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多基準意思決定に基づくキャンパス分散型エネルギーシステムの最適化:北九州学術研究都市の事例研究

Optimization of Campus Distributed Energy System Based on Multi-Criteria Decision-Making: A Case Study of Kitakyushu Science and Research Park (原題)

Yi Yu, Weijun Gao

Resourceedings📚 査読済 / ジャーナル2026-04-08#エネルギー転換Origin: JP
DOI: 10.21625/resourceedings.v6i1.1273
原典: https://doi.org/10.21625/resourceedings.v6i1.1273

🤖 gxceed AI 要約

日本語

本研究は、北九州学術研究都市の20年間の運用データに基づき、分散型エネルギーシステムの炭素排出原単位が108%増加したことを診断。AHP-TOPSIS法を用いて、PV、蓄電池、スマートマイクログリッドなどの技術を評価し、PV+蓄電池+スマートマイクログリッドの3技術統合が最適であることを示した。短期的なPV+蓄電池導入から長期的な水素・バイオエネルギー導入までの段階的ロードマップを提案している。

English

This study diagnoses a 108% increase in carbon emission intensity at Kitakyushu Science and Research Park using 20 years of operational data. Applying AHP-TOPSIS, it evaluates technologies including PV, storage, and smart microgrids, finding that a three-technology integration of PV + Storage + Smart Microgrid is most effective. A phased roadmap from short-term PV+storage to long-term bioenergy and hydrogen is proposed.

Unofficial AI-generated summary based on the public title and abstract. Not an official translation.

📝 gxceed 編集解説 — Why this matters

日本のGX文脈において

日本のキャンパス脱炭素化の実証事例として、SSBJや有報での気候関連開示における具体的な削減計画策定に活用可能。AHP-TOPSISの枠組みは再現性が高く、他大学や事業所への展開が期待される。

In the global GX context

This case study provides a transparent MCDM framework for campus decarbonization, relevant to global climate disclosure (e.g., TCFD, ISSB) where entities must demonstrate credible transition plans. The phased roadmap offers a replicable model for other campuses and districts.

👥 読者別の含意

🔬研究者:Provides a validated AHP-TOPSIS framework with synergy evaluation for campus energy system optimization.

🏢実務担当者:Offers a practical phased roadmap for campus decarbonization, including technology combinations and policy compatibility.

🏛政策担当者:Demonstrates the importance of system-level coordination and long-term planning for district-scale energy transitions.

📄 抄録(日本語訳)

大学は、多様なエネルギー需要と革新能力を有することから、カーボンニュートラルへの世界的な道筋における主要なアクターである。著者の過去の研究(2002年から2021年までの20年間の運用データに基づく)により、日本の北九州学術研究都市(KSRP)における分散型エネルギーシステム(DES)は、炭素排出原単位が0.12から0.25 tCO₂/GJへと大幅に増加(+108%)しており、その主な要因は設備の劣化と再生可能エネルギーの導入率低下であることが判明した。この診断に基づき、本研究は、Analytic Hierarchy Process(AHP)とTechnique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution(TOPSIS)を組み合わせたハイブリッド多基準意思決定(MCDM)フレームワークを適用することにより、最適な改善経路を特定することを目的とする。排出削減、経済効率、技術成熟度、政策適合性の4つの基準を用いて、複数の技術およびその組み合わせを評価する。結果は、太陽光発電(PV)システムが単一技術の中で最も高い順位を示し、PV+蓄電が2技術システムの中で最良の性能を達成し、PV+蓄電+スマートマイクログリッドの3技術統合が全体的に最も高い有効性を示し、システムレベルの連携の重要性を強調している。これらの知見に基づき、短期的なPV+蓄電の導入、中期的なGSHPとマイクログリッドの統合、長期的なバイオエネルギーと水素の採用を含む段階的なロードマップが提案される。本研究は、シナジー評価を伴う透明かつ再現可能なAHP–TOPSISフレームワークを提供し、キャンパスの脱炭素化に対する実践的な指針を提供する。

AI 翻訳(deepseek-v4-flash)。 正確を期す場合は下の原文を参照してください。

📄 Abstract(原文)

Universities are key actors in the global pathway to carbon neutrality due to their diverse energy demands and innovation capacity. Based on the author’s previous study using twenty years of operational data (2002–2021), the distributed energy system (DES) at Kitakyushu Science and Research Park (KSRP), Japan, was found to exhibit a significant increase in carbon emission intensity from 0.12 to 0.25 tCO₂/GJ (+108%), primarily driven by equipment degradation and declining renewable penetration. Building on this diagnosis, this study aims to identify optimal improvement pathways by applying a hybrid multi-criteria decision-making (MCDM) framework combining Analytic Hierarchy Process (AHP) and Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution (TOPSIS). Four criteria—emission reduction, economic efficiency, technological maturity, and policy compatibility— are used to evaluate multiple technologies and their combinations. The results show that photovoltaic (PV) systems rank highest among single technologies, while PV +storage achieves the best performance among two-technology systems, and a three-technology integration of PV + Storage + Smart Microgrid demonstrates the highest overall effectiveness, highlighting the importance of system-level coordination. Based on these findings, a phased roadmap is proposed, including short-term deployment of PV + Storage, medium-term integration of GSHP and microgrids, and long-term adoption of bioenergy and hydrogen. This study provides a transparent and reproducible AHP–TOPSIS framework with synergy evaluation and offers practical guidance for campus decarbonization.

🔗 Provenance — このレコードを発見したソース

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gxceed は公開メタデータに基づく研究支援データセットです。要約・翻訳・解説は AI 支援で生成されています。 最終的な解釈・検証は利用者が原典資料に基づいて行うことを前提とします。