JP4523124B2

JP4523124B2 - エネルギサービス事業システム

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Publication number: JP4523124B2
Application number: JP2000214142A
Authority: JP
Inventors: 正明坂内; 純一千葉; 健一桑原; 貞一加茂
Original assignee: Hitachi Appliances Inc
Current assignee: Hitachi Appliances Inc
Priority date: 2000-07-14
Filing date: 2000-07-14
Publication date: 2010-08-11
Anticipated expiration: 2020-07-14
Also published as: US7130832B2; US20070094043A1; US20020007388A1; JP2002032438A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エネルギサービス事業システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
地球温暖化や環境保護について世界的な感心が高まっており、それらを改善する取り組みが国際的に進められている。例えば、大口のエネルギ消費者である工場やビルの事業者に対し、省エネルギの目標値を決め、その目標値を例えば一定の期間内に達成するように、省エネルギ対策を実施することが要請されている。
【０００３】
このような背景の下に、省エネルギ技術の研究や開発が各方面で進められている。例えば、消費エネルギを削減するための省エネルギ機器や省エネルギ設備の研究開発、及び省エネルギ対象施設の運転方法や管理方法による省エネルギ対策の研究開発が進められている。本明細書では、これらの省エネルギ機器、省エネルギ設備、省エネルギ運転や管理を含めて、省エネルギ設備又は対策と総称するものとする。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、一般に、事業者は、省エネルギ対策を施すための投資費用を、省エネルギにより削減できるエネルギ費用によって回収することを要望している。しかも、その投資費用を可能な限り短期間で回収できれば、省エネルギ対策を強力に推進することになるものと考えられる。
【０００５】
しかし、事業者が種々の設備投資をする際に検討する投資回収の基準は、一般に３年程度が望ましいとされているが、高い省エネルギ目標値を達成しようとすると、投資回収に５〜６年以上かかることが予想されている。しかも、省エネルギによるエネルギ費用の削減額が当初の予想よりも低くなると、さらに投資回収年数が長くなることから、高い省エネルギ目標値を達成する対策を採用しにくいという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明は、省エネルギ対策を施し易くすることを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するため、次のようなエネルギサービス事業を創設することにより、省エネルギ対策を導入し易いようにすることを特徴とする。
【０００８】
第1の運営形態としては、省エネルギ対策に係る投資費用をエネルギサービス事業者が拠出すること、及びの投資費用を省エネルギ効果、つまりエネルギ費の削減額によって賄うことを特徴とする。具体的には、エネルギサービス事業者が費用を負担して対象施設に省エネルギ対策を施し、省エネルギ対策後のエネルギ消費量を計測し、その計測値と予めデータベースに格納しておいた省エネルギ対策前のエネルギ消費量とを比較してエネルギ費用の削減額を算出し、該削減額の少なくとも一部を前記エネルギサービス事業者が受け取ることを特徴とする。これによれば、顧客は、省エネルギ対策に係る設備投資と、その回収を計画する必要がないことから、省エネルギ対策を導入し易くなる。その結果、省エネルギ対策の導入が進み、地球温暖化の抑制や環境保護を促進することができる。
【０００９】
この場合において、省エネルギ対策前のエネルギ消費量は、エネルギ消費量の変動要因の属性データを付して前記データベースに格納され、省エネルギ対策後のエネルギ消費量を属性データと共に計測し、計測された属性データに対応する省エネルギ対策前のエネルギ消費量と計測値とを比較することが好ましい。ここで、属性データは、気温と湿度と前記対象施設の負荷量の少なくとも１つであることを特徴とする。また、計測された属性データに近似する複数の属性データに対応する複数の過去データを検索し、該複数の過去データから、前記計測された属性データに対応する過去データを推定するための演算を実施し、この演算で算出された過去の推定データと前記計測データとを比較することが好ましい。
【００１０】
また、エネルギサービス事業者が受け取る額は、対象施設の稼動時間又は稼動率を基準に定めることが好ましい。そして、エネルギサービス事業者は、エネルギ削減量が予め定めた基準値を下回った場合、基準値を満たすように省エネルギ対策に係る設備の保守又は改善を無償で行なうことを特徴とする。
【００１１】
エネルギサービス事業者が受け取る額は、具体的に、省エネルギ対策費用の単年度の償却費及び租税等の固定費と省エネルギ設備の保守費等の変動費との合計額をＱとし、エネルギ費用の年間削減額をＰとし、α、βを正の係数（ただし、α＞β）としたとき、前記エネルギサービス事業者は、
Ｐ≧αＱのときは、エネルギ費用の削減額のＸ_１％を、
βＱ≦Ｐ＜αＱのときは、エネルギ費用の削減額のＸ_２％（ただし、Ｘ_１＜Ｘ_２）を、
Ｐ＜βＱのときは、予め定めた額を、
受け取ることを特徴とする。
【００１２】
ここで、Ｘ_２は、下式
