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公開番号2025076004
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-15
出願番号2023187587
出願日2023-11-01
発明の名称水素供給管理装置および水素供給管理方法
出願人株式会社東芝,東芝エネルギーシステムズ株式会社
代理人弁理士法人サクラ国際特許事務所
主分類G06Q 50/06 20240101AFI20250508BHJP(計算;計数)
要約【課題】複数の需要家へ所定の期間におけるCO₂排出量の制約を満たしつつ水素を供給する。
【解決手段】実施形態によれば、水素供給管理装置100は、入力部110と、各水素需要家から要求される水素量およびCO₂排出量ランクを含む需要家情報を取得する需要家情報取得部121と、水素製造供給プラントの製造計画を含む各装置のプラント情報を取得するプラント情報取得部122と、輸送装置情報取得部123と、水素需要家の優先度と需要家情報とプラント情報とに基づいて各水素需要家へ出荷する水素量およびCO₂排出量ランクを含む出荷計画案を策定する出荷計画部142と、出荷計画案に基づいて各水素需要家に出荷するCO₂排出量を演算する排出量演算部141と、各水素需要家の所定期間におけるCO₂排出予測積算量を算出し出荷計画を決定する排出量管理部143と、を備える。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
対象とする水素製造供給プラントにより製造され輸送装置により輸送される水素についてＣＯ
２
排出量を考慮しながら複数の水素需要家への供給を管理する水素供給管理装置であって、
前記ＣＯ
２
排出量の演算のためのパラメータを含む外部入力を受け入れる入力部と、
複数の前記水素需要家のそれぞれから要求される水素量およびＣＯ
２
排出量情報を含む需要家情報を取得する需要家情報取得部と、
前記水素製造供給プラントの製造計画を含む各装置のプラント情報を取得するプラント情報取得部と、
前記輸送装置の情報を取得する輸送装置情報取得部と、
複数の前記水素需要家の優先度と、前記需要家情報と、前記プラント情報とに基づいて複数の前記需要家のそれぞれに出荷する前記水素量および前記ＣＯ
２
排出量情報を含む出荷計画案を策定する出荷計画部と、
前記出荷計画案に基づいて、前記入力部で入力されたパラメータを用いて複数の前記水素需要家のそれぞれに出荷する前記水素量に付随する前記ＣＯ
２
排出量を演算する排出量演算部と、
前記ＣＯ
２
排出量に基づいて複数の前記水素需要家のそれぞれについての所定期間におけるＣＯ
２
排出予測積算量を算出し、前記ＣＯ
２
排出予測積算量および前記出荷計画案に基づいて、複数の前記水素需要家のそれぞれへの出荷計画を決定する排出量管理部と、
を備えることを特徴とする水素供給管理装置。
続きを表示（約 1,600 文字）【請求項２】
前記入力部は、複数の前記水素需要家の前記優先度を前記外部入力として受け入れることを特徴とする請求項１に記載の水素供給管理装置。
【請求項３】
前記需要家情報ならびに演算方式選択値に基づいて、複数の前記水素需要家のそれぞれの前記優先度を導出する優先度演算部をさらに備え、
前記入力部は、前記演算方式選択値を前記外部入力として受け入れる、
ことを特徴とする請求項１に記載の水素供給管理装置。
【請求項４】
前記出荷計画部は、
前記優先度の高い順に前記需要家情報にしたがって前記出荷計画案を策定する優先順受け入れ方式と、
前記製造計画に基づく全量を、複数の前記水素需要家のすべてに分配する全需要分配方式と、
のいずれかを選択可能に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の水素供給管理装置。
【請求項５】
前記出荷計画部は、
過去の前記出荷計画と、過去の前記出荷計画に利用した前記プラント情報、前記需要家情報を用いて、出荷計画モデルを学習する出荷計画モデル学習部と、
学習した結果により前記出荷計画モデルを推定する出荷計画推定部と、
を有することを特徴とする請求項１に記載の水素供給管理装置。
【請求項６】
前記需要家情報と、前記プラント情報とに基づいて、複数の前記水素需要家のそれぞれの水素需要の水素需要予測モデルを学習する水素需要モデル学習部と、
前記水素需要予測モデルを利用して、複数の前記水素需要家のそれぞれの水素需要量を推定する水素需要推定部と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の水素供給管理装置。
【請求項７】
決定された複数の前記水素需要家それぞれへの水素供給計画で製造計画上、余剰分を生ずる場合に、前記余剰分についての供給計画を作成する追加供給演算部をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の水素供給管理装置。
