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» 2022年01月31日 10時00分 公開

日立大みか事業所の知見を生かす、製造業の脱炭素を支えるエネルギーマネジメントシステム脱炭素

製造業にとって温室効果ガスの削減が大きな課題となっている。これまでも、工場の省エネに積極的に取り組む企業は多かったが、カーボンニュートラルを達成するには、再エネ調達などを含めた統合的なエネルギーマネジメントシステムが必須になる。柔軟な導入形態や他システムとの連携機能を特長とする日立の「EMilia」は、省エネにとどまらず、カーボンニュートラルの実現にも大きく貢献する。

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 このところ、地球環境に関する事柄への視線が鋭さを増している。世界的に温室効果ガス削減の取り組みが注目され、化石燃料、特に石油や石炭の使用を抑えるムードが急拡大中だ。日本でも、温室効果ガスの排出量を2030年に2013年度比で46%減、2050年に実質ゼロ、すなわちカーボンニュートラルとする目標が発表されている。

 製造業にとっても温室効果ガスの削減は大きな課題だ。これまで主にコスト削減の観点から“省エネ”に力を入れてきた企業も、今後は「クリーンなエネルギーで生産を行っているのか」という視点で評価される。実際に、サプライヤーに対して製造時の再エネ利用やCO2削減を強く求めるグローバル企業も現れており、製品納入の際にカーボンニュートラル活動の証明が求められる可能性もあるのだ。

東日本大震災が契機、大みか事業所のノウハウを生かす

 そこで、あらためて注目を集めているのが、これまで省エネを主な目的として導入されてきたエネルギーマネジメントシステムだ。日立製作所(以下、日立)の「EMilia(エミリア)※1)」は、さまざまな施設やシステムと接続し、そのハブとして各種の情報を管理する統合エネルギー・設備マネジメントシステムとして、国内の製造業に広く利用されていることで知られる。

日立製作所の湯上洋氏 日立製作所 産業・流通ビジネスユニット デジタルソリューション事業統括本部 ソリューション&サービス事業部 産業製造ソリューション本部 産業PAソリューション部 グループリーダー 主任技師の湯上洋氏

 製造業の現場では、生産の状況や計画に合わせ、電力や熱といったエネルギーを細かく調整している。例えば、電力の使用が集中することによる一時的なピークの発生を避け、平準化させることで電力コストを抑えるなどの工夫は多くの現場で採用されている。そして、これらの調整は個別には自動化されている部分もある。

 日立製作所 産業・流通ビジネスユニット デジタルソリューション事業統括本部 ソリューション&サービス事業部 産業製造ソリューション本部 産業PAソリューション部 グループリーダー 主任技師の湯上洋氏は「しかし、生産計画や需給予測との連携、電力の小売りやアグリゲーターからのデマンドレスポンスの要請や電力託送による電力融通などまで範囲が広がると、それらを統合して管理するシステムが必要になります」と語る。これらの多彩なデータを一元管理し、エネルギーと設備の最適な運用を支援するプラットフォームとして2014年にリリースされたのがEMiliaなのだ。

「EMilia」の機能 「EMilia」の機能[クリックで拡大]

 実は、EMiliaは2011年の東日本大震災を契機に日立が社内向けに始めた取り組みが前身となっている。当時、日立の大みか事業所におけるBCP(事業継続計画)対応を進める中で、各種の発電設備や熱源設備、電気設備などを監視・制御する仕組みを内製した。これを通じて培ったエネルギーマネジメントのノウハウを基に、日立が取り組んできたビルやスマートシティーに関連する機能を統合したのがEMiliaである。このためEMiliaは、工場で大きな効果を発揮するだけでなく、さまざまな場面/ケースのエネルギーマネジメントに活用できるサービスとなっている。

4つのコンセプトで統合的なエネルギーマネジメントを実現

 EMiliaを導入することで、各種データと連携することによるエネルギー利用の状況把握と分析、それを調整することによる効率化が可能になる。エネルギーの効率的な利用はそのまま省エネの精度を高めることにつながる。また、温室効果ガスの削減に向けた脱炭素/カーボンニュートラルの実現に向けては、必要なデータを得るための基盤となる。

 EMiliaは、以下の4つのコンセプトによってエネルギーマネジメントを実現している。

(1)4つのステップで省エネとカーボンニュートラルの実現を支援

 さまざまな企業の実状に沿った省エネやカーボンニュートラルを実現するために、日立はエネルギーマネジメント上の課題を解決する必要があると考えている。これに対して「省エネ」「創エネ」「再エネ調達」「オフセット」という4つの取り組みを支援することで課題の解決を図る。

