JP2008097229A - エネルギー供給量制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】エネルギーの生成に伴い温室効果ガスを排出する複数のエネルギー供給源から、需要者の所望する温室効果ガス排出量を充足するよう需要者へのエネルギーの供給量を制御する。
【解決手段】各需要者により入力された蒸気要求量、及び二酸化炭素上限値をインターネット１０を介して送信する各情報端末３２，３３と、各ボイラ２０，２１，２２から各需要者に供給される蒸気の量が蒸気要求量の示す蒸気の量を満たし、且つ各ボイラ２０，２１，２２が蒸気を生成する際に生じる二酸化炭素の排出量が二酸化炭素上限値以下となるように各ボイラ２０，２１，２２の需要者への蒸気の供給量の設定値を算出する蒸気供給量算出手段４１，及び蒸気供給量算出手段により算出した設定値に基づいて各ボイラ供給源２０，２１，２２を制御する蒸気供給量制御手段４を有する蒸気供給量制御サーバ４０と、を具備する。
【選択図】図１

Description

本発明はエネルギー供給量制御システムに関し、特に、エネルギーの生成に伴い温室効果ガスを排出する複数のエネルギー供給源から需要者にエネルギーを供給する場合に適用して有用なものである。

近年、地球温暖化の原因となる二酸化炭素等の温室効果ガスを削減するための種々の取り組みが行われている。事業者は温室効果ガスの排出削減対策を自主的に実施することが求められており、例えば化学工業や鉄鋼業等の製造業に分類される事業者は、製品を生産する過程において直接的に温室効果ガスを排出しているため、温室効果ガスを発生させない代替の薬品等を用いたり、製造設備を改善することで温室効果ガス排出量を削減している。

一方、卸売・小売業、金融・保険業等に分類される事業者は、自らは直接温室効果ガスを排出しないものの、主に、電気や熱等のエネルギーを消費することによって、電気事業者等の温室効果ガスの排出に対して間接的に寄与している。このため、かかる事業者においても温室効果ガス排出量を削減すべく、省エネルギーに努める必要がある。

特に、使用する燃料の相違により温室効果ガスの排出量が異なる複数のエネルギー供給源を選択できる環境にある事業者は、エネルギー消費による温室効果ガスの発生量とエネルギーに掛かる料金とのバランスを勘案して、これらのエネルギー供給源からのエネルギーを適宜選択して利用する必要がある。

このようにエネルギー消費に伴う温室効果ガスの排出量を考慮してエネルギーを提供する技術に、エネルギー管理システムがある（特許文献１参照）。かかるエネルギー管理システムによれば、エネルギー消費に伴う温室効果ガスの排出量を考慮して消費者に安価なエネルギーが提供される。

しかしながら、かかるエネルギー管理システムは、複数のエネルギー供給源から適宜エネルギーを供給して需要者に安価なエネルギーを提供し、且つこのエネルギーを使用した結果としてどの程度の温室効果ガスを排出せしめたかを知得することができるものの、温室効果ガス排出量を削減するために、複数のエネルギー供給源からどの程度のエネルギーを供給するかを示すものではない。すなわち、需要者の所望する温室効果ガスの排出量を充足するようエネルギーを適宜供給するものではない。

特開２００２−１４０３９６号公報

本発明は、かかる事情に鑑み、エネルギーの生成に伴い温室効果ガスを排出する複数のエネルギー供給源から、需要者の所望する温室効果ガス排出量を充足するよう各エネルギー供給源から需要者へのエネルギーの供給量を制御するエネルギー供給量制御システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するための本発明の第１の態様は、燃料を燃焼することによりエネルギーを生成すると共に温室効果ガスを排出する複数のエネルギー供給源から需要者に供給されるエネルギーの供給量を制御するエネルギー供給量制御システムであって、所定の通信路を介して情報の授受するための通信手段と、前記需要者が必要とするエネルギーの量を示すエネルギー要求量、及び前記エネルギー要求量に相当するエネルギーの生成に伴い排出される温室効果ガスの上限値を示す温室効果ガス上限値を前記通信手段を介して送信する情報端末と、前記各エネルギー供給源から前記需要者に供給されるエネルギーの量が前記エネルギー要求量の示すエネルギーの量を満たし、且つ前記各エネルギー供給源が前記供給されるエネルギーの量を生成する際に生じる温室効果ガスの排出量が前記温室効果ガス上限値以下となるように前記各エネルギー供給源から前記需要者へのエネルギーの供給量の設定値を算出するエネルギー供給量算出手段、及び前記エネルギー供給量算出手段により算出した前記設定値に基づいて前記各エネルギー供給源を制御するエネルギー供給量制御手段を有するエネルギー供給量制御サーバとを具備することを特徴とするエネルギー供給量制御システムにある。