【請求項８】
対象とする水素製造供給プラントにより製造され輸送装置により輸送される水素についてＣＯ
２
排出量を考慮しながら複数の水素需要家への供給を管理する水素供給管理方法であって、
入力部が、前記ＣＯ
２
排出量の演算のためのパラメータを含む外部入力を受け入れるステップと、
需要家情報取得部が、複数の前記水素需要家のそれぞれから要求される水素量およびＣＯ
２
排出量ランクを含む需要家情報を取得するステップと、
プラント情報取得部が、前記水素製造供給プラントの製造計画を含む各装置のプラント情報を取得するステップと、
輸送装置情報取得部が、前記輸送装置の情報を取得するステップと、
出荷計画部が、複数の前記水素需要家の優先度と、前記需要家情報と、前記プラント情報とに基づいて複数の前記水素需要家のそれぞれに出荷する前記水素量および前記ＣＯ
２
排出量ランクを含む出荷計画案を策定するステップと、
排出量演算部が、前記出荷計画案に基づいて、前記入力部で入力されたパラメータを用いて複数の前記水素需要家のそれぞれに出荷する前記水素量に付随する前記ＣＯ
２
排出量を演算するステップと、
排出量管理部が、前記ＣＯ
２
排出量に基づいて複数の前記水素需要家のそれぞれについての所定期間におけるＣＯ
２
排出予測積算量を算出し、前記ＣＯ
２
排出予測積算量および前記出荷計画案に基づいて、複数の前記水素需要家のそれぞれへの出荷計画を決定するステップと、
を有することを特徴とする水素供給管理方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、水素供給管理装置および水素供給管理方法に関する。
続きを表示（約 3,700 文字）【背景技術】
【０００２】
わが国では、２０２３年４月より、ＧＸ（グリーントランスフォーメーション）リーグにおいて排出量取引制度（ＧＸ－ＥＴＳ）が開始されている。排出量取引制度では、掲げた目標以上の排出量を削減した場合、その超過削減分を売却することができる。今後、これまで以上に企業自身が積極的に排出量の削減を推進すると考えられ、その中で水素供給管理の重要性が高まることが予想される。
【０００３】
水素については、世界各国で、クリーン水素の確保のためにＣＯ
２
排出量に閾値を設定することが検討されている。日本においても、水素の製造・供給工程において国際的に遜色のないＣＯ
２
排出量の閾値が検討される。このため、水素エネルギー管理システムにおいても、ＣＯ
２
排出量の管理機能が必須となることが想定される。また、ＣＯ
２
排出量は短期間の管理ではなく、1年以上のような長期的な管理が必要となり、さらに複数の水素需要家への供給する水素のＣＯ
２
排出量を一括して管理する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２２－９６１６８号公報
特許第７２５７５８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
将来、水素製造プラントが供給する水素にはＧＨＧ（ＧｒｅｅｎｈｏｕｓｅＧａｓ）排出量の情報を付与することが求められる。各企業が活動する際に発生するＧＨＧ排出量の計算に必要な情報であるため、水素供給者としてＧＨＧ排出量の情報を付与することは必須となる可能性がある。以下では、ＧＨＧ排出量としてＣＯ
２
の排出量を例にとって説明する。
【０００６】
水素製造プラントにおいて、水素製造に関わる全ての電力を再生可能エネルギー（以下、再エネとする）とすることができれば、ＣＯ
２
排出量は０ｋｇ－ＣＯ
２
／ｋｇ－Ｈ
２
となる。しかしながら、再エネの発電量の変動により一時的に化石燃料由来の電力を利用することが度々発生すると考えられる。化石燃料由来の電力が多くなれば、製造する水素１ｋｇあたりのＣＯ
２
排出量が増加し、低炭素水素（水素基本戦略では、３．４ｋｇ－ＣＯ
２
／ｋｇ－Ｈ
２
以下が低炭素水素）を希望する水素需要家へは、出荷できなくなる。
【０００７】
水素製造におけるＣＯ
２
排出量は、再エネの発電量に大きく影響されるため、再エネの発電量や水素需要などに応じて、適切に水素製造を計画する必要がある。特に、一つの水素製造プラントが複数の水素需要家へ水素を供給する際に、どの需要家へどのくらいのＣＯ
２
排出量の水素をどれだけ供給することがシステム全体として良好な結果になるかを把握するのは、非常に困難であるが望まれることである。また、需要家との契約によっては、ＣＯ
２
排出量は毎回の水素供給の制約ではなく、長期間における制約となることも考えられ、長期間にわたって複数の水素需要家への供給した水素のＣＯ
２
排出量を管理することも求められる。
【０００８】
本発明が解決しようとする課題は、複数の需要家が異なるＣＯ
２
排出量の水素を希望した場合でも、所定の期間におけるＣＯ
２