Ｘ_２＝Ｘ_１＋（α−Ｐ／Ｑ）（１００−Ｘ_１）／（α−β）
で計算することができる。
【００１３】
この場合において、前記エネルギサービス事業者が回収する回収額は、省エネルギ対象設備又は省エネルギ設備の稼動時間又は稼動率を基準にして定めることができる。また、前記エネルギサービス事業者は、エネルギ費用の削減額を定期的（例えば、３ヶ月ごと）に演算し、これに合わせて回収額を受け取ることができる。
【００１４】
また、エネルギ削減量が保証値よりも下回った場合、エネルギサービス事業者は、保証値を満たすように省エネルギ設備の保守を行ない、あるいは省エネルギ設備の改善を行なう。
【００１５】
また、省エネルギ設備の設置費用を顧客とエネルギサービス事業者とで分担して、省エネルギ設備を設置してもよい。この場合は、エネルギサービス事業者は、エネルギ費用の削減額を負担率に応じて配分した額を受け取る。
【００１６】
第２の運営形態として、エネルギサービス事業者が省エネルギ対策に係る投資費用を拠出するか否かは別として、省エネルギ対策の計画立案及び実施を行なって省エネルギ効果、つまりエネルギ費の削減額を保証することを特徴とする。具体的には、エネルギサービス事業者又はその関連機関により省エネルギ対策の計画を立案し、その計画に沿って省エネルギ設備を設置した場合のエネルギ消費の削減量を一定の条件の下に保証し、前記省エネルギ設備の設置後、その省エネルギ設備のエネルギ消費量を計測し、その計測値と予めデータベースに格納しておいた前記省エネルギ設備設置前のエネルギ消費量との差を求め、前記保証した削減量を定期的に確認することを特徴とする。
【００１７】
これにより、一般の事業者は安心して省エネルギ設備の導入を図ることができる。ここで、一定の条件とは、省エネルギ対策を施した設備（省エネルギ対象設備）の稼動率又は稼働時間、省エネルギ対象設備の操業条件（生産量、バッチ処理回数、等）など、エネルギ消費量の削減効果に大きく影響を及ぼす要因をいう。この一定の条件には幅を持たせることができる。また、天候（気温、湿度）なども省エネルギ効果に大きく影響するが、これらは過去の同一条件時のデータを用いることにより対応できる。同一条件のデータが無いときは、内挿又は外挿により近似したデータを用いる。
【００１８】
また、エネルギ削減量が保証値よりも下回った場合、エネルギサービス事業者は、保証値を満たすように省エネルギ設備の保守を行ない、あるいは省エネルギ設備の改善を行なうことが望ましい。この場合、エネルギサービス事業者は、エネルギ削減量の保証を行なう代償として、また、保守及び改善の充当費用として、保証値を超えたエネルギ削減量に応じて報酬を受け取るように定めることが好ましい。
【００１９】
このような事業方法は、次のシステムにより実現できる。すなわち、省エネルギ対策前のエネルギ消費量の過去データを格納するデータベースと、省エネルギ対策後のエネルギ消費量を計測する計測手段と、該計測手段により計測された計測データを通信回線を介して取り込み、該計測データと前記データベースに格納された過去データとを比較して、省エネルギ対策に前後のエネルギ削減量を演算する演算手段とを備えて構成する。
【００２０】
この場合、データベースの過去データは、エネルギ消費量の変動要因の属性データと共に格納され、計測手段は、計測データを属性データと共に計測するものとし、演算手段は、属性データが一定の許容範囲内で一致する過去データを検索し、過去データと計測データとを比較する。また、属性データは、気温と湿度と省エネルギ対象施設の負荷量の少なくとも１つであることを特徴とする。
【００２１】
さらに、演算手段は、エネルギ削減量に基づいてエネルギ費用の削減額を演算し、その削減額に予め定めた割合を掛けた額の請求書を発行することが好ましい。
【００２２】
【実施の形態】
以下、本発明に係るエネルギサービス事業の運営方法を含むエネルギサービス事業の実施の形態について説明する。図１に、エネルギサービス事業方法に係る省エネルギ対策の業務フローの一実施形態を示す。
（ステップＳ１１）
省エネルギ対策の業務は、顧客の依頼に応じ、省エネルギ対象設備の現状を調査し、省エネルギに関する診断から開始する。ここで、省エネルギ対象設備には、例えば、各種の製造設備、ユーティリティー設備（例えば、電力、ガス、熱、空気、水）、一般建物（例えば、オフィスビル、病院、公共施設）等のエネルギ消費を伴うあらゆる設備、施設、機器、装置が含まれる。また、エネルギには、電力、ガス、熱（冷熱、温熱）、等の他、本発明では水、空気、その他のユーティリティを含めるものとする。
【００２３】
省エネルギ対象施設（以下、対象施設と略称する。）の現状調査は、各対象施設の導入時期、稼動時間又は日数等の施設の状況、エネルギ消費量等の調査を行なう。
（ステップＳ１２）
次に、省エネルギ対策の計画を立案する。計画の初めに、省エネルギ設備の設置スペース、投資額、契約電力、償却年数、環境への影響、将来の増設計画などの基本条件を設定して、省エネルギ対策の基本計画を立案する。なお、契約電力を設定するのは、契約電力によって電力単価が変動するからである。ここで、省エネルギ対策には、既存設備を省エネルギ型の新規設備への置換、省エネルギ設備の付設、省エネルギのための保守の提案、省エネルギのための設備運用や管理の提案、等の対策をいう。
（ステップＳ１３）
次に、改修計画案について、運転費、設備費、保守費、人件費などを試算するとともに、省エネルギによるＣＯ_２削減効果も試算し、改修計画の妥当性を大まかに評価する。つまり、省エネルギ設備導入による各種費用の増加と、省エネルギによる費用の削減効果とをマクロ的に比較検討するととともに、省エネルギ設備導入の障害の有無などについて、基本的な改修計画の妥当性を評価する。
（ステップＳ１４）
計画の妥当性が欠ける場合は計画を中止し、妥当性がある場合は、以下の詳細計画に進む。
（ステップＳ１５）