 具体的には、各拠点におけるエネルギー使用量の低減の補助、他のシステムとの連携による再生可能エネルギーの調達・利活用および環境証書の購入支援などである。また、標準機能の範囲での支援が難しい場合は、顧客の要望に沿ってカスタマイズした機能を提供し、支援する。

(2)運用形態や管理規模にマッチする柔軟な導入形態

 EMiliaは、管理の対象や形態に応じて柔軟な導入形態が選べるようになっている。日立が提供するパブリッククラウドのほか、ユーザー所有のオンプレミス環境でも運用できる。また、必要に応じてクラウドとオンプレミスを併用したハイブリッドな使い方も可能だ。特に、オンプレミス環境では、製造実行システム(MES)や監視制御システム(SCADA)と接続して現場のデータをEMilia上で管理できる点が大きなメリットになる。

3種類のシステム構築方法に対応 3種類のシステム構築方法に対応[クリックで拡大]

(3)業務シーンを連携させ、エネルギー課題の改善をフォロー

 EMiliaの基本パッケージは「見る(監視と操作)」「知る(分析と診断)」「抑える(制御予約)」「続ける(報告と保全)」の4つの機能で構成されている。それぞれのカテゴリーは、情報を見える化し、分析し、消費を抑えるための制御をし、レポートすることを補助する。「この4つの機能をサイクルとして回していくことで、エネルギーや現場に関する改善活動をフォローできるのです」(湯上氏)。

(4)強力な連携機能で、環境改善活動の全体を強化

 EMiliaは他システムとの強力な連携機能を搭載しており、多彩なデータやシステム、設備と連携するハブとして機能する。特に製造業では、エネルギーマネジメントの他に予兆診断や設備台帳など生産に関連するシステム/データベースと連携することで、さらなる付加価値を生み出す。また、生産計画系システムやERPと連携すれば、生産部門の状況を、よりリアルに経営判断に反映できるようになる。

約120サイトの採用実績のうち70〜80%が製造業

 EMiliaは2014年のリリース以降、数多くの採用実績を積み上げてきた。現時点での導入はサイト数で120におよび、これらのうち製造業が70〜80%を占めるという。多くの導入実績を製造業が占めるのは、大みか事業所という日立の中核工場で培われたさまざまなノウハウがEMiliaに組み込まれているところが大きいだろう。

 現在の大みか事業所には、太陽光発電システムや通信機能を備えた電力量計などが導入されており、これらの“見える化”を行っている。さらに国際規格であるISO 50001に基づくエネルギーマネジメントシステムの運用によって、エネルギー全般に対する利用の高効率化を進めている。この取り組みは、スマートな次世代ファクトリーに向けた活動として評価され、2013年度の「省エネ大賞」を受賞するまでに至った。

 この他にもEMiliaは、日本特殊陶業、日本キャンパック、ニチレイロジグループなどでも利用されている。これらは、EMiliaの多彩な機能を活用し、目的にフォーカスして運用されているのが特長だ。

国内4工場をEMiliaで接続――日本特殊陶業

 日本特殊陶業では、グループ会社の事業所を含む国内4工場をEMiliaで接続し、各種のデータを共有するためのプラットフォームを構築している。共有されるデータは、エネルギーと設備管理に関するものだ。このプラットフォームによって、これまでは工場ごとに運用されていた監視システム向けのPLC(Programmable Logic Controller)などをネットワークを介して一元管理できるようになり、データ収集とBIツールによる分析、設備の監視と制御の効率化なども実現した。予兆診断システムとも連携しており、離れた場所にある工場の機器の異常を遠隔地の拠点から集中管理することも可能だ。

代表的なシステム構成の例 代表的なシステム構成の例[クリックで拡大]

「自己託送」に活用――日本キャンパック

 ペットボトルや缶などへの飲料充填を主力事業とする日本キャンパックは、遠隔地にある自社施設で発電した電力を他の工場に送って使う「自己託送」の仕組みを構築している。EMiliaは、この自己託送の運用を効率的かつスムーズに行うために活用されている。飲料の受託充填ビジネスは、昨今の多品種かつ需要に応じた生産量調整の影響で、作業に必要なエネルギー量の変動が大きい。電力の自己託送はこの課題を緩和する施策の一つだ。同社では、EMiliaで各工場の状況を一括管理・制御し、効率化を進めた。さらに、自己託送の自動化も実現している。

冷凍設備の故障の予兆を見逃さない――ニチレイロジグループ

 食品を主とする低温物流サービスを展開するニチレイロジグループの事業で、特に重要な役割を果たしているのが冷凍設備だ。この冷凍設備の故障は事業の損失に直結するため、故障の予兆を見逃さず稼働停止を回避する手だてが必要となる。ここに、EMiliaが使われている。同社では、日立の空調IoTソリューション「exiida(エクシーダ)※2)」とEMiliaを連携。冷凍倉庫に設置した温度センサー、カメラ、集音マイクなどで得たデータをEMiliaに集め、これをexiidaで分析することで故障の予兆を検出している。このソリューションによって故障発生前に異常が検出できれば、早期に手当を実施することができる。そうすることで、事業損失が回避でき、安定的な物流サービスの提供につながる。

