熱電併給システム開発ステップ

AEG

熱電併給システム(CHP)プロジェクトは構想から完成まで、5つのステップを踏みます。施設の性質や検討中のCHPシステムの性能目標に応じて、5つのステップのそれぞれを、施設の管理者や代理人、コンサルタント、またはベンダーが行うことができます。

必要条件

CHPが施設にとって有意義であるかどうか（レベル1のフィジビリティ分析に値するかどうか）を評価するプロセスは、技術的可能性の評価から始まり、費用対効果の初期評価へと続きます。

  • 技術的可能性
    CHPは、電力と熱の消費が大きく、かつ同時に発生するケースで使用できます。費用対効果を最適化するために、CHPシステムは通常、施設の年間ベースロード熱需要（蒸気、温水、冷水、プロセス熱、冷蔵、除湿など）を満たすように設計、サイズ設定されます。CHPシステムは、これらの需要の一部または全部を満たすために発電し、廃熱を利用します。CHPは、以下のような様々な種類や規模の施設に技術的に適合することが可能です。

    • 商業ビル
      ホテルやカジノ、空港、ハイテク・キャンパス、大規模オフィスビル、老人ホームなど

    • 住宅
      コンドミニアム、コーポ、アパート、計画的共同体

    • 教育機関
      大学、病院、刑務所、軍事基地

    • 自治体
      地域エネルギーシステム、下水処理施設、幼稚園から高校までの学校

    • 製造業
      化学、精製、エタノール、パルプ・製紙、食品加工、ガラス製造

  • 費用対効果の可能性
    ユーザーにとってのCHPの主な利点は、エネルギーコストの削減とエネルギーの信頼性の向上です。CHPで、高価な購入電力やボイラー燃料を、低コストの自家発電や回収熱エネルギーに置き換えることで、エネルギーコストの削減を実現します。CHPの費用対効果の可能性は、以下によって決まります。

    • 削減できる電力購入とCHPシステムで使用する燃料のコスト差

    • 資本コスト

    • 運用・保守コスト

    • HVACやボイラーなどのための設備投資やその他の状況（設備交換の必要性など）。

    • 電力供給の信頼性向上による施設にとっての価値

    • 地方、州、連邦レベルのユーティリティ政策（例：ユーティリティの相互接続要件、スタンバイ/バックアップ料金、グリッドへの電力輸出に対する補償の可能性など）。

費用対効果は、レベル1およびレベル2のフィジビリティ分析の中で、より確実かつ精密に見積もっていきます。

プロジェクトが技術的な可能性を示し、費用対効果のスクリーニングに合格した場合、次のステップは、主要な意思決定者と結果を検討し、プロジェクトの資金調達方法、キャッシュフローへの影響、組織の資本支出計画への適合性を判断することです。このレビューの結果が良好であれば、レベル1のフィージビリティ分析に進みます。

レベル1フィジビリティ分析

レベル1のフィージビリティ分析では、以下を行います。

  • プロジェクトの推進を妨げる規制やその他の外部障壁を特定

  • 施設レベルの目標および制約の特定

  • CHPがその施設に技術的に適しているかどうかの予備的な判断（例えば、電気と熱エネルギーの両方について、年間を通じて合理的に一定のベースロード・ニーズがあるかどうかを判断する。CHPの経済価値は、電気と熱の出力をすべて、サイト内またはサイト外で利用できる場合に最大化される）

  • 施設の電気および熱消費の見積もりに基づいて、CHPシステムのサイズの決定

  • 通年の電気・熱消費に関する合理的な仮定を用い、CHPが提供できる電気・熱エネルギー量と関連するエネルギーコスト削減の見積もりを用いて、利益を概算

  • CHPシステムの資本コストおよび運転・保守コストの見積もりの作成

  • 利用可能な補助金や奨励金の確認

  • 施設利用者の目標達成に役立つであろう CHP の追加的な利点（電力供給の信頼性向上、電気料金値上げの影響を受けにくい、温室効果ガスやその他の大気汚染物質の排出削減など）の特定

