下水熱利用促進のためのマッチングシステム

3D都市モデルを活用した下水熱利活用マッチングシステムを開発。下水熱の需給のマッチングを効率化し、低炭素なまちづくりへの貢献を目指す。

実証実験の概要

近年、カーボンニュートラルの実現や脱炭素社会の実現に向け様々な取り組みが進められるなか、大気に比べ「冬は暖かく、夏は冷たい」特質を有する下水熱のエネルギーポテンシャルへの期待が高まっている。下水熱を利用するためには、建築物等の需要施設の近傍に、管路位置を踏まえてヒートポンプ等の熱交換施設を設置する必要があるが、都市全体でどの程度需要と供給をマッチングさせるポテンシャルが存在するかを定量的に評価する手法の確立が課題となっている。

今回の実証実験では、3D都市モデル（建築物モデル）を活用し、建築物単位の熱需要量の推計を都市スケールで行う。さらに、3D都市モデル（地下埋設物モデル）を用いることで、管路レベルでの下水熱ポテンシャル値を算出し、これと建築物単位の熱需要量とをマッチングさせる、下水熱導入によるCO2削減量や消費エネルギー削減量等を推計するシステムを開発する。これにより、下水熱利用のポテンシャルと導入効果を都市全体で可視化・評価できる環境を整える、地域の下水道熱利用の促進を目指す。

実現したい価値・目指す世界

2021年6月に策定された「地域脱炭素ロードマップ」では、地域における再生可能エネルギーの豊富なポテンシャルを有効利用していくことや、3D都市モデルのデータを活用した環境シミュレーションやモニタリング等の取組を推進することなどが掲げられており、下水熱についても、地域の再生可能エネルギーとして、そのポテンシャルを有効活用していくことが求められている。

今回の実証実験では、3D都市モデル（建築物モデル）が持つ建築物の用途や床面積、階数等の属性情報を活用し、建築物の熱需要量を推定する。さらに、3D都市モデル（地下埋設物モデル・下水道管路）を活用することで、管路単位での下水熱ポテンシャルを計算する。両モデルを地図アプリ上で統合し、熱需要量と下水熱ポテンシャルをマッチングするシステムを開発することで、熱需要家である建築物管理者が自己の物件への下水熱利用の導入を簡易に検討できるようにする。また、実際の下水熱利用の導入にはヒートポンプ等の設備の設置が必要になることから、本システムでは敷地等への設備の設置可能性を検証できる配置シミュレーション機能を準備する。
また、地方自治体向けには、管路単位で下水熱利用を導入した場合のCO2削減効果をシミュレーションできる機能を提供する。これにより、都市全体での下水熱利用のポテンシャルを可視化し、優先的に導入すべきエリアを特定できるようにする。

本システムの導入によって、利用事例が未だ少ない下水熱利用を促進し、脱炭素まちづくりの実現を目指す。