 これら3社の他にも、多彩なデータを扱えるEMiliaは、スマートシティーやビルのエネルギーマネジメントシステムにも採用されている。スマートシティーでは、「HARUMI FLAG※3)」などにもEMiliaをベースに構築したシステムが採用されている。

脱炭素/カーボンニュートラルの実現には、基盤となるプラットフォームが必須

 製造業に代表されるモノづくりの現場では、これまでも省エネの努力が重ねられ、一定の成果を上げてきた。昨今注目が集まる“脱炭素”や“カーボンニュートラル”もこの延長線上にあると考える人は多い。しかし、これらは全く異なる枠として存在するものだ。

日立製作所の大崎暢久氏 日立製作所 産業・流通ビジネスユニット デジタルソリューション事業統括本部 ソリューション&サービス事業部 産業製造ソリューション本部 産業PAソリューション部 主任技師の大崎暢久氏

 日立製作所 産業・流通ビジネスユニット デジタルソリューション事業統括本部 ソリューション&サービス事業部 産業製造ソリューション本部 産業PAソリューション部 主任技師の大崎暢久氏は「省エネによって炭素を減らすだけではカーボンニュートラルは達成できません。カーボンニュートラルに近づけていくためには、再エネを中心とした電源の調達が必要です。その前提として、EMiliaのようなエネルギーマネジメントシステムが必須になるのです」と説明する。

 脱炭素やカーボンニュートラルに向けた取り組みが進めば、結果として省エネにはなる。しかし、省エネがシンプルに投資回収や利益率の向上を目的とするのに対し、脱炭素やカーボンニュートラルの実現には複雑な要素が絡む。GHGプロトコルに基づく、温室効果ガスの直接排出(スコープ1)や間接排出(スコープ2)に加え、事業活動に際しての排出(スコープ3)に関し取引先や顧客に対して証明を行う必要性も出てくる。

 これを実現するには、現状の詳細なデータ取得と分析、広範囲におよぶ調整を瞬時に行う必要がある。これは、単なる省エネとは次元が違う。EMiliaのような統合型のエネルギーマネジメントシステムが注目されているのは、このような切実な理由があるからだ。

「EMilia」はカーボンニュートラルの実現に必要な省エネ、創エネ、再エネ調達、オフセットを支援する基盤となる 「EMilia」はカーボンニュートラルの実現に必要な省エネ、創エネ、再エネ調達、オフセットを支援する基盤となる[クリックで拡大]

機能追加・カスタマイズで、よりフィットしたプラットフォームへ

 EMiliaは、標準機能として多彩なシステムや機器と連携できる柔軟性を備えている。しかし、製造業の現場はそれぞれに独自の設備が構築されている場合が多い。日立ではこれを想定し、導入先にEMiliaをフィットさせ、顧客が求める機能や効果を実現して価値を高めるための方策を用意している。カーボンニュートラル関連での機能追加も、システムインテグレーションで対応可能だ。

 急激に高まった脱炭素/カーボンニュートラルへの社会意識は、製造業に待ったなしの決断を迫っている。対応の第1ステップとして必要なのは、製造過程におけるエネルギーの使われ方を詳細に把握することだ。この時、製造業での採用実績が豊富なEMiliaは大きな助けとなるだろう。

 EMiliaであれば、予兆診断に代表される多彩なシステムとも柔軟に連携できる。エネルギーマネジメントの機能を核に多様なシステムと連携できるので、検討リストに加えてみてはいかがだろうか。

日立製作所の大崎暢久氏(左)と湯上洋氏(右) 日立製作所の大崎暢久氏(左)と湯上洋氏(右)。「EMilia」で製造業の脱炭素実現を支援していく[クリックで拡大]

※1)EMiliaは株式会社日立製作所の日本における登録商標です。
※2)exiidaは日立グローバルライフソリューションズ株式会社の日本における登録商標です。
※3)HARUMI FLAGは三井不動産レジデンシャル株式会社、三菱地所レジデンス株式会社、野村不動産株式会社、住友不動産株式会社、住友商事株式会社、東急不動産株式会社、東京建物株式会社、エヌ・ティ・ティ都市開発株式会社、日鉄興和不動産株式会社、大和ハウス工業株式会社の日本における登録商標です。

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提供:株式会社 日立製作所
アイティメディア営業企画/制作:MONOist 編集部/掲載内容有効期限:2022年2月22日