かかる第１の態様では、需要者には必要とする量のエネルギーが供給されると共に、このエネルギーの生成に伴い生じる温室効果ガスの排出量が需要者により指定された温室効果ガス上限値以下となる。これにより、需要者はエネルギー生成に掛かる温室効果ガスの排出量を所望の排出量以下に抑えて、エネルギーを利用することができる。

本発明の第２の態様は、第１の態様に記載するエネルギー供給量制御システムにおいて、前記エネルギー供給量算出手段は、前記供給されるエネルギーの料金が最小となるよう前記設定値を算出することを特徴とするエネルギー供給量制御システムにある。

かかる第２の態様では、需要者には必要とする量のエネルギーが供給されると共に、このエネルギーの生成に伴い生じる温室効果ガスの排出量が需要者により指定された温室効果ガス上限値以下となり、且つこのエネルギーの料金が最安値となる。これにより、需要者はエネルギー生成に掛かる温室効果ガスの排出量を所望の排出量以下に抑え、且つ最も安価にエネルギーを利用することができる。

本発明の第３の態様は、燃料を燃焼することによりエネルギーを生成すると共に温室効果ガスを排出する複数のエネルギー供給源から需要者に供給されるエネルギーの供給量を制御するエネルギー供給量制御システムであって、所定の通信路を介して情報の授受するための通信手段と、前記需要者が必要とするエネルギーの量を示すエネルギー要求量、及び前記エネルギー要求量に相当するエネルギーの料金の上限値を示すエネルギー料金上限値を前記通信手段を介して送信する情報端末と、前記各エネルギー供給源から前記需要者に供給されるエネルギーの合計が前記エネルギー要求量の示すエネルギーの量を満たし、且つ前記供給されるエネルギーの料金が前記エネルギー料金上限値以下となるように前記各エネルギー供給源から前記需要者へのエネルギーの供給量の設定値を算出するエネルギー供給量算出手段、及び前記エネルギー供給量算出手段により算出した前記設定値に基づいて前記各エネルギー供給源を制御するエネルギー供給量制御手段を有するエネルギー供給量制御サーバとを具備することを特徴とするエネルギー供給量制御システムにある。

かかる第３の態様では、需要者には必要とする量のエネルギーが供給されると共に、このエネルギーの料金が需要者により指定されたエネルギー料金上限値以下となる。これにより、需要者はエネルギーの料金を所望の料金以下に抑えて、エネルギーを利用することができる。

本発明の第４の態様は、第３の態様に記載するエネルギー供給量制御システムにおいて、前記エネルギー供給量算出手段は、前記供給されるエネルギーの生成に伴う温室効果ガスの排出量が最小となるよう前記設定値を算出することを特徴とするエネルギー供給量制御システムにある。

かかる第４の態様では、需要者には必要とする量のエネルギーが供給されると共に、このエネルギーの料金が需要者により指定されたエネルギー料金上限値以下となり、且つこのエネルギーの生成に伴う温室効果ガスの排出量が最小となる。これにより、需要者はエネルギーの料金を所望の料金以下に抑えて、温室効果ガスの排出量を最小にして、エネルギーを利用することができる。

本発明の第５の態様は、第１乃至４の何れか一つの態様に記載するエネルギー供給量制御システムにおいて、前記各エネルギー供給源は、エネルギーを複数の需要者に供給可能に設けられ、前記エネルギー供給量算出手段は、前記各需要者が使用可能な前記各エネルギー供給源からのエネルギーの上限をエネルギー割当量として予め定め、前記各エネルギー供給源から前記各需要者に供給されるエネルギーが前記エネルギー割当量以下となるよう前記設定値を算出することを特徴とするエネルギー供給量制御システムにある。

かかる第５の態様では、複数の需要者が存在する場合に、各需要者が使用可能な各エネルギー供給源のエネルギーの上限をエネルギー割当量として予め定め、このエネルギー割当量に基づいて各需要者にエネルギーを供給する。これにより、各需要者は、他の需要者に供給されるエネルギーの供給量に関わらず、自らの必要とするエネルギーをエネルギー割当量を越えない範囲で確実に利用することができる。