ここでは、対象設備について、現状のエネルギ消費量の測定を行ない、詳細なエネルギ診断を行なう。この診断は、後述する省エネルギ効果を算定する際の過去データになる。また、各対象設備のエネルギ消費量は、対象設備の生産量などの負荷、稼動時間又は稼動率、天候（気温、湿度）、季節、昼夜、等により変動する。したがって、改修前後の消費エネルギを比較して省エネルギ効果を算出するには、比較対象である改修前の各対象設備のエネルギ消費量は、対象施設の負荷、気温、湿度などの属性データを付してできるだけ長期間に渡って収集し、改修前の過去データのデータベースを作成する。
（ステップＳ１６）
ステップＳ１５で作成したデータベースに基づいて、具体的な省エネルギ対策を計画する。省エネルギ対策は、例えば、対象設備の１日の電力消費量や熱エネルギ消費量のパターンを調べ、夜間に対して昼間の電力消費量が非常に少ない場合は、氷蓄熱システム、蓄熱装置、電力貯蔵装置などに夜間電力のエネルギを貯蔵し、昼間にそれらを放出させて、昼夜電力の平準化を図って電力費用を削減する方式がある。また、複合発電装置（コ−ジェネレータ）のように、油又はガスなどの燃料を燃やして電力と熱とを発生させる省エネルギ設備の導入も検討する。さらに、ポンプやファンの駆動モータをインバータ制御に変更し、それらの負荷の変化に合わせてモータの回転数を制御することにより省エネルギを図る。その他、種々の省エネルギ対策が考えられている。
【００２４】
このようにして、具体的な省エネルギ対策を計画した後、その省エネルギ対策を施した場合のエネルギ消費量の削減効果を試算する。この場合、あわせて環境に及ぼす影響を配慮するとともに、エネルギ設備の管理について省力化と高効率化を図る。
（ステップＳ１７）
改修計画の検討の結果、設備改修等にかかる投資費用を回収できる省エネルギ効果が得られるか否かの評価を行なう。この評価の詳細については後述するが、要は省エネルギ対策の投資費用を妥当な年数（例えば、遅くても１０年以内）で回収できるか否かを評価基準とする。妥当な年数で回収できる評価が得られた場合、顧客とエネルギサービス事業者は、その年数を契約年数とし、省エネルギ効果で削減されるエネルギ費用の一部を顧客がエネルギサービス事業者に支払うことを内容とする契約を検討する。
【００２５】
この際に、本実施形態では、図２の概念図に示すような契約形態を採用している。同図に示すように、顧客Ｉの省エネルギ対象施設に対する省エネルギ対策に係る投資費用、つまり省エネルギ設備の設置費用等を含む改修費用は、エネルギサービス事業者IIが負担する形態を採用している。エネルギサービス事業者IIは、必要に応じ、ファイナンス機関IIIから投資費用の融資を受ける。そして、エネルギサービス事業者IIは、省エネルギ効果により削減されるエネルギ費用の削減額を一定の割合で顧客と分配する契約を結ぶ。分配契約の具体例については後述するが、図３に示す概念図のように、対策前のエネルギ費用に対して対策後のエネルギ費用の削減額を、顧客Iとエネルギサービス事業者IIとで分配する。このようにして、エネルギサービス事業者IIは、顧客から支払いを受ける分配金を収入として事業を行なう。つまり、分配金収入を、ファイナンス機関IIIから受けた融資の返済に当てる一方、省エネルギ設備の運用管理（検証、保守、改善）に充当することなどにより事業を運営する。分配金の配分率は、省エネルギ設備の稼動時間又は稼動率を基準にして定めることができる。すなわち、省エネルギの効果は、特に稼動率に応じて大きく変化することから、稼動率が高い場合はエネルギサービス事業者IIの分配率を下げるなどの契約を結ぶことが好ましい。この分配の具体例については、後述する。
（ステップＳ１８）
ステップ１７における契約条件によって両者が合意した場合、省エネルギ対策の実施及び運営について契約を結ぶ。
（ステップＳ１９）
エネルギサービス事業者又は関連機関は、契約に基づいて省エネルギ対策の詳細設計を行ない、省エネルギ設備の設置や既設設備の改修等の工事を実施する。
（ステップＳ２０）
エネルギサービス事業者は、省エネルギ対策の実施後、省エネルギ設備の監視、省エネルギ効果の検証、保守、改善など、省エネルギ対策に対するサービス業務等の運営管理を行なう。つまり、省エネルギ対策後のエネルギ消費量又はエネルギ消費量の算出に必要な電圧、電流、燃料の流量、冷媒等の流体の流量、温度、等を周期的（例えば、１５分〜１時間ごと）に計測し、計測データとして記録する。このとき、対象施設の負荷、気温、湿度などの属性データを合わせて計測し、エネルギ消費量等の計測データに付して記録する。そして、同一又は略一致する属性データにおける計測データとデータベースに格納しておいた過去データとを比較して、エネルギ削減量を算出する。同一又は略一致するデータがないときは、内挿法又は外挿法により近似する。算出したエネルギ削減量と、契約で定めたエネルギ単価に基づいて、エネルギ費用の削減額を演算する。この削減額に基づいて定期的（例えば、１ヶ月、３ヶ月〜１２ヶ月ごと）に分配金を集計し、顧客に対して省エネルギ効果を報告するとともに、分配金の支払いを請求する。
【００２６】
逆に、エネルギ削減量が例えば予め定めた基準値あるいは保証値を下回った場合、エネルギサービス事業者は、基準値を満たすように省エネルギ設備の保守又は改善を無償で行なう。そのために、省エネルギ対策後のエネルギ消費量を計測して記録したデータを適宜監視し、各省エネルギ設備が所期の性能を発揮しているか否か判断し、必要に応じて保守などを施すことにより、エネルギ削減量の保証値又は基準値等を満たすように管理する。
【００２７】
以下、図１の業務フローにおける主要部について、詳細に説明する。図４に、図１のステップＳ１２又はＳ１６において検討する省エネルギ対策の具体的な例を示す。同図に示した対象施設は研究施設の例であり、基本的に昼間に対して夜間の消費エネルギが著しく少ないことに鑑み、次に述べるような省エネルギ対策の検討をする。
ａ．電力貯蔵設備１：
料金の安い夜間電力を貯蔵し、昼間の電力消費量のピーク時に放電させて、電力消費量を平準化することにより、電力代を低減する。一般に、契約電力を低減することにより、電力単価が安くなる。
