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」のチェックバックになります。スマートシティ（スマートコミュニティ）は、令和元年に国土交通省でスマートシティ官民連携プラットフォームが設置され、全国各地に広がっています。

スマートシティでパッと思い浮かぶのは、やはりトヨタのウーブンシティですよね。自動運転技術や水素エネルギー技術など最新技術をふんだんに取り入れたプランは、まさに未来都市といった内容です。しかし、このウーブンシティの立地場所である裾野市は、「ウーブン・シティ」と連携したまちづくりを進める「次世代型近未来都市構想（ＳＤＣＣ構想）」の廃止を発表しています。若い市長に変わっちゃったからですかね？

魅力ある未来の都市が眼前に広がれば、一気にスマートシティは広がっていくと思います。そのリーディングプランとなるのではと期待せずにはいられません。自治体との連携は白紙になりましたが、ウーブンシティ自体は建設が続いており、２０２４には第１期エリアがオープン予定です。きっと、視察などでたくさんの人々が訪れ、それだけでも都市の活性化につながっていくのでしょう。私もオープンしたら、是非足を運んでみたいです。

さて、そんなスマートシティを論文では、どのような視点で論じてるのでしょうか。チェックバックということで、論文の質は上がっていますね。指摘も、だんだんいちゃもんレベルになっているような気が・・・では、さっそく見てみましょう。

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再エネのベストミクス
　現状、再生可能エネルギー（再エネ）による分散電源は天候や時間により発電量が左右されるため、不安定である。
　そのため、電源供給の冗長性の観点から、各コミュニティの地形や天候に見合った複数の再エネ（太陽光発電、風力発電、バイオマス発電等）のベストミクスによる電源確保①が課題である。

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あたり、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、商業ビル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、電力需要の観点から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②ZEB、ZEHなどのゼロネット化が課題である。これにより、省エネを実現しながら再エネでエネルギーを生み出し建物で消費する一次エネルギーの収支ゼロを目指す③。

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④、大停電が生じてしまうリスクがある。さらに、⑤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、適正な電力取引の観点⑥から、余剰電力の有効活用方法を検討していくことが課題である。

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、余剰電力を蓄電池へ貯蔵しておく等有効活用することで⑦防災力強化にも⑧貢献できるからである。

2.2水の電気分解への活用
　余剰電力で水を電気分解し、発生した水素を貯蔵する。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⑪（図１）。水素の製造量は、電力需要量や供給量のデータをもとに、柔軟に水電解装置を稼働するEMSを用いることで調整する。

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。これにより、無駄の無いエネルギー利用を目指す⑫。
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ップリングにより、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
　余剰電力の蓄電制御・EMS・セクターカップリングにおいて通信ネットワーク化するため⑬、サイバー攻撃によりサーバーダウンし電力供給を維持できないリスクがある。

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