本発明の第６の態様は、第１乃至５の何れか一つの態様に記載するエネルギー供給量制御システムにおいて、前記需要者に供給するエネルギーの生成に伴う温室効果ガスの排出量、及びエネルギー料金を前記需要者に提示する提示手段を更に備えることを特徴とするエネルギー供給量制御システムにある。

かかる第６の態様では、エネルギーの生成に伴う温室効果ガスの発生量、及びエネルギー料金が需要者に提示される。これにより、需要者は自らのエネルギーの消費に伴う温室効果ガスの発生量を知得することで環境への影響を認識することができる。また、この提示を参考にして将来のエネルギーの使用計画を検討することができる。

本発明の第７の態様は、第１乃至６の何れか一つの態様に記載するエネルギー供給量制御システムにおいて、前記エネルギーは、ボイラで燃料を燃焼することにより生成される蒸気であることを特徴とするエネルギー供給量制御システムにある。

かかる第７の態様では、ボイラで燃料を燃焼することにより生成されて需要者に供給される蒸気を制御の対象とすることができる。

本発明の第８の態様は、第１乃至７の何れか一つの態様に記載するエネルギー供給量制御システムにおいて、前記温室効果ガスは、ボイラで燃料を燃焼する際に排出される排ガスに含まれる二酸化炭素であることを特徴とするエネルギー供給量制御システムにある。

かかる第８の態様では、需要者に供給されるエネルギーを生成する際に副次的に発生する二酸化炭素の排出量を所望の量に抑えて、需要者にエネルギーを供給することができる。

本発明によれば、エネルギーの需要者は、自らが設定する温室効果ガス上限値、又はエネルギー料金上限値を下回るような制約を満たすエネルギーを使用することができる。これにより、需要者は、かかる制約を満たすために複数のエネルギー供給源の各々からどの程度の量のエネルギーを必要とするかを意識することなく、かかる制約を満たし、且つ必要とするエネルギーを使用することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について説明する。なお、本実施形態の説明は例示であり、本発明は以下の説明に限定されない。

〈実施形態１〉
本実施形態においては、エネルギー供給源として燃料を燃焼するボイラを用い、エネルギーとしてこのボイラの生成する蒸気を用い、また燃料を燃焼して蒸気を生成するのに伴い排出される二酸化炭素を温室効果ガスとして説明を行う。

本実施形態は、各種燃料を燃焼する複数のボイラにより生成される蒸気を需要者に供給する設備において、需要者が必要とする蒸気を供給すると共に、この蒸気の生成に伴い生じる二酸化炭素の発生量、又は蒸気の料金を需要者により指定される所定値以下となるように各ボイラを制御するシステムを実現するものである。

図１は、本発明の実施の形態に係る蒸気供給量制御システムの概略構成を示す図である。図示するように、蒸気供給量制御システム１は、蒸気を生成して需要者Ａ、及び需要者Ｂにこの蒸気を供給する蒸気供給系２と、供給された蒸気を使用する需要者Ａの需要者施設３、及び需要者Ｂの需要者施設４と、蒸気の生成に伴い生じる二酸化炭素の発生量が需要者Ａ、需要者Ｂにより指定される所定値以下にすると共に需要者の必要とする蒸気の量を供給するよう蒸気供給系２を制御する管理施設５から構成されている。

蒸気供給系２は、石炭を燃焼して蒸気を生成する石炭ボイラ２０と、重油を燃焼して蒸気を生成する重油ボイラ２１と、ＬＮＧ（液化天然ガス）を燃焼して蒸気を生成するＬＮＧボイラ２２とを備え、各ボイラ２０，２１，２２から第１の蒸気利用装置３０へ蒸気を供給する供給管が配設されている。同様に各ボイラ２０，２１，２２から第２の蒸気利用装置３１へも蒸気を供給する供給管が配設されている。

各ボイラ２０，２１，２２は、蒸気量調節機能を備えており（図示せず）、これにより各ボイラ２０，２１，２２が供給する蒸気の量を調節し、この蒸気を混合した上で各蒸気利用装置３０，３１に供給する。更に、各ボイラ２０，２１，２２は蒸気供給量制御サーバ４０と通信可能になっており、蒸気供給量制御サーバ４０からの設定値に基づいて供給する蒸気の量を調節する。