排出量の制約を満たしつつ各需要家へ水素を供給することができる水素供給管理装置および水素供給管理方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述の目的を達成するため、本実施形態に係る水素供給管理装置は、対象とする水素製造供給プラントにより製造され輸送装置により輸送される水素についてＣＯ
２
排出量を考慮しながら複数の水素需要家への供給を管理する水素供給管理装置であって、前記ＣＯ
２
排出量の演算のためのパラメータを含む外部入力を受け入れる入力部と、複数の前記水素需要家のそれぞれから要求される水素量およびＣＯ
２
排出量情報を含む需要家情報を取得する需要家情報取得部と、前記水素製造供給プラントの製造計画を含む各装置のプラント情報を取得するプラント情報取得部と、前記輸送装置の情報を取得する輸送装置情報取得部と、複数の前記水素需要家の優先度と、前記需要家情報と、前記プラント情報とに基づいて複数の前記需要家のそれぞれに出荷する前記水素量および前記ＣＯ
２
排出量情報を含む出荷計画案を策定する出荷計画部と、前記出荷計画案に基づいて、前記入力部で入力されたパラメータを用いて複数の前記水素需要家のそれぞれに出荷する前記水素量に付随する前記ＣＯ
２
排出量を演算する排出量演算部と、前記ＣＯ
２
排出量に基づいて複数の前記水素需要家のそれぞれについての所定期間におけるＣＯ
２
排出予測積算量を算出し、前記ＣＯ
２
排出予測積算量および前記出荷計画案に基づいて、複数の前記水素需要家のそれぞれへの出荷計画を決定する排出量管理部と、を備えることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
第１の実施形態に係る水素供給管理装置と水素製造供給プラントおよび水素需要家との関係を示すブロック図である。
第１の実施形態に係る水素供給管理装置の構成を示すブロック図である。
第１の実施形態に係る水素供給管理方法の手順を示すフロー図である。
第１の実施形態に係る水素供給管理装置が取得した需要家要求情報の第１の例を示す第１の需要家要求情報表である。
第１の実施形態に係る水素供給管理装置が取得した需要家要求情報の第２の例を示す第２の需要家要求情報表である。
第１の実施形態に係る水素供給管理方法における出荷計画の説明のための第１の需要家の要求例を示す第１の需要家要求情報表である。
第１の実施形態に係る水素供給管理方法における出荷計画の説明のための第２の需要家の要求例を示す第２の需要家要求情報表である。
第１の実施形態に係る水素供給管理方法における出荷計画の説明のための第３の需要家の要求例を示す第３の需要家要求情報表である。
第１の実施形態に係る水素供給管理装置が取得した水素製造装置の水素製造計画に関する情報の例を示すプラント情報表である。
第１の実施形態に係る水素供給管理装置が取得した水素製造装置の水素製造計画に関する情報の他の例を示すプラント情報表である。
第１の実施形態に係る水素供給管理装置の出荷計画部による出荷量計画実施ステップの手順の詳細を示す第１のフロー図である。
第１の実施形態に係る水素供給管理装置の出荷計画部による出荷量計画実施ステップにおける優先度順受け入れ方式の手順の詳細を示すフロー図である。
第１の実施形態に係る水素供給管理装置の出荷計画部による出荷量計画実施ステップにおける全水素需要家分配方式の手順の詳細を示すフロー図である。
第１の実施形態に係る水素供給管理装置の出荷計画部による出荷量計画決定ステップの手順の詳細を示すフロー図である。
第１の実施形態に係る水素供給管理装置による水素出荷計画の例を示す水素出荷計画表である。
第１の実施形態に係る水素供給管理方法における出荷計画の説明のための第３の需要家の要求の別例を示す需要家要求情報表である。
図１６の第３の需要家の要求の別例に基づいた、第１の実施形態に係る水素供給管理装置による水素出荷計画の例を示す水素出荷計画表である。
第２の実施形態に係る水素供給管理装置における出荷計画部の構成を示すブロック図である。
第３の実施形態に係る水素供給管理装置の構成を示すブロック図である。
第３の実施形態に係る水素供給管理装置の優先度演算部による優先度演算方法の詳細を示すフロー図である。
第４の実施形態に係る水素供給管理装置の構成を示すブロック図である。
第５の実施形態に係る水素供給管理装置の構成を示すブロック図である。
第５の実施形態に係る水素供給管理方法の手順を示すフロー図である。
第５の実施形態に係る水素供給管理方法の説明のための追加供給可能情報の例を示す水素供給表である。
第５の実施形態に係る水素供給管理装置による出荷計画の例を示す出荷計画表である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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