ｂ．氷蓄熱システム２：
空調設備やその他設備の冷熱源とするものであり、夜間電力を利用して氷を製造しておき、氷の冷熱を昼間の空調に利用することにより、昼間の消費電力を低減して、電力消費量を平準化することにより、電力代を低減することができる。
ｃ．太陽光発電設備３：
昼間に太陽光により発電し、夜間と昼間の消費電力の平準化を図ることができる。
ｄ．複合発電システム（コ−ジェネレータ）４：
ガスや油燃料によりエンジンなどの原動機を駆動して発電することにより夜間と昼間の消費電力の平準化を図る一方、原動機の廃熱を空調及び給湯に利用する。特に、分散型の複合発電システムを用いると、エネルギ効率の向上と、運転音の低減を図ることができる。
ｅ．冷熱源設備（冷却塔）５：
冷却塔の冷却効率を改善し、冷却水や冷水の入口出口の温度差を大きくすることにより、冷却水や冷水のポンプを小容量化して動力を低減することができる。
ｆ．モータインバータ制御６：
空調機のファン、冷水ポンプ等の駆動モータをインバータ制御に変え、空調負荷に応じて回転数を下げて省電力を図ることができる。
ｇ．受変電設備７：
変圧器などの受変電機器の損失（無負荷損、負荷損）を低減して、消費電力を低減することができる。
ｈ．省エネルギ照明器具８：
蛍光灯を高周波インバータで動作させて省電力を図る。昼間は太陽光を利用するように、採光を工夫する。また、高反射率のフィルムを反射板に貼りつけて照度を改善する。
ｉ．省エネルギ運用管理９：
各設備の運転状態やエネルギ消費量を監視し、エネルギの無駄や、効率が悪い設備があれば改善を検討する。
ｊ．その他の対策：
排水処理設備１０から排出される処理水を、いわゆる中水として再利用することにより、水資源の有効利用を図る。また、ゴミの減量化を図る。
【００２８】
図５〜図７を用いて、図１のステップ１７における計画の評価・契約年数の設定に係る詳細な手順を説明する。
（ステップＳ２１，Ｓ２２）
契約年数の初期値としてｎを設定し（Ｓ２１）、省エネルギ効果を評価するための各種費用を計算する（Ｓ２１）。すなわち、省エネルギ対策の投資費用を契約年数ｎで回収するものとして、例えば毎年（単年度）の償却費▲１▼と、省エネルギ設備にかかる固定資産税などの租税、保険料及びその他の一般経費▲２▼などからなる固定費を試算する。また、省エネルギ設備の性能を維持するために必要な保守費▲３▼などからなる変動費を試算する。一方、省エネルギ対象施設の省エネルギ対策前後のエネルギ費用の削減額Ｋ＝ａＨを試算する。この削減額Ｋは、省エネルギ対策前後のエネルギ削減量に、エネルギ単価を乗じて求めまるものであり、ａは単位稼動時間当たりのエネルギ費用削減額（削減係数）、Ｈは対象施設の年間稼動時間である。この削減額Ｋは、省エネルギ設備の年間稼動時間Ｈが長いほど増加する。これらの年間経費・発生費用と年間運転時間との関係は、図６に示すようになる。
（ステップＳ２３）
ここで、エネルギサービス事業者が省エネルギ対策の投資費用を拠出し、その対策のために設置又は改修した設備を保有するものとすると、償却費▲１▼及び租税等の経費▲２▼は、エネルギサービス事業者の負担になる。また、省エネルギ効果を保証するために施す保守費▲３▼も、エネルギサービス事業者の負担とする。これに基づいて、ステップ２３では、次式により省エネルギ対策により得られるエネルギ削減額（省エネルギ効果）Ｐと、エネルギサービス事業者の年間総経費Ｑを試算する。
【００２９】
Ｐ＝エネルギ削減額Ｋ
Ｑ＝償却費▲１▼＋経費▲２▼＋保守費▲３▼
（ステップＳ２４）
ここで、省エネルギ効果Ｐが年間総経費Ｑを上回れば、省エネルギ対策による採算がとれることを意味するから、Ｐ＝Ｑが採算分岐点となる。さらに、事業としての利益を得るためには、Ｐ＞Ｑであることが好ましく、かつ投資費用回収に要する契約年数ｎが１０年以下、好ましくは５〜６年以下になることが要求される。ところで、前述したように、エネルギ削減額Ｋは年間稼動時間Ｈに応じて増加するから、契約年数ｎは年間稼動時間Ｈが増えるにつれて短くできる。そこで、Ｐ＝１．１Ｑとなるときの年間稼動時間Ｂを一応の目安として、契約年数ｎの適否を判断する。
（ステップＳ２５）
ここで、ステップＳ２３で求めたＰ、Ｑの比が、下記式の範囲を満たしているか否か判断する。
【００３０】
１．０８＜Ｐ／Ｑ＜１．１５
この式を満たしていない場合は、ステップＳ２６に進む。
（ステップＳ２６、Ｓ２７）
ここで、Ｐ／Ｑが上記範囲を下回る場合は、契約年数ｎを１年延ばして（Ｓ２６）、ステップ２７を介してステップ２２に戻り、上記処理を再度実行する。繰り返し処理により、契約年数ｎが１０年以上になる場合は、検討を停止する（Ｓ２７）。
（ステップＳ２８）
繰り返し処理により、ステップＳ２５の判断において、Ｐ／Ｑが上記範囲に入れば、ステップＳ２８に進んで、契約年数Ｎを決定する。
【００３１】
ここで、図７に示したフローにより、上記ステップＳ２２、Ｓ２３の詳細を説明する。
（ステップＳ３１）
省エネルギ対策費用を契約年数で償却するものとして、各年度の償却費▲１▼を演算する。この場合に必要なデータとしては、人件費、材料費、加工費、及びそれらの上昇率、等であり、これらのデータはデータベースに格納されている。
（ステップＳ３２）
ここで、固定資産税などの租税等の経費▲２▼の演算を実行する。この場合に必要なデータとしては、固定資産税、消費税などであり、これらのデータはデータベースに格納されている。
（ステップＳ３３）
ここで、演算パラメータに時間ｔをｔ＝０にリセットする。
（ステップＳ３４）
ここで、保守費▲３▼を演算する。すなわち、省エネルギ効果を保証ないし保持するために必要な保守、点検、改修などにかかる費用を演算する。この演算に必要なデータとしては、人件費、材料費、加工費、それらの上昇率、等であり、これらのデータはデータベースに格納されている。
（ステップＳ３５）
