため㉒、サイバー攻撃によりサーバーダウンするリスク㉓がある。
㉒ 何を通信ネットワーク化するのですか。解決策には、通信ネットワーク化について触れていません。スマートコミュニティを実現する過程で発生するリスクであるならば、新たに生じるリスクといえるのか疑義があります。
㉓ サーバーダウンにより生じるリスクを記述する必要があると思います。
3.2上記への対策
基幹システムにおけるDMZ領域の保護や、内部サーバーと外部サーバーとの間にデータダイオードを配置し外部からの侵入を完全にシャットアウトする。 以上
