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一次消費エネルギーの消費量から読み解く住宅の省エネ!

公開日:2021/11/19 | 最終更新日:2021/11/19 | カテゴリ:省エネ全般に関する記事一覧

一次消費エネルギーの消費量から読み解く住宅の省エネ!

今回は「一次消費エネルギー」に注目して、その考え方、住宅の省エネのポイントを見ていきます。

「一次消費エネルギー」の考え方を理解することで、住宅におけるエネルギーを減らすポイントがわかってきます。

それでは、まず今回の記事の結論です。

  • 一次エネルギー消費量とは「住宅設備で1年間に使うエネルギーを表した指標」
  • 冷暖房 / 換気 / 給湯 / 照明 で使うエネルギーの削減率が求められている。
  • 地域や床面積、導入する機器の種類などによって基準となる
    「基準一次エネルギー消費量」は変動する。
  • 「熱に変換する機器」は電力を多く使うため、冷暖房・給湯設備に高効率な機器を導入すると一次エネルギー消費量がグッと下がる。
  • 太陽光発電はエネルギーを創ることができる機器の中で、唯一と言っていいほど年間で使うエネルギーより多くのエネルギーを創り出せる
  • 最終的には、「断熱」「省エネ」「創エネ」のバランスが大事。

一次エネルギー消費量は「家1棟で使うと想定する年間のエネルギー」

(出典: 一般社団法人 日本サステナブル建築協会「幸せなエコライフよくわかる住宅の省エネルギー基準」)

まず「一次エネルギー」とは、自然等から生み出される大本のエネルギーを指します。

石油・石炭が代表的な物質になりますが、その他には天然ガスといった化石燃料と言われる物質、そして、原子力や水力といった発電で生み出されるエネルギーも指します。

わかりやすく変換すると、発電所等で使われているエネルギーと思ってください。

そして、発電所で一次エネルギーを使って、各家庭にライフラインとして送られる電気・ガスといった身近なエネルギーを「二次エネルギー」と言います。

表題では、家1棟が使うエネルギーが一次消費エネルギー、と書いてあります。

ここでみなさんは、家で使うエネルギーが二次エネルギーだから、二次エネルギー消費量の方が正しいのでは?と思うでしょう。

一次エネルギーとして表記しているには、理由があります。

二次エネルギーでは、様々な媒体(電気・ガス・石油・薪など)に変換されており、単位や使用しているエネルギーを同じ基準で比較ができないのが実態です。

例えば電気はkWh、kWといった単位、ガスでは立米、といった具合にそれぞれどっちが多い・少ないが比較しにくいです。

そのため、J(ジュール)という単位で統一されている一次エネルギーにさかのぼって、統一の単位で比較をしているわけです。

電気もガスも、元々は一次エネルギーから変換されたエネルギーです。

その一次エネルギーを比較する指標にしているため、「一次エネルギー消費量」となっています。

一次エネルギー消費量は主に5つの項目に分類

一次エネルギー消費量、すなわち化石燃料や自然由来のエネルギーをどれだけ年間で消費すると想定されるか?という指標であることを紹介しました。

今度は、その一次エネルギー消費量の中身を紐解いていきましょう。

一次エネルギー消費量は、下記の5つが主に消費する項目となっています。

  • 暖房、冷房設備での消費量(地域・床面積や導入設備等により変わる)
  • 換気設備での消費量(熱交換の有無で、冷暖房エネルギーも変わる)
  • 給湯設備での消費量(お風呂や水栓の仕様なども)
  • 照明設備の消費量
  • 家電など住宅設備以外での消費量(床面積で一定)

住宅設備におけるエネルギーとしては、5つ目の家電などの住宅設備以外での消費量を除いた4つで計算されます。

(出典: 一般社団法人 日本サステナブル建築協会「幸せなエコライフよくわかる住宅の省エネルギー基準」)

ZEH補助金などでよく目にする「一次エネルギー消費量20%以上削減」という項目では、この5つ目の家電などの消費量はカウントされません。

純粋に住宅の設備機器として、どれだけ消費量が抑えれるか?をみる必要があるからです。

基準一次エネルギー消費量と設計一次エネルギー消費量

実際の計算は、国立研究開発法人建築研究所が発行・管理する住宅に関する省エネルギー基準に準拠したプログラムで計算を行います。

この計算では、実際に外皮計算(断熱性能の計算)を行った上で、その計算する住宅の床面積・建築する地域・日照条件などを入力していきます。

そのうえで、先ほど紹介した主に5つの消費量を計算するために、導入する設備機器のスペックを1つ1つ入力していきます。

その項目を全て入力していって、最終的に出てくる計算値が「設計一次エネルギー消費量」となってきます。

その単位はJ(ジュール)です、と解説しましたが、計算で算出されるのは「MJ(メガジュール)」です。

Jの100万倍の単位、MJで表記されます。

なお、1MJ(メガジュール)あたりカロリーとkWに変換することができます。

1MJ = 238.889 kcal(キロカロリー)
1MJ = 0.2778 kW(キロワット)

そして続いて、その該当の住宅での設計一次エネルギー消費量と同時に出てくる「基準一次エネルギー消費量」です。

基準一次エネルギー消費量とは、その名の通り基準となる消費量です。

この基準は、床面積や建築する地域などが変わると、この基準自体も変化するようになっています。

変化する理由は、例えば寒冷地であれば冬季の暖房エネルギーは、温暖地よりもどうしても多くなります。

(出典: 一般財団法人建築環境・省エネルギー機構「省エネサポートセンター」「住宅に関する省エネルギー基準に準拠したプログラム」)