ここで、対象施設のエネルギ消費量と、省エネルギ設備の運用エネルギ消費量とを演算する。この場合に必要なデータとしては、
（１）外気条件（温度、湿度）
（２）負荷（工場、一般ビル、等）の操業又は稼動条件（例えば、生産量、バッチ処理回数、等）
（３）設備機器の過去の運用データ（例えば、過去数年の運転データから、部分負荷のエネルギ特性曲線を作成したもの、等）
（４）設備機器の特性データ（モータ効率曲線、機器性能曲線、冷凍機、
ポンプ、ファン、圧縮機などの回転機の特性、原動機の特性、等）
（５）操業データ（年間の操業日数、１日の操業時間）
（ステップＳ３６）
ステップＳ３５で求めたエネルギ消費量に基づいて、省エネルギ対策後の省エネルギ効果である削減額を演算する。この場合の削減額は、１ヶ月単位、又は３〜１２ヶ月単位で演算できるようになっている。この場合に必要なデータは、電気、ガス、油、水などの料金データ、及び消費税などの料金データであり、これらはデータベースに格納されているものとする。
（ステップＳ３７、３８）
ここで、ステップＳ３６の省エネルギ効果を１年間分積算したか否か判断し、未だであれば、ステップＳ３８でｔに１時間加算して、ステップ３４に戻って繰返す。
（ステップＳ３９）
ステップＳ３７の判断で、１年間分の償却費▲１▼、経費▲２▼、保守費▲３▼、及び省エネルギ対策前後のエネルギ削減額Ｋに基づいて、年間利益（省エネルギ効果）Ｐとエネルギサービス事業者の経費Ｑを演算して終了する。
【００３２】
図８に、図１のステップＳ２０の具体的なフロー、すなわち、顧客とエネルギサービス事業者が合意に達して契約を結び（Ｓ１８）、省エネルギ対策の詳細設計及び改修工事が完了して省エネルギ設備等が運用を開始した後の運営管理の内容及び手順を示している。
（ステップＳ４１）
図８のフローは、一定時間（Δｔ：例えば、１５分あるいは1時間等）ごとに実行するが、顧客への報告書作成、提出を区切りとして、時間カウンタｔを０にリセットして、繰返し実行する。
（ステップＳ４２）
ここで、各機器の省エネルギ演算を実行する。図８の処理を実行する遠隔情報管理サーバは、例えばエネルギサービス事業者側に設けられている。したがって、各機器の省エネルギ演算に必要な計測データは、省エネルギ対象施設および省エネルギ設備に設置した監視装置を介して計測され、データ収集伝送装置により計測データを収集して遠隔情報管理サーバに転送されるようになっている。
【００３３】
計測データには、各機器の消費電力、ガス又は油などの燃料量等のエネルギ量の他、エネルギ消費に関係する温度、熱量、流量などの物理量が含まれる。また、各機器には、例えば、モータ、ポンプ、ファン、空気圧縮機、圧縮式冷凍機、吸収式冷凍機、コジェネレータ（複合発電機）等の原動機、等）が含まれる。
【００３４】
計測データとともに、エネルギ消費量に影響を及ぼす気温、湿度、生産量などの負荷、等に関するデータが属性データとして計測されて収集転送される。このようにして伝送された属性データを含む計測データは、例えば、一旦、遠隔情報管理サーバのワーキングメモリやデータベースに格納される。このデータベースに格納された計測データに基づいて、各機器のエネルギ消費量を演算する。
（ステップＳ４３）
ステップＳ４２で演算した各機器のエネルギ消費量または計測データについて、データベースから対応する機器の過去のエネルギ消費量または過去データを検索し、それらを比較して省エネルギ効果、つまりエネルギ削減量を試算する。
（ステップＳ４４）
ステップＳ４３で演算した省エネルギ効果が、当初計画した効果量に達しているか否か比較する。省エネルギ効果が計画値に達していないときは、ステップＳ４５，４６に進み、計画値に達しているときはステップＳ４７に進む。
（ステップＳ４５，４６）
省エネルギ効果が計画値に達していないときは、その機器の不具合内容を計測データに基づいて推定し、該当する不具合機器の調査指示を出力して、ステップ４７に戻る。
（ステップＳ４７）
ここで、全ての機器について省エネルギ効果を演算したか否か判断し、否定の場合は、ステップＳ４２に戻って、各機器の省エネルギ効果を試算する処理を繰返す。全機器の省エネルギ効果の試算が終了した場合は、ステップＳ４８に進む。
（ステップＳ４８）
ここで、各機器の省エネルギ量、つまり省エネルギ効果を集計し、省エネルギ対策によるエネルギ削減量を算出する。
（ステップＳ４９）
ここで、エネルギサービス事業者が顧客と契約したエネルギ削減量の計画値と、ステップＳ４８において算出したエネルギ削減量とを比較して評価を行なう。
（ステップＳ５０，Ｓ５１，Ｓ５２）
当初計画値を満足しなければ、ステップＳ５１に進み、満足していない理由を検索する。例えば、該当する機器の特性を、当初の計画特性と比較する等により、検討する。一方、満足していれば、ステップＳ５２に進み、時間カウンタをΔｔ進める。
（ステップＳ５３）
ここで、契約で定めた顧客への報告時期（例えば、１ヶ月、３ヶ月、６ヶ月、１年等）か否か判断し、報告時期でなければ、演算した結果をデータベースに実績データとして格納し、ステップＳ４２に戻って処理を繰返す。報告時期であれば、ステップＳ５５に進む。
（ステップＳ５５）
まず、省エネルギ効果の試算結果に基づいて、請求書を作成する。請求額は、前述したように、契約で定めた省エネルギ効果に応じた割合の金額を請求する。この金額の決め方の一例を次に説明する。ここでは、省エネルギ対策にかかる費用をエネルギ事業者が負担したものとして説明する。図６で説明したように、省エネルギ対策費用の単年度の償却費▲１▼及び租税等▲２▼の固定費と省エネルギ設備の保守費等の変動費▲３▼との合計額をＱとし、エネルギ費用の年間削減額をＰ（＝Ｋ）とし、α、βを正の係数（ただし、α＞β）としたとき、前記エネルギサービス事業者は、
Ｐ≧αＱのときは、エネルギ費用の削減額のＸ_１％を、
βＱ≦Ｐ＜αＱのときは、エネルギ費用の削減額のＸ_２％（ただし、Ｘ_１＜Ｘ_２）を、
Ｐ＜βＱのときは、予め定めた額を、
受け取ることを契約で定める。
