エネルギー管理の専門知識を持つエンジニアリング会社やコンサルタントは、化石燃料をベースとした技術から、よりクリーンで持続可能な再生可能エネルギー源へと移行するため、地方自治体のエネルギー移行計画についてアドバイスを行っている。
欧州委員会のFIT-for-55パッケージでは、人口5万人以上の自治体に対し、エネルギー転換計画の策定が強く推奨されており、ドイツでは現在、こうした計画の策定が自治体に義務付けられている。このような移行計画には、詳細設計と建設という次のステップに進む前に、地域暖房ネットワークの技術的・経済的実現可能性を分析するためのフィージビリティ・スタディが含まれている。地域エネルギー・ネットワークは、多くの地域にとって実行可能なソリューションであり、実用的な導入戦略への関心が高まっている。
フィージビリティ・スタディのアプローチ
このようなフィージビリティ・スタディを実施するエンジニアリング・コンサルタント会社は、通常、専門的な知識を持つ熟練したエンジニアを抱え、社内で価値ある方法論を開発している。 しかし、紙の地図やスプレッドシートモデルを含むレガシープロセスに負担を強いられていることも多い。より多くのリソースを持つ企業は、Google EarthやQGISのようなオープンソースのデジタル地理空間ツールや、ArcGISのようなアプリケーションを使用して、手動でネットワーク・トポロジーをプロットするかもしれない。このアプローチでは、技術的なモデリングと財務的なモデリングがまったく別個に行われることが多く、カスタムのビジュアル・ベーシックやパイソンのソフトウェア・プログラムを使用して、それらをつなぎ合わせることもある。
残念ながら、このような従来のサイロ化されたアプローチでは、地方自治体が大規模な地域エネルギー計画に対する注目度の高い投資決定を行うために必要な、一貫したレベルの詳細さ、正確さ、質の高いアウトプットは得られない。
地域エネルギー・ネットワーク設計の成熟度の3つのレベル
当社のComsof Heat プランニング・ソフトウェアの導入と使用において設計パートナーと協力することで、この課題を管理し、地方自治体にとって不可欠な高品質の技術経済的実現可能性調査を提供することがいかに重要であるかを学びました。今日のエンジニアリング企業の設計アプローチは、通常、3つの異なる成熟レベルのいずれかに分類されます：
レベル1：伝統的な手作業による紙の地図をベースとしたスプレッドシートモデルによる設計
レベル2：サイロ化されたデジタル地理空間設計と財務モデル
レベル3：設計の自動化を伴う統合された地理空間と財務モデル
エネルギー転換コンサルタントの目標は、官民の厳しい精査に耐えうる本質的な詳細を含む、強固でハイレベルなCAPEX実現可能性見積もりを効率的に作成するために、レベル3の 成熟度に到達することである。
さらに、そのアウトプットは、様々な主要分野にわたってコンサルタントの報告書をサポートするものでなければならない：
- 信頼できる資本コスト数値の作成
- 包括的な部品表を用いた詳細な材料に関する洞察の特定
- 潜在的な収益と投資収益率を文書化する
- 送電網の広域をデジタル地図で可視化する。
- 複数のプロジェクト・フェーズにわたって、コスト計算されたネットワーク展開を提供する。
では、これらの成熟度レベルはどのように異なり、なぜコンサルタントはレベル3を目指すべきなのでしょうか？
レベル1：伝統的なマニュアル
レベル1の成熟度モデルは、コンサルタントが技術経済分析を行うための専門知識とスキルを持っているが、他のプロセスと連携していない、主に手作業による計算を行っている場合を示している。レベル1では、コンサルタントは、パイプシステムの寸法を決めるのに必要な物理学を知っており、パイプのサイズを決め、圧力パラメータとネットワーク損失を計算するために、スプレッドシートベースのネットワークモデルを作成する。これらの数値は通常、距離の概算に基づいており、その結果、ネットワークは紙の地図に手作業で描かれる。
このプロセスは時間がかかり、不正確で、労働集約的で、広域には拡張できません。一般的にこの方法は、アンカーロードが数個、実質的には25～30個以下のネットワークには有効だが、より大規模な住宅や商業用ネットワークでは管理不可能である。このプロセスには時間がかかるため、複数のシナリオについて計算を行うことは現実的でないため、通常は1つの地域暖房スキームしか分析できない。この結果は、高レベルの見積もりで十分であり、導入コストの初期的な指標を得るに過ぎないような場合に役立つ。
コンサルタントはやがて、ビジネス・モデリングの要件に完全に対応するには、より優れたソリューションが必要であることに気づく。例えば、顧客は建設工事の影響を評価するために地理空間ビューを期待したり、ネットワークリスクを評価するさまざまなシナリオの比較を含む正確な原価計算モデルを必要としていることがよくあります。
レベル2：サイロ化したデジタル
レベル2の成熟度は、コンサルタントがスプレッドシートや紙の地図から、動的なスプレッドシートや地理空間ツールに移行したときに達成されるが、これらのデジタルツールは統合されておらず、プロセスはサイロ化されたままである。スプレッドシートには、ネットワーク内のパイプ径を測定するための追加プログラミングを含めることができ、地理空間ツールは、基本的な入力データ処理やGISモデリング用に自社開発したPythonコードで強化することができる。このプロセスにはまだ時間がかかるが、複数のシナリオを分析し、ある程度大きな計画区域をサポートする機会を提供する。