また、これらの各ボイラ２０，２１，２２は、種々の特性を有しており、その特性の１つに単位時間当たりの供給可能な蒸気の量（以下、「蒸気供給能力」といい、単位は「トン／時間（ｔ／ｈ）」とする。）がある。その他の特性としては、使用する燃料に応じた種々の特性があり、燃焼時に副次的に生じる二酸化炭素の排出量の特性や、燃料の原価等に応じて設定される蒸気料金などがある。

次に、需要者の施設について説明する。需要者Ａの需要者施設３には、蒸気供給系２から供給される蒸気を利用する蒸気利用装置３０と、通信手段であるインターネット１０を介して蒸気供給量制御サーバ４０と通信可能に接続された情報端末３２とが配設されている。同様に、需要者Ｂの需要者施設４には、蒸気供給系２から供給される蒸気を利用する蒸気利用装置３１と、インターネット１０を介して蒸気供給量制御サーバ４０と通信可能に接続された情報端末３３とが配設されている。

各蒸気利用装置３０，３１は、蒸気供給系２から供給される蒸気を利用する装置であって、例えば、蒸気を熱源とする熱交換器や蒸気タービンなどである。

各情報端末３２，３３は、一般的なコンピュータの各種機能を備える情報通信機器であり、蒸気供給量制御サーバ４０からの各種データを受信して、これを表示する。更に、蒸気要求量、及び二酸化炭素上限値とを通信手段であるインターネット１０を介して蒸気供給量制御サーバ４０に送信する。

ここで、蒸気要求量（エネルギー要求量）とは、需要者が必要とする蒸気の量を示すデータをいう。この蒸気要求量は適当な期間、例えば１ヶ月間や１日に必要とする蒸気の量であってもよい。更に、時間帯ごと、例えば昼間・夜間の蒸気要求量を設定してもよい。

また、二酸化炭素上限値（温室効果ガス上限値）とは、各ボイラ２０，２１，２２が蒸気要求量に相当する蒸気を生成する際に生じる二酸化炭素の排出量の上限値を示すデータをいう。

これらの蒸気要求量、及び二酸化炭素上限値は蒸気供給量制御サーバ４０に送信され、二酸化炭素上限値を下回る量の二酸化炭素を排出すると共に、蒸気要求量に示す量の蒸気を生成するよう各ボイラ２０，２１，２２を制御するために用いられる。

次に、管理施設５について説明する。管理施設５には、蒸気供給量制御サーバ４０が配設されている。蒸気供給量制御サーバ４０は、需要者Ａ，Ｂから受信する蒸気要求量、及び二酸化炭素上限値に基づいて各ボイラ２０，２１，２２の蒸気の供給量を制御する。

更に詳言すると、蒸気供給量制御サーバ４０は、一般的なコンピュータの各種機能を備える情報通信機器であり、各情報端末３２、３３から受信した蒸気要求量、及び二酸化炭素上限値に基づいて、各ボイラ２０，２１，２２から需要者Ａ，Ｂへ供給される蒸気の量を調節する設定値を算出する蒸気供給量算出手段４１（エネルギー供給量算出手段）と、この設定値に基づいて各ボイラ２０，２１，２２を制御する蒸気供給量制御手段４２（エネルギー供給量制御手段）と、需要者に供給する蒸気を生成した際に生じた二酸化炭素の発生量、及び蒸気料金を需要者に提示する提示手段４３とを備えている。

蒸気供給量算出手段４１は、各需要者Ａ，Ｂから取得した蒸気要求量に示す量の蒸気を供給すべく各ボイラ２０，２１，２２の設定値を算出する。このとき、各ボイラ２０，２１，２２によりかかる量の蒸気が生成される際に、副次的に生じる二酸化炭素の量が各需要者Ａ，Ｂから取得した二酸化炭素上限値以下となるように前記設定値を算出する。具体的な設定値の算出については後述する。