レベル1フィージビリティ分析は、経験豊富なエンジニアまたはプロジェクト開発者によって遂行されるべきです。

レベル2フィジビリティ分析

レベル2のフィージビリティ分析では、以下を行います。

  • 施設の電気・熱エネルギー消費に関する推定値を測定データ（例：負荷曲線）に置き換え、レベル 1 分析を改良

  • 測定データに基づき、CHPシステムの設計（容量、熱利用、運転など）を改善

  • CHPシステムの資本コストの見積もりを、利用可能な補助金やインセンティブを考慮した上で精緻化

  • 運用・保守コストの見積もり精緻化

  • 資本支出に関する所有者の基準に適した財務パフォーマンス指標（正味現在価値、内部収益率、投資回収期間など）を計算し、その基準と比較

  • 改良されたシステム設計が、施設のシステムに対する機能要件を達成しているかを確認

  • 電力会社の相互接続要件を満たし、必要な許可を得るための計画の策定

レベル2フィージビリティ分析を完了するために、複数の現地訪問と既存の電気、機械、構造図面のレビューが必要となる場合があります。レベル1フィジビリティ分析と同様に、レベル2フィジビリティ分析は、経験豊富なエンジニアまたはプロジェクト開発者によって遂行されるべきです。

調達

調達計画

調達の第一歩は、調達の範囲や管理方法など、調達プロセスの計画です。

  • システムを施設が所有するのか、第三者の取り決めに基づいて設置するのかを決定する。この決定は、調達プロセスの性質に基本的に影響を与える。

  • 誰がプロセスを管理し、誰が主要な請負業者及び／又はベンダーの選定などの重要な決定に関与するかを決定する（例えば、施設管理者又は所有者、コンサルティング・エンジニア、又はCHPプロジェクト開発者）。

  • 許可および電力会社相互接続を担当する者を決定する。

  • 望ましいプロジェクト融資オプションを特定する（この決定は、誰がプロジェクトを所有するかについての決定に影響を与える可能性がある）。

  • 運用と保守の計画を開始する。

    • 既存の施設職員が行う場合、トレーニングの必要性を評価し、それに対処する計画を立てる。

    • 外注する場合は、サービス契約の作成に着手する。

    • 運用と保守の責任者を調達プロセスに参加させるよう計画する。

契約締結

CHPプロジェクトの開発には、1つ以上の請負業者、エンジニア、サプライヤーなどのサービスが必要な場合があります。サービス提供者の選定に関する情報は、「CHP調達ガイド」の請負業者選定セクションに記載されています。具体的なトピックは以下の通りです。

  • 請負業者、エンジニア、コンサルタント、プロジェクト開発者、その他の人々の役割の選択と定義

  • 提案依頼書（使用する場合）の作成

  • 必要な契約書等の作成・確定

資金調達

様々な資金調達方法とそれぞれのメリット・デメリットについては、「CHP調達ガイド」の資金調達のセクションでご紹介しています。具体的なトピックは以下の通りです。

  • 貸し手と投資家がCHPプロジェクトに求めるものの理解

  • CHPプロジェクトのリスクと緩和策の特定

  • 様々なCHPプロジェクトの資金調達オプションの利点と欠点の比較検討

許認可とユーティリティの相互接続

許認可や相互接続の手続きは時間がかかり、予測できないこともあるため、できるだけ早く申請を完了させ、提出する必要があります。許可には、建築許可、連邦・州・地方の環境許可などが含まれる場合があります。具体的な許可や承認は、以下のようなプロジェクトの特徴によって異なります。

  • プロジェクトの規模や複雑さ

  • 施設の地理的位置

  • 追加のインフラストラクチャの変更の範囲（例：CHP電気および熱出力用のガス供給および分配システム）

  • プロジェクトの建設および運用段階における潜在的な環境影響

CHPシステムの規模や設計、特定の電力会社の方針にもよりますが、相互接続には、アプリケーションの提出、相互接続調査の実施、相互接続契約の締結が必要になる場合があります。

CHP施設の設置と許可に関する詳細と留意事項は、「CHP調達ガイド」の許可セクションでご覧いただけます。具体的な内容は以下の通りです。

  • 許認可プロセスに関する理解

  • 電力会社の相互接続要件の準備

  • 地域のゾーニング/プランニング要件の予測

  • 現地の大気質に関する要求事項の理解

  • 許認可費用の見積もり

コミッショニング

コミッショニングは、システムが設計通りに動作していることを保証するものです。これは、委託業者によって行われることもあれば、プロジェクト開発者や機器サプライヤーとの契約の一部として行われることもあります。

運用・保守

CHPの経済的・環境的利益を達成するためには、運用・保守計画を適切に設計・実施することが重要です。計画の作成と実施は、施設所有者、機器供給者、プロジェクト開発者、またはその他を含むチームによって行われる場合があります。

出典：https://www.epa.gov/chp/chp-project-development-steps


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