このアプローチで設計されるネットワークは、物流ポイントを終点とする小規模な物流ネットワークや輸送ネットワークである。配電網の配管設計に時間がかかりすぎる一方で、手作業で輸送網を描くことは可能である。このアプローチでは、建物は通常、配電点の周りに手作業で配置され、配電網はそれ以上詳細化されません。財務モデルは地理空間モデルから切り離され、多くの場合、配備コストを計算するために別のスプレッドシートを使用する。輸送ネットワークの長さはおおよそわかっているが、配電接続のコストは建物ごとの固定費に基づいている。
このアプローチで設計できるネットワークの精度と規模は、レベル1に比べて改善されているが、プロセスは依然として時間がかかり、労働集約的で、あまり正確ではなく、エラーが発生しやすい。さらに、その複雑さゆえに、ツールを使用できるのは、モデルを開発したチーム内のエキスパート・エンジニア1人だけであることが一般的で、複数のプロジェクトが並行して進行している場合、このようなツールのメンテナンスや機能強化が困難であることはよく知られている。つまり、このようなサイロ化されたアプローチでは、プロジェクトやシナリオの数が増えても、技術計算がボトルネックのままであるため、拡張性がない。
このレベルに達したコンサルタントは、小規模から大規模のプロジェクトを成功させる知識とスキルを社内に持っているが、ソフトウェアの自動化不足による根本的な運用上のボトルネックのために、追加業務を断らざるを得ないということだ。このため、企業はビジネスを拡大したり、追加のシナリオ分析でサービスを差別化したりすることができない。
レベル3：自動化との統合
レベル3のコンサルタントは、地理空間モデル、技術モデル、財務モデルが緊密に相互接続された統合ソリューションを持っている。これらのモデルはGISアプリケーション内に統合され、設計の自動化も含まれる。
プロセスとチームの自動化により、手作業による微調整や議論も容易になり、開発、技術、経営陣の各チームが、細部を妥協することなく、さまざまなエネルギー戦略を簡単に比較できるようになった。これは、実現可能性、計画、財務モデルに適用される設計洞察を提供するために、ゾーニング演習の一部としてモデルを使用できるようになったことを意味します。GISとエネルギーデータ、地元の知識、基本的な技術パラメータに基づいた形状をもとに、迅速かつ正確なシナリオを構築することができます。
このレベル3統合アプローチは、地域暖房ネットワーク設計者に広範な計画・設計能力を提供します。部品表、ネットワークの視覚化、シナリオの比較、ロールアウトのタイムラインを伴うビジネスケースを構築することができます。
より高品質で価値の高いモデリングが可能です。このソフトウェアでは、ネットワークのパイプシステムと、すべてのパイプシステムの長さとネットワーク展開コストの包括的な概要がスプレッドシートで提供される部品表を寸法化します。ネットワーク展開の段階と異なる熱料金体系を定義することで、熱販売収入を計算し、今後数十年間にわたるプロジェクトの財務評価レポートを作成することができます。
レベル3の成熟度がもたらすビジネス上のメリット
レベル3の成熟度を達成することは、事業やサービスの拡大を望む企業にとって絶対必要なことである。これにより、より大きなスコープ（都市規模の調査）やより複雑なプロジェクトを対象に、より利益率の高いプロジェクトを行うことができるようになる。また、統合されたアプローチは、モデリングがより少ない手作業でより正確で複雑な結果を生成できるため、プロセス全体の生産性も大幅に向上する。このプロセスは拡張性が高く、異なるネットワーク設計者によって生成された結果はより一貫性があり、均一であるため、下流のネットワーク・メンテナンス・コストを削減することができます。
既存のComsof Heat の顧客やパートナーとともに、私たちは、レベル3の成熟度が設計や調査にかかる時間を数週間から数日に短縮する一方で、コンサルタント・ビジネスをまったく新しいレベルの業務効率に引き上げることを目の当たりにしてきました。今こそ、コンサルタントと地域社会はステップアップし、エネルギー転換という巨大でエキサイティングな課題に対応するために不可欠な設計と分析を提供する時なのです。
DESNZ は、ヒートネットワークゾーニングの入札を実施し、IQGeo は、Comsof Heat でコンサルタントをサポートすることができます。
このアプローチは Comsof Heatは、初期ゾーニング機会（IZO）の開発と最適化において大きな利点を提供する。Comsof Heat を使用することで、コンサルタントはすべてのIZOにおいて一貫した詳細度、精度、品質のアウトプットを提供することができ、標準化されたヒートネットワークゾーニング手法を導入するというDESNZの要求を支えることができる。自動化されたルーティング、ディメンショニング、プランニングツールを使用することで、地理空間モデル、技術モデル、財務モデルがGISアプリケーション内に統合され、緊密に相互接続された統合ソリューションが可能となる。これにより、必要な熱容量と配電インフラを一貫して正確に見積もることができ、過剰投資や過小評価のリスクを最小限に抑えることができます。
連絡先 クルト・マーレイン IQGeoと提携し、英国ヒートネットワーク・ゾーニング・プロジェクトにComsof Heat 。
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