【００３５】
図９（Ａ）に取り分比率の一例を示す。例えば、図のように、α＝1.1、β＝1.03に設定した場合を説明する。α＝1.1は、年間稼動率又は時間が採算分岐点（Ｐ＝Ｑ）に近い場合である。このような点に、年間稼動率の基準値ないし計画値として設定することは、契約年数、言い換えれば費用回収年数が長くなるので、通常は有り得ない。一方、α＝1.1よりも低い年間稼動率の場合は、エネルギ削減額の絶対値も小さくなる。そこで、エネルギ削減額（年間利益）を配分するに当たって、ある程度の削減額以上を計画値として設定する。例えば、Ｐ≧1.1Ｑの場合、エネルギサービス事業者の取り分をＸ＝95％に決め、その場合の顧客の取り分はＹ＝5％で契約する。ここで、エネルギーサービス事業者の取り分が大きい理由は、省エネルギ対策の費用を全て負担したからであり、本事業方法の特徴の1つである。
【００３６】
さらに、計画値よりも年間稼動時間が小さくなる場合は、通常、顧客側の事情によることが多いため、エネルギサービス事業者の取り分割合を増やすことが、投資回収を図る上で好ましい。また、年間稼動時間が少なくなると、計測データのバラツキなどの影響が大きくなることから、β＝1.03を規定し、これよりも小さくなった場合は、エネルギサービス事業者の取り分比率を100％にしている。したがって、1.03Ｑ≦Ｐ＜1.1Ｑの範囲のときは、エネルギサービス事業者の取り分Ｘ_２％を、例えば下式に示すように、95％から徐々に100％に増やす。
【００３７】
Ｘ_２＝Ｘ_１＋（α−Ｐ／Ｑ）（１００−Ｘ_１）／（α−β）
＝95＋（1.1−Ｐ／Ｑ）（１００−95）／（1.1−1.03）
また、Ｐ＜1.03Ｑの場合は、エネルギサービス事業者は投資回収の必要から、最低限の保証として、一定額の支払いを受け取る。この額は、図６の償却費▲１▼、経費▲２▼、保守費▲３▼の合計額相当が望ましいが、契約の合意次第である。
【００３８】
また、図９（Ｂ）に、他の配分例を示す。図示例は、契約による保証値あるいは予想値に対して、省エネルギ効果が上回った場合はボーナスの意味で、エネルギサービス事業者の取り分比率を予想値のときの取り分比率Ｘに対して、Ｘ_３に増やし、逆に下回った場合はペナルティの意味でＸ_４に下げる例である。なお、エネルギサービス事業者は、取り分比率Ｘに基づいて、ファイナンス機関への返済額をＺに決めていた場合、取り分比率Ｘ_３になったときは、取り分が増えた分Ｚ_３を仮想積み立てしておき、逆に取り分比率Ｘ_４になったときは、取り分が減った分Ｚ_４を仮想借り入れするように運用する。
（ステップＳ５６）
ここで、省エネルギの実績報告書を作成して請求書とともに顧客へ提出し、ステップＳ４１に戻って、処理を繰返す。
【００３９】
図１０に、上述したエネルギサービス事業法に係る運用管理システムの実施形態を示す。図示のように、顧客の省エネルギ対象施設であるビル又は工場に設置された運用管理システムは、監視制御ＬＡＮ２２と、この監視制御ＬＡＮ２２に接続された監視装置２３及びデータ収集伝送装置２４とを有している。また、監視制御ＬＡＮ２２には、それぞれリモートステーション２５を介して複数の省エネルギ設備２６の計測器が接続されている。監視装置２３は、演算装置（ＣＰＵ）、記憶装置（ＨＤＤ）、表示装置などを備えて構成されている。また、データ収集伝送装置２４は、演算装置（ＣＰＵ）、記憶装置（ＨＤＤ）などを備えて構成されている。
【００４０】
このように構成される顧客側の運用管理システムにおいて、監視装置２３は、監視制御ＬＡＮ２２を介して各省エネルギ設備２６から出力される各機器の消費電力、ガス又は油などの燃料量等のエネルギ量の他、エネルギ消費に関係する温度、熱量、流量などの計測データを取込み、記憶装置に格納するようになっている。また、計測データとともに、エネルギ消費量に影響を及ぼす気温、湿度、生産量などの負荷、等のデータが属性データとして取込まれる。監視装置２３の表示装置には、運転状況の表示、機器保守情報、省エネルギ効果の表示、運転コスト（電気、ガス、油など）、機器性能故障、劣化などの表示、変動要因（電気、ガス）によるコスト評価などが表示可能になっている。
【００４１】
一方、エネルギサービス事業者側の運用管理システム３１は、遠隔情報管理サーバ３２と、この遠隔情報管理サーバ３２が接続された社内ＬＡＮ３３と、この社内ＬＡＮ３３に接続されたプリンタ３４などを備えて構成されている。そして、遠隔情報管理サーバ３２は、通信伝送回線３５を介して顧客側のデータ収集伝送装置２４に通信可能に接続されている。通信伝送回線３５としては、公衆回線又はメールを媒体とすることができる。遠隔情報管理サーバ３２は、演算装置（ＣＰＵ）、記憶装置（ＨＤＤ）、表示装置などを有して構成されている。表示装置には、顧客側の監視装置２３と同一内容の表示ができるようになっている。遠隔情報管理サーバ３２は、前述したエネルギサービス事業に係る各種の業務処理を行なうようになっている。例えば、運転状態によるメリット（省エネルギ効果）の演算、契約に基づく運転メリットの配分、運転メリットに基づく請求書の作成、変動要因発生時の運転メリット試算条件変更、等である。請求書は、運転状況データを添付して、郵送などにより顧客に送付される。
【００４２】
このように構成されることから、監視装置２３により収集され記憶装置に格納された計測データ及び気温や湿度などの属性データは、データ収集伝送装置２４により予め定められた必要なデータのみが読み出され、通信伝送回線３５を介して遠隔情報管理サーバ３２の記憶装置を構成するデータベース又はワーキングメモリに転送格納される。この計測データの転送は、周期的（例えば、１５分ごと）に行なわれる。そして、遠隔情報管理サーバ３２は、前述した運営管理処理手順に従って、業務を実行するようになっている。
【００４３】
