值得台灣學習!借鏡日本智慧能源都市

日本有哪些令人驚喜的智慧能源運用? 又有哪些值得台灣學習效法之處?

近年各種異常氣候現象頻頻發生,喚起了人們對地球暖化議題,與減碳行動的關心,而福島核災的震撼,則使更多日本民眾開始反思個人看待、使用能源的心態與方式。

「智慧能源都市」的概念因此逐漸普及,但如何活用可再生能源,打造便利、舒適,並且友善環境的生活空間,如今不僅是日本行政單位,與民間企業致力挑戰的目標,更已成為吸引民眾遷居移住的關鍵。

▲節能智慧城!千葉柏市近郊的柏之葉,為了因應當地發展需求,集結了行政(千葉縣、柏市)、產業(三井不動產),以及學術單位(東京大學、千葉大學)的力
量,致力將柏之葉打造為新世代的節能智慧城。(圖片來源:www.kashiwanoha-smartcity.com)

「柏之葉」匯聚產官學之力打造聰明用電的新世代智慧城

位於千葉柏市近郊的柏之葉,因有許多大學與研究機構進駐而備受矚目。為了因應當地發展需求,千葉縣集結了行政(千葉縣、柏市)、產業(三井不動產),以及學術單位(東京大學、千葉大學)的力量,致力將柏之葉打造為新世代的節能智慧城。

柏之葉推出的節能方案有幾個特色:首先,柏之葉採取電源多樣化、設置分散化的作法,利用區內的大型設施如「LALAPORT 柏之葉」與辦公大樓,分別建置獨立的太陽能發電裝置、大型蓄電池,以及備供緊急狀態使用的瓦斯發電機,以確保區內可有多樣化的電力來源,而非僅能依靠電力公司的系統電力。

其次,柏之葉分析區內主要設施的電力需求,並且依據不同區域用電尖峰時間進行調整,在電力公司的系統電力之外,適時分散電力供給來源。

譬如,平日辦公大樓的電力需求較高,即可向商業設施就近借調供電;假日相反,商業設施的電力需求較高,遂轉為徵調辦公區用電。即時調整、就近取電,不僅有助於達到節能、減碳的目標,更為該區每年省下近千萬日幣的支出。

此外,柏之葉並透過活用ICT,於區內建立「柏之葉智慧中心」,藉由區域能源控管系統AEMS(Area Energy Management System),串聯各處設施與分散電源。智慧中心不僅是地區能源管理的指揮塔,即時監管區內電力,並且控制發/蓄電設備,調整電力調配等。

同時,智慧中心也是區內的決策智庫,蒐集所有設施的發/蓄電量、使用量、氣象資訊與災害資訊進行分析,以便擬定最適合該區發展的供電計畫。

▲圖片來源:http://senems.tokyogas-es.co.jp

區內機構有志一同東京田町搖身變作智慧能源園區

不讓柏之葉專美於前,東京港區田町站一帶的智慧能源園區(Smart Energy Park),是另一處行政單位與產業攜手完成的案例。

田町智慧能源園區座落於JR 田町站附近,該處原為港區綜合分所、運動中心,以及東京瓦斯研究所等機構林立之處。在推動都更時,行政單位邀得既是區內成員,同時也積極投身再生能源研發的東京瓦斯,合作打造兼具節能與防災功能的新都。

港區的行政單位認為,若欲集全區之力達成節能目標,則必須破除由上而下、分散行事的溝通方式。因此從規劃、設計,以至於施工,每一個階段都是與區內所在單位承辦人員與會共議、腦力激盪的成果。

與柏之葉相似,智慧能源園區的開發同樣著眼於「分散」、「多元」與「串聯」等關鍵。智慧能源園區依據使用用途,將區內用地劃分為「生活區域」與「新型都市區域」,並藉區內架構的「智慧能源網絡」串聯兩大區塊。

一如柏之葉在各主要設施內建發電裝置,田町一帶則由東京瓦斯,導入大規模且高效率的汽電共生系統、各種可再生能源與新能源,透過結合高效率瓦斯引擎、燃料電池與高效率熱源機器的方式,架構能源供給系統,並經適時選擇、搭配多元能源的方式,實現高效率且穩定的供電,並藉當地發電當地消費減少排碳量,同時確保緊急時期的能源供給與安全。

值得注意的是,智慧能源園區還進一步活用公園環境,架構了日本國內首座使用太陽熱能的地區熱能供給系統,並於區內設施的屋頂設置了廣達288 平方公尺的太陽能集熱器,作為熱能供給用的空調熱源。

此外,區內主要設施更積極活用可再生能源,如芝浦公園屋頂不但設有太陽能發電、太陽熱集熱器,還有風力發電等設施。夏季則活用鄰近地下隧道的水流,以作為冷凍機的冷卻水等,處處可見節能用心。

同時,區內也活用ICT,經由智慧能源網絡管理系統SENEMS,即時掌握各設施的能源、空調機器、發熱機器等使用情形,針對蒐集資訊即時分析,必要時還可對各建築的空調機器執行掌控。


此外,智慧能源園區更積極推動數值可視化,區內的用能情形不僅對外公開、公布網路,各建築中並設置數位看板,希望協助園區居民與非園區訪客認知、感受節能的需求與意義,進一步落實於生活行動。

電器大廠挑戰建新城PANASONIC 推動藤澤永續智慧城

有別於柏之葉與田町以辦公大樓為主體的城市特色,由電器大廠Pansonic 主導的神奈川縣藤澤智慧城,則是不折不扣的住宅區。

可別以為區內沒有宏偉的辦公大廈,就無法建蓋蓄電池或大規模的太陽能面板!以「自立共生能源控管」為目標的藤澤智慧城,不僅家家戶戶都設有ENE FARM 新型家用燃料電池,更活用城內的公共用地設置太陽能面板,長達400m,多餘的社區太陽能平時可賣電營收,如遇緊急狀況,則能立即為城內與周邊居民供電。

此外,藤澤智慧城推動節能資訊可視化的行動,絲毫不亞於柏之葉與田町。城內的獨棟住宅內皆導入智慧管控系統HEMS,住戶可清楚掌握自宅的能源使用情形,並透過系統適時取得相應的節能建議,同時也可透過系統獲取城內與相關區域的活動資訊、防範資訊等,益於建構互助、便利的社區網絡。

Pansonic 更發揮電器大廠的專才,在所有城內的獨棟住宅中配置了包括:太陽能發電、鋰離子電池、ENE FARM、高效能空調、LED 電燈、省水浴廁設備、電動車電源、空氣清淨裝置、IH 電熱爐等設備,既重視節能,也確保生活品質。

而走入城中,四處可見電動車充電設備,還有電動車與電動自行車的共享服務,便民之餘,也兼顧了環保與節能。未來企業更預計將在智慧城中推出各種新型科技產品的社會實驗,智慧城的下一步發展值得注目。

許多科幻作品都曾嘗試勾勒未來城市的形貌,有的著眼於便利性,有的強調繁複華麗的功能,有的憂慮清冷疏離的關係。然而,在關注這些預測是否可能實現以前,首先我們必須面對的是能源與節能問題。

日本的政府機關、企業,以及學術研究機構,近年紛紛著力於此,將節能納為都更計畫的首要重點。如何在追求發展之餘,亦不失去對環境的友善,並且成就共好的未來?這些備受矚目的智慧能源新都案例,或可提供台灣借鏡…閱讀完整內容

動腦雜誌505期/2018.5月號

本文摘錄自‎

能源城市 借鏡日本 智慧能源都市

動腦雜誌

2018/5月號第505期