また、本実施形態のように複数の需要者がいる場合は、各ボイラ２０，２１，２２毎に各需要者が使用可能な蒸気の量を予め定めておく。この使用可能な蒸気の量を蒸気割当量（エネルギー割当量）という。例えば、石炭ボイラ２０の蒸気供給能力のうち３０％を需要者Ａの蒸気割当量、残り７０％を需要者Ｂの蒸気割当量とすると、需要者Ａは、石炭ボイラ２０の蒸気供給能力の３０％を上限とする量の蒸気を使用することができる。この結果、各需要者Ａ，Ｂは、他の需要者に供給される蒸気の量に関わらず、蒸気割当量を越えない範囲で自らの必要とする量の蒸気を確実に利用することができる。なお、各ボイラ２０，２１，２２について、各需要者Ａ，Ｂの蒸気割当量の合計が、各ボイラ２０，２１，２２の蒸気供給能力を超える場合は、蒸気を供給する事業者と各需要者Ａ，Ｂとの間で蒸気生成能力を超えないよう調整をして、適切な蒸気割当量を決定する。

蒸気供給量制御手段４２は、蒸気供給量算出手段４１により算出された設定値に基づいて、各ボイラ２０，２１，２２の蒸気量調節機能を介して各ボイラ２０，２１，２２の需要者Ａ，Ｂへの蒸気の供給量を変更する。

提示手段４３は、需要者に蒸気の生成に伴う二酸化炭素の発生量、及び蒸気料金を提示する。これにより、需要者は自らの蒸気の消費に伴う二酸化炭素の発生量を知得することで環境への影響を認識することができる。また、この提示を参考にして将来の蒸気の使用計画を検討することができる。

次に、本実施形態に係る蒸気供給量制御システム１において、各需要者Ａ，Ｂの要求に適合するよう各ボイラ２０，２１，２２を制御する一連の動作について説明する。

まず、表１に各ボイラ２０，２１，２２の各種特性を例示する。なお、蒸気料金は、１トン当たりの蒸気の料金であり（単位は、「円／ｔ」）、二酸化炭素排出量は、１トン当りの蒸気を生成する際に燃料の燃焼により排出される二酸化炭素の排出量を表している（単位は、「ｔ−ＣＯ_２／ｔ」である。また、蒸気条件は、温度４００度、圧力４ＭＰａ程度を仮定した。）。

表１に例示するように、需要者Ａ，Ｂは、最も安価な蒸気を選択できるが、一般に、安価な蒸気を生成できる燃料を用いた場合は、より多くの二酸化炭素を排出する傾向にある。このため、需要者Ａ，Ｂが単純に安価な蒸気を選択する場合、より多くの二酸化炭素の排出に間接的に寄与することとなり、蒸気料金のみを考慮して蒸気の使用計画を立てることは二酸化炭素の排出量を増大させることになる。

図２は、本発明の実施の形態に係る蒸気供給量制御システムの処理のフローを示す図である。

図示するように、まず、各情報端末３２，３３において、需要者Ａ，Ｂは各ボイラ２０，２１，２２に蒸気割当量を決定し蒸気供給量制御サーバ４０へ送信する（Ｓ１）。例えば表２に各需要者により決定された蒸気割当量を例示する。

すなわち、需要者Ａは、石炭ボイラ２０について、１時間当たり最大８０ｔの蒸気を使用可能であり（１ヶ月当たり５７，６００ｔ（１ヶ月は３０日とした。）の蒸気が使用可能。）、重油ボイラ２１については、１時間当たり最大２０ｔ（１ヶ月あたり１４，４００ｔ）、ＬＮＧボイラ２２については、１時間当たり最大５０ｔ（１ヶ月あたり３６，０００ｔ）の蒸気を使用可能であることが示されている。また、各ボイラ２０，２１，２２からの蒸気を最大限使用すると１時間当たり１５０ｔ（１ヶ月あたり１０８，０００ｔ）の蒸気を使用できることが示されている。

次に、各需要者は蒸気要求量と二酸化炭素上限値を各情報端末３２，３３に入力し、これらを蒸気供給量制御サーバ４０に送信する（Ｓ２）。表３に各需要者Ａ、Ｂの蒸気要求量、及び二酸化炭素上限値を例示する。

次に、蒸気供給量制御サーバ４０は、蒸気供給量算出手段４１が主体となって、各ボイラ２０，２１，２２の蒸気供給量の設定値の算出処理を行う（Ｓ３）。具体的には、各需要者Ａ，Ｂの蒸気要求量を満たし、且つ二酸化炭素の排出量や蒸気料金が所望の値となるように、既知の最適化手法を用いて各ボイラ２０，２１，２２の各需要者Ａ，Ｂへの蒸気の供給量を算出する。例えば、需要者Ａに供給される蒸気の量が蒸気要求量を満たし、且つこの蒸気要求量の示す蒸気の量を生成する際に生じる二酸化炭素の排出量が二酸化炭素上限値以下となるようにする場合は、最適化手法として線形計画法を用いることができる。