次に、図１１〜図１４を参照して、省エネルギ設備の具体的な実施形態について説明する。図１１は、コ−ジェネレータ装置の一実施形態の系統構成図である。図示のように、ガスタービンなどの原動機４１により発電機４２を駆動して負荷４３に電力を供給する。原動機４１には排熱回収装置４４を通して冷却水がポンプ４５により循環され、これによって原動機４１に熱が回収されるようになっている。排熱回収装置４４により回収される熱はポンプ４６により循環される熱媒によって負荷４７に供給されるようになっている。また、原動機１から排出される排ガスは排熱回収ボイラ４８に導かれ、ここにおいてポンプ４９から供給される給水により蒸気を発生し、負荷５０に供給するようになっている。そして、エネルギの状態を監視するために、各部に流量計Ｆ、入口温度計Ｔ1、出口温度計Ｔ2、電力計Ｅ、温度差計ΔＴなどの計測器が配設されている。
【００４４】
このように構成されるコ−ジェネレータ装置の効率監視について説明する。まず入力エネルギは、原動機１に供給される燃料の発熱量ＨＶ（kcal/ｌ又はkcal/ｍ^３）と計測された流量Ｆｆ（ｌ/ｈ又はｍ^３/ｈ）の積になる。一方出力エネルギは、発電出力と熱出力であり、発電出力計測値Ｅ（ｋｗＨ/ｈ）に熱量換算係数８６０（ｋcal）を乗じて求める。熱出力は、排熱回収装置４４と排熱回収ボイラ４８の入口出口温度差（Ｔ2−Ｔ１）に、流量Ｆと流体の比熱Ｃ（kcal/kg℃）を乗じて求める。そして、発電効率ηEと、熱回収効率ηHを次式により求める。但し、ｉは、１，２であり、排熱回収装置４４と排熱回収ボイラ４８に対応する。
【００４５】
ηE＝Ｅ×860／ＨＶ・Ｆｆ
ηH＝Σ（Ｆｉ×（Ｔ2-Ｔ1）×Ｃｉ）／ＨＶ・Ｆｆ
このようにして求めた発電効率ηEと、熱回収効率ηHについて、図１２に示した発電出力と効率との特性と定期的に比較して、適正か否か判断する。図１１の特性曲線は、予め測定等により得ておき、データベースに格納しておく。そして、定期的に現在値と比較をして、当初の計画値の省エネルギ効果が確保できているか否かを確認する。計画値以上の省エネルギ効果が出ていれば利益に繋がる。計画値以下であれば、機器を点検し、不具合項目があれば、保守又は補修等により機能の回復を図る。
【００４６】
図１３は、インバータ駆動による冷凍機設備の系統図である。冷凍機設備は、圧縮機５１により圧縮された冷媒を凝縮機５２により凝縮させ、凝縮された冷媒を膨張弁５３を介して蒸発器５４に送り、ここで冷熱を放出した冷媒を再び圧縮機５１に戻す冷媒サイクルを備えている。そして、凝縮器５２を冷却する冷却水は、ポンプ５５を介して冷却塔５６に循環されるようになっている。また、蒸発器５４には、ポンプ５７により冷熱負荷との間に冷媒が循環されるようになっている。一方、圧縮機５１を駆動するモータ５８はインバータ装置５９によって可変速駆動されるようになっている。また、各部のエネルギを計測するために、電流計Ａ１、Ａ２、電圧計Ｖ１、Ｖ２、温度計Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、流量計Ｆが配設されている。
【００４７】
このように構成されるインバータ駆動による冷凍機設備の入力エネルギ（電気入力）と出力エネルギ（冷凍機出力）の関係特性は、図１４のようになっている。同図は、モータ駆動にインバータを用いたものと、インバータ無しのものとが記載され、これらのデータは、予め測定してデータベースなどの格納しておく。入力エネルギには、インバータ入力エネルギＥ１と、モータ入力エネルギＥ２があり、それぞれ次式で表わせる。
【００４８】
Ｅ１＝Ａ１×Ｖ１
Ｅ２＝Ａ２×Ｖ２
一方、冷凍機出力エネルギＨは、蒸発器５４の２次側流体の流量Ｆ、入口出口の温度差（Ｔ２−Ｔ１）、及び比熱により次式で表わせる。
【００４９】
Ｈ＝Ｆ×（Ｔ２−Ｔ１）×Ｃ
このようにして定期的に求めた現在値と図１４の特性とを比較して、当初の計画値の省エネルギ効果が確保できているか否かを確認する。計画値以上の省エネルギ効果が出ていれば利益に繋がる。計画値以下であれば、機器を点検し、不具合項目があれば、保守又は補修等により機能の回復を図る。また、図１４から明らかように、インバータ駆動を採用することにより、インバータ無しのものに比べて、冷却水温度３２℃の例によれば、斜線部で示した部分のエネルギが削減されている。
【００５０】
同様に、他の省エネルギ設備や機器の計測データに基づいて、各設備や機器の状態を監視し、計画値以下であれば、機器を点検し、不具合項目があれば、保守又は補修等により機能の回復を図る。
【００５１】
本発明は、上記の契約形態に限らず、他の形態を採用することができる。例えば、上記例ではエネルギサービス事業者が省エネルギ対策費用を全部負担した場合について説明したが、顧客と一定の割合で分担してもよい。また、顧客が全部負担するようにしてもよい。これらの場合は、当然に、エネルギサービス事業の取り分比率を適宜調整する。
【００５２】
また、他の形態として、省エネルギ対策の計画に基づいて省エネルギ効果を保証し、その保証に代償として顧客から一定の金銭の支払いを受ける契約を結ぶ形態を採用することができる。つまり、エネルギサービス事業者又はその関連機関により省エネルギ対策を立案し、その対策に沿って省エネルギ設備等を設置した場合のエネルギ削減量を一定の条件の下に保証し、その省エネルギ対策後のエネルギ消費量を計測し、その計測値と予めデータベースに格納しておいた省エネルギ対策前のエネルギ消費量との差を求め、保証削減量を定期的に確認する。そして、保証値を満たしている場合は、成功報酬としてエネルギ費用削減額に応じて、一定額又は一定率の報酬を受け取るようにすることができる。これにより、顧客が投資費用を拠出する場合、安心して省エネルギ設備の導入を図ることができる。
【００５３】
ここで、保証の一定の条件とは、省エネルギ対策を施した設備（省エネルギ対象設備）の稼動率又は稼働時間、省エネルギ対象設備の操業条件（生産量、バッチ処理回数、等）など、エネルギ消費量の削減効果に大きく影響を及ぼす要因について定める。この、一定の条件には幅を持たせることができる。また、天候（気温、湿度）なども省エネルギ効果に大きく影響するが、これらは過去の同一条件時のデータを用いることにより対応できる。