また床面積が大きくなったり、主たる居室(一般的にはLDK)が大きくなると、消費するエネルギー量も大きくなると想定されます。

この計算プログラムは、様々な入力条件によって基準すらも変動します。

一方で、地域が変わっても家電で使うエネルギー(テレビや冷蔵庫)は、基本的に変動しにくいと考えられているため、上図の「その他設備」は21,241MJは固定のままです。

(出典: 一般社団法人 日本サステナブル建築協会「幸せなエコライフよくわかる住宅の省エネルギー基準」)

ZEHを満たす基準として「一次エネルギー消費量の20%削減」とは、この「基準一次エネルギー消費量」から20%以上、「設計一次エネルギー消費量」が下回っていることを言います。

以上のように、一次エネルギー消費量は、このような考え方で構成されています。

省エネポイントは「冷暖房」と「給湯設備」

ここまでは、一次エネルギー消費量の考え方を紹介してきました。

この計算で算出される数字は、国交省のモデルハウスでのデータ、補助金を受けた住宅から提出されたデータなどを基に想定値が算出されています。

そのため算出された数値は、実際の光熱費にもおおよそ相関しやすい数値になってきます。

みなさんが気になるポイントは、どうしたら省エネになるの?光熱費を安くできるの?という点でしょう。

もちろん、一次エネルギー消費量が光熱費にそのまま直結するわけではありませんが、抑えるべき傾向は読み解くことができます。

(出典: 経済産業省 資源エネルギー庁「家庭向け省エネ関連情報 省エネって何?」)

まず、一次エネルギー消費量で多くを占める項目は「給湯設備」および「冷暖房設備」です。

どちらも共通して言えるのが、「熱を創り出す項目」である点です。

電気でもガスでも、熱を作り出すということは非常にエネルギーの消費が大きくなります。

そのため、一般的にも効果的と言われている省エネは、

  • 給湯器を高効率なエコキュートにすること
  • LDKのエアコンを高効率なタイプにすること
  • 断熱性能を一定以上に高めることで、エアコンの効きを良くする

この3つを気を付けることで、グッとエネルギー消費量は落ちると共に、光熱費もグッと下がる可能性が高いです。

そのため、ZEH基準である一次エネルギー消費量20%削減も、この給湯・冷暖房設備を高効率なタイプにすると、おおむね達成できる可能性が高いのです。(温暖地)

太陽光発電でエネルギーを創エネする

最後に、一次エネルギー消費量の計算式では、「発電設備の発電量のうち自家消費分」という項目があります。

これは太陽光発電を設置した場合、発電した電気を自己消費すると想定される分です。

太陽光発電を導入すると、下図のように設計一次エネルギーが大幅に削減できます。

(出典: 関西電力株式会社「ZEHの実現」)

またZEH(ネット・ゼロ・エネルギー・ハウスの略語)では、「太陽光発電を使った正味のゼロエネルギー」は、太陽光の発電量で差し引きします。

自己消費分のみで全てエネルギーをまかなえていなくとも、年間で使うエネルギーより創るエネルギーの方が多ければ「正味」としてエネルギーゼロの住宅という基準になっています。

太陽光以外では、ガスを使って発電を行うエネファームもありますが、エネファームだけではZEH基準を達成することは難しく、太陽光発電が必要になってきます。

現実的にも、世の中に一般的に普及している製品の中で、太陽光発電が最も創エネの機器としては優れた発電量・現実的なコストで導入できる機器です。

昨今は蓄電池の導入も進んでいます。

蓄電池はエネルギーを自ら生み出すものではありませんが、余剰してしまった分を貯めておける点では、エネルギー消費量の観点以外で魅力的なポイントがたくさんあります。

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まとめ

一次エネルギー消費量とは何か?という解説を基にすすめてきましたが、住宅における省エネはバランスが大事です。

(出典: 一般社団法人 日本サステナブル建築協会「幸せなエコライフよくわかる住宅の省エネルギー基準」)

太陽光発電をたくさん搭載していても、住宅設備機器で無駄にエネルギーを使っていては本当のエコとは言えません。

断熱性能を一定以上に高め、なおかつ高効率なエコな機器を併用することで初めて、年間で使うエネルギーが削減できるわけです。

そして何より、エコは我慢をするものでもないと考えています。

そのためには太陽光発電で創エネをして、自分が使う分は自分で創り出す、「地産地消」のような考え方で、バランスを取りながらエコライフを送ることが良いでしょう。

今後の、世界的なエネルギーの考え方も、地産地消・エネルギーとして自立したコンパクトシティという方向性に向かっています。

太陽光発電や風力といった再生可能エネルギーでエネルギーを創り出し、使う分は必要最低限、余った分は蓄電池にためて夜間などに使う、こんな時代が始まっています。

まずは、ご自身の新築もしくはリフォームを機に、自分の家で使うエネルギーに関心を持ってもらえれば幸いです。

監修

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エコ発事務局 太陽光アドバイザー

曽山

『誠実、スピーディーな応対』をモットーに日々エコ発を運営しています。 お客様への応対だけでなく全国に数百ある提携業者様とのやり取りをはじめ、購入者様へのキャンペーン企画やウェブサイトの改善など、皆様のお役に立てるよう日々業務に取り組んでいます。 卒FIT後の太陽光発電の活用方法など、お困りごとがございましたら、お問い合わせにてお気軽にご相談下さい。

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