具体的には、目的関数として、需要者Ａに蒸気要求量の示す蒸気の量を生成する際に生じる二酸化炭素の排出量を求める計算式を用いる。特別な場合を除き需要者の要望は、この二酸化炭素の排出量を最小にすることであることから、この目的関数を最小にするよう計算を行う。

また、制約条件式としては、各ボイラ２０，２１，２２の需要者Ａへの蒸気の供給量を生成する際に生じる二酸化炭素の排出量が二酸化炭素上限値以下とする計算式を用いる。更に、各ボイラ２０，２１，２２から需要者Ａに供給される蒸気の量が蒸気要求量の示す蒸気の量を満たすような計算式も用いる。他に各ボイラ２０，２１，２２の供給する蒸気の量が非負条件を満たし、且つ需要者Ａの各ボイラ２０，２１，２２の蒸気割当量以下となるような計算式も用いる。

これらの目的関数、制約条件式に基づいて線形計画法を用いることで、各ボイラ２０，２１，２２の需要者Ａへの蒸気の供給量の設定値を求めることができる。同様の計算を需要者Ｂについても行う。

次に、この算出された設定値に基づいて蒸気供給量制御手段４２が主体となって、各ボイラ２０，２１，２２の蒸気の供給量の制御処理を行う（Ｓ４）。具体的には、各ボイラ２０，２１，２２の蒸気量調節機能にこれらの設定値を送信して蒸気の供給量を制御する。

なお、蒸気供給量制御サーバ４０は、提示手段４３が主体となって、需要者の所望する条件を充足する蒸気を供給した結果、生じた二酸化炭素の発生量や蒸気料金をインターネット１０を介して各情報端末３２，３３に送信し（Ｓ５）、各情報端末３２，３３は受信したこれらの情報を表示する（Ｓ６）。

これにより、需要者は自らの蒸気の消費に伴い間接的に寄与した二酸化炭素の排出量を知得することで環境への影響を認識することができる。また、この提示を参考にして将来の蒸気の消費計画を検討することができる。

上述したような一連の処理の結果、需要者Ａ，Ｂは各々の必要とする蒸気の量が供給されると共に、かかる蒸気の生成に伴う二酸化炭素の排出量が二酸化炭素上限値以下となるような蒸気を利用することができる。

なお、上述したように、各ボイラ２０，２１，２２から月間当たりの蒸気を各需要者Ａ，Ｂへ供給するよう制御したが、これに限定されない。例えば、表３の蒸気要求量に昼間、夜間などの時間帯毎の蒸気要求量に基づいて蒸気を各需要者Ａ，Ｂに供給するよう各ボイラ２０，２１，２２を制御してもよい。この場合、昼間、夜間などの時間帯毎に上述した線形計画法を用いて各ボイラ２０，２１，２２の設定値を算出し、制御する。これにより、蒸気の供給量をよりきめ細かく制御することができる。

更に、各需要者Ａ，Ｂに対して各々の必要とする蒸気の量を供給すると共に、かかる蒸気の生成に伴う二酸化炭素の排出量を二酸化炭素上限値以下とし、且つその時の蒸気料金が最小となるように、蒸気を各需要者Ａ，Ｂに供給してもよい。

この場合、例えば各ボイラ２０，２１，２２の特性の一つである蒸気料金（各ボイラ２０，２１，２２の特性の１つであって、蒸気の単位量当りの料金。）を用いて、需要者に供給する蒸気に掛かる料金を最小とするような目的関数と、かかる蒸気の生成に伴い生じる二酸化炭素の排出量が二酸化炭素上限値を下回り、且つ各ボイラ２０，２１，２２から需要者へ供給される蒸気の量が蒸気要求量を満たすような制約条件式及び各ボイラ２０，２１，２２の供給する蒸気の量が非負条件を満たし、且つ需要者の各ボイラ２０、２１、２２の蒸気割当量以下となる制約条件式とを構成する。そしてこれらの目的関数、及び制約条件式に基づいて線形計画法等の手法を用いて各ボイラ２０，２１，２２の需要者Ａ、Ｂへの蒸気の供給量の設定値を算出し、この設定値に基づいて各ボイラ２０，２１，２２を制御する。