【００５４】
また、エネルギ削減量が保証値よりも下回った場合、エネルギサービス事業者は、保証値を満たすように省エネルギ設備の保守を行ない、あるいは省エネルギ設備の改善を行なう。この場合、エネルギサービス事業者は、保守及び改善の充当費用として、保証値を超えたエネルギ削減量に応じて報酬を受け取るように定める。
【００５５】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、省エネルギ対策を施し易くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るエネルギサービス事業方法の一実施形態の省エネルギ対策の業務フローを示す図である。
【図２】本発明のエネルギサービス事業方法に係る契約形態の概念図を示す図である。
【図３】本発明のエネルギサービス事業方法における省エネルギ効果により利益配分の概念を説明する図である。
【図４】省エネルギ対象施設及び省エネルギ設備例を説明する一例の説明図である。
【図５】図１のフローの計画の評価・契約年数の設定に係る詳細な手順を示すフローである。
【図６】省エネルギ設備の年間稼動時間と年間経費・発生費用との関係を説明する線図である。
【図７】図１のフローの年間利益とエネルギサービス事業者の経費の演算手順を示すフローである。
【図８】図１のフローにおける省エネルギ設備運営管理の内容及び手順を示すフローである。
【図９】省エネルギ効果の取合い比率の決め方の２つの例（Ａ），（Ｂ）を説明する図である。
【図１０】エネルギサービス事業法に係る運用管理システムの実施形態を示す構成図である。
【図１１】コ−ジェネレータ装置の一実施形態の系統構成図である。
【図１２】コ−ジェネレ−タの発電出力と効率との特性を示す図である。
【図１３】インバータ駆動による冷凍機設備の系統図である。
【図１４】インバータ駆動とインバータ無しの冷凍機設備の入力エネルギ（電気入力）と出力エネルギ（冷凍機出力）の関係特性を示す線図である。

Claims

少なくとも一つの生産設備とユーティリティ設備の省エネルギ対策前のエネルギ消費量に関する過去データを格納する記憶装置に設けられたデータベースと、省エネルギ対策後の少なくとも一つの前記生産設備と前記ユーティリティ設備のエネルギ消費量の現在データを計測する計測装置と、該計測装置により計測された少なくとも一つの前記生産設備と前記ユーティリティ設備のエネルギ消費量の現在データと前記データベースに格納された過去データとを比較して、省エネルギ対策前後のエネルギ削減量を演算するＣＰＵを含んでなる演算装置とを備えてなり、
前記データベースの前記過去データは、少なくとも一つの前記生産設備と前記ユーティリティ設備の周囲の温度と湿度又は前記生産設備の生産量に対応付けて前記データベースに格納され、
前記計測装置は、少なくとも一つの前記生産設備と前記ユーティリティ設備の前記現在データを前記周囲の温度と湿度又は前記生産設備の生産量に対応付けて計測し、
前記演算装置は、少なくとも一つの前記生産設備と前記ユーティリティ設備の前記現在データの前記周囲の温度と湿度又は前記生産設備の生産量が一定の許容範囲内で一致する過去データを検索し、検索された過去データと前記現在データとを比較して省エネルギ対策前後のエネルギ削減量を演算するエネルギサービス事業システム。
前記演算装置は、前記現在データの前記周囲の温度と湿度又は前記生産設備の生産量に近似する前記周囲の温度と湿度又は前記生産設備の生産量を有する複数の前記過去データを前記データベースから検索し、検索した複数の過去データから、前記現在データの前記周囲の温度と湿度又は前記生産設備の生産量に対応する過去データを推定演算し、この演算で算出された推定過去データと前記現在データとを比較して省エネルギ対策前後のエネルギ削減量を演算することを特徴とする請求項１に記載のエネルギサービス事業システム。
前記演算装置は、前記エネルギ削減量に基づいてエネルギ費用の削減額を演算し、該削減額に予め定めた割合を掛けた額の請求書を発行することを特徴とする請求項１又は２に記載のエネルギサービス事業システム。
前記割合は、前記対象施設の稼動時間又は稼動率を基準に定められていることを特徴とする請求項３に記載のエネルギサービス事業システム。
省エネルギ対策費用の単年度の償却費及び租税等の固定費と省エネルギ設備の保守費等の変動費との合計額をＱとし、エネルギ費用の年間削減額をＰとし、α、βを正の係数（ただし、α＞β）としたとき、
前記割合は、
Ｐ≧αＱのときは、エネルギ費用の削減額のＸ_１％、
βＱ≦Ｐ＜αＱのときは、エネルギ費用の削減額のＸ_２％（ただし、Ｘ_１＜Ｘ_２）とし、
Ｐ＜βＱのときは、予め定めた定額の請求書を発行することを特徴とする請求項３に記載のエネルギサービス事業システム。
前記Ｘ_２は、下式
Ｘ_２＝Ｘ_１＋（α−Ｐ／Ｑ）（１００−Ｘ_１）／（α−β）
で計算することを特徴とする請求項５に記載のエネルギサービス事業システム。
前記演算装置は、省エネルギ対策に用いる省エネルギ設備をエネルギサービス事業者が負担した設置費用をあらかじめ定めた基準に基づいて前記請求書の請求額に含めることを特徴とする請求項３乃至６のいずれか１項に記載のエネルギサービス事業システム。
前記演算装置は、前記請求書の請求額に、エネルギ削減量が予め定めた基準値を下回った場合、基準値を満たすように省エネルギ対策に係る設備の保守又は改善を無償で行なうために定めた額を含めることを特徴とする請求項３乃至６のいずれか１項に記載のエネルギサービス事業システム。
前記演算装置は、エネルギサービス事業者がエネルギ削減量の保証を行なう代償として、又は保守及び改善の充当費用として、保証値を超えたエネルギ削減量に応じて定めた額を前記請求書に含めることを特徴とする請求項３乃至６のいずれか１項に記載のエネルギサービス事業システム。