また、各需要者Ａ，Ｂには二酸化炭素上限値を下回るような量の蒸気が供給されたが、蒸気料金上限値を下回るような量の蒸気を供給するようにしてもよい。ここで蒸気料金上限値とは、各ボイラ２０，２１，２２が生成する蒸気の料金の上限を示すデータをいう。需要者は、この蒸気料金上限値を指定することで、所望する料金以下の蒸気を利用することができる。

この場合、上述したように各需要者毎に蒸気割当量を予め定めておくと共に、需要者は蒸気要求量、及び蒸気料金上限値を情報端末を介して蒸気供給量制御サーバ４０に送信する。蒸気供給量制御サーバ４０は、上述した線形計画法を用い、目的関数を各ボイラ２０，２１，２２の特性の一つである蒸気料金を用いて蒸気要求量の示す蒸気の量に応じた蒸気の料金を求める計算式とし、特別な場合を除き需要者の要望は、この料金を最小にすることであることから、この目的関数を最小にするよう計算を行う。

また、制約条件式としては、蒸気要求量の示す蒸気の量に応じた蒸気の料金が蒸気料金上限値以下とする計算式を用いる。更に、各ボイラ２０，２１，２２から需要者に供給される蒸気の量が蒸気要求量の示す蒸気の量を満たすような計算式も用いる。他に各ボイラ２０，２１，２２の供給する蒸気の量が非負条件を満たし、且つ需要者の各ボイラ２０，２１，２２の蒸気割当量以下となるような計算式も用い、各ボイラ２０，２１，２２の需要者Ａ、Ｂへの蒸気の供給量の設定値を算出する。以下、同様にこの設定値に基づいて各ボイラ２０，２１，２２を制御して各需要者へ所望の量の蒸気を供給する。

勿論、上述した場合においても、時間帯ごとの蒸気要求量を満たすようにしてもよい。また、各需要者Ａ，Ｂに対して各々の必要とする蒸気の量を供給すると共に、かかる蒸気の料金を蒸気料金上限値以下とし、且つその時の蒸気の生成に伴う二酸化炭素の排出量が最小となるように、蒸気を各需要者Ａ，Ｂに供給してもよい。

この場合、例えば各ボイラ２０，２１，２２の特性の一つである二酸化炭素排出量を用いて、需要者に供給する蒸気の生成に伴う二酸化炭素の排出量を最小とするような目的関数と、かかる蒸気の料金が蒸気料金上限値を下回り、且つ各ボイラ２０，２１，２２から需要者へ供給される蒸気の量が蒸気要求量を満たすような制約条件式及び各ボイラ２０，２１，２２の供給する蒸気の量が非負条件を満たし、且つ需要者の各ボイラ２０、２１、２２の蒸気割当量以下となる制約条件式とを構成する。そしてこれらの目的関数、及び制約条件に基づいて線形計画法等の手法を用いて各ボイラ２０，２１，２２の需要者Ａ、Ｂへの蒸気の供給量の設置値を算出し、この設定値に基づいて各ボイラ２０，２１，２２を制御する。

以上のように、本実施形態に係る蒸気供給量制御システム１は、各需要者の所望する条件、例えば二酸化炭素の排出量が二酸化炭素上限値を、蒸気の料金が蒸気料金上限値を下回るような各条件を満たして、各需要者が要求する蒸気を供給するため、二酸化炭素の排出を可及的に抑えて環境に配慮した蒸気の供給を行うことができる。

本発明は、複数のエネルギー供給源を有する施設等において各エネルギー供給源からのエネルギーを統合的に供給する産業で利用することができる。

本発明の実施の形態に係るエネルギー供給量制御システムの概略構成を示す図である。 本発明の実施の形態に係るエネルギー供給量制御システムの処理のフローを示す図である。

符号の説明

１ 蒸気供給量制御システム
２ 蒸気供給系
３、４ 需要者施設
５ 管理施設
１０ インターネット
２０ 石炭ボイラ
２１ 重油ボイラ
２２ ＬＮＧボイラ
３０、３１ 蒸気利用装置
３２、３３ 情報端末
４０ 蒸気供給量制御サーバ
４１ 蒸気供給量算出手段
４２ 蒸気供給量制御手段

Claims (8)

1. 燃料を燃焼することによりエネルギーを生成すると共に温室効果ガスを排出する複数のエネルギー供給源から需要者に供給されるエネルギーの供給量を制御するエネルギー供給量制御システムであって、
   所定の通信路を介して情報の授受するための通信手段と、
   前記需要者が必要とするエネルギーの量を示すエネルギー要求量、及び前記エネルギー要求量に相当するエネルギーの生成に伴い排出される温室効果ガスの上限値を示す温室効果ガス上限値を前記通信手段を介して送信する情報端末と、
   前記各エネルギー供給源から前記需要者に供給されるエネルギーの量が前記エネルギー要求量の示すエネルギーの量を満たし、且つ前記各エネルギー供給源が前記供給されるエネルギーの量を生成する際に生じる温室効果ガスの排出量が前記温室効果ガス上限値以下となるように前記各エネルギー供給源から前記需要者へのエネルギーの供給量の設定値を算出するエネルギー供給量算出手段、及び前記エネルギー供給量算出手段により算出した前記設定値に基づいて前記各エネルギー供給源を制御するエネルギー供給量制御手段を有するエネルギー供給量制御サーバと
   を具備することを特徴とするエネルギー供給量制御システム。
2. 請求項１に記載するエネルギー供給量制御システムにおいて、
   前記エネルギー供給量算出手段は、前記供給されるエネルギーの料金が最小となるよう前記設定値を算出することを特徴とするエネルギー供給量制御システム。
3. 燃料を燃焼することによりエネルギーを生成すると共に温室効果ガスを排出する複数のエネルギー供給源から需要者に供給されるエネルギーの供給量を制御するエネルギー供給量制御システムであって、
   所定の通信路を介して情報の授受するための通信手段と、
   前記需要者が必要とするエネルギーの量を示すエネルギー要求量、及び前記エネルギー要求量に相当するエネルギーの料金の上限値を示すエネルギー料金上限値を前記通信手段を介して送信する情報端末と、
   前記各エネルギー供給源から前記需要者に供給されるエネルギーの合計が前記エネルギー要求量の示すエネルギーの量を満たし、且つ前記供給されるエネルギーの料金が前記エネルギー料金上限値以下となるように前記各エネルギー供給源から前記需要者へのエネルギーの供給量の設定値を算出するエネルギー供給量算出手段、及び前記エネルギー供給量算出手段により算出した前記設定値に基づいて前記各エネルギー供給源を制御するエネルギー供給量制御手段を有するエネルギー供給量制御サーバと
   を具備することを特徴とするエネルギー供給量制御システム。
4. 請求項３に記載するエネルギー供給量制御システムにおいて、
   前記エネルギー供給量算出手段は、前記供給されるエネルギーの生成に伴う温室効果ガスの排出量が最小となるよう前記設定値を算出することを特徴とするエネルギー供給量制御システム。
5. 請求項１乃至４の何れか一項に記載するエネルギー供給量制御システムにおいて、
   前記各エネルギー供給源は、エネルギーを複数の需要者に供給可能に設けられ、
   前記エネルギー供給量算出手段は、前記各需要者が使用可能な前記各エネルギー供給源からのエネルギーの上限をエネルギー割当量として予め定め、前記各エネルギー供給源から前記各需要者に供給されるエネルギーが前記エネルギー割当量以下となるよう前記設定値を算出する
   ことを特徴とするエネルギー供給量制御システム。
6. 請求項１乃至５の何れか一項に記載するエネルギー供給量制御システムにおいて、
   前記需要者に供給するエネルギーの生成に伴う温室効果ガスの排出量、及びエネルギー料金を前記需要者に提示する提示手段を更に備える
   ことを特徴とするエネルギー供給量制御システム。
7. 請求項１乃至６の何れか一項に記載するエネルギー供給量制御システムにおいて、
   前記エネルギーは、ボイラで燃料を燃焼することにより生成される蒸気である
   ことを特徴とするエネルギー供給量制御システム。
8. 請求項１乃至７の何れか一項に記載するエネルギー供給量制御システムにおいて、
   前記温室効果ガスは、ボイラで燃料を燃焼する際に排出される排ガスに含まれる二酸化炭素である
   ことを特徴とするエネルギー供給量制御システム。

Images