JX日矿日石能源公司对其开发的纯电动汽车（EV）用节能驾驶辅助系统与充电费用动态定价（Dynamic Pricing）机制进行了验证。该系统的着眼点是EV普及后，新一代服务站（service station）所需具备的功能。从验证结果可以看出，上述系统和机制在提高EV的电效和分散充电时间段方面有不小的效果。岩谷产业公司也验证了以氢气方式将光伏发电及风力发电等可再生能源产生的剩余电力储存起来，在地区电力需求紧迫时用燃料电池来发电的系统，以及可根据动态定价机制下的电价变动进行自动控制的系统。
JX日矿日石能源的目标是，验证向驾驶员提供的信息及鼓励措施为提高纯电动汽车（EV）电效带来的效果，并验证与CEMS（区域能源管理系统）联动、根据地区电力需求来调整充电费用的“运输版动态定价”的效果。位于北九州市东田地区的服务站“Dr.Drive Self八幡东田店”设置的快速充电器是此次验证用系统的核心（照片1）。
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【照片1】服务站设置的验证用快速充电器
EV在此停车后，安装在充电器旁的显示器上就会显示出电效。 |
节能驾驶辅助服务于2012年11月开始提供。参加者是在北九州市东田地区居住或工作的试用者，车辆均为三菱“i-MiEV”。来服务站充电的EV在充电器前停车后，就会通过无线通信（WiFi）方式，开始与记录行驶信息的车载设备交换信息。节能驾驶辅助系统会根据从EV收集的行驶距离及蓄电池剩余电量等信息，计算上次充电之后行驶的电效，然后显示在充电器旁安装的显示器上。驾驶员每次充电时都能查看电效。
使用安装了专用APP的智能手机也能访问系统，包括历史信息在内，驾驶员随时都能查看系统存储的电效信息。
通过传授技巧，使电效提高10％
虽然只是在每次充电时告知驾驶员电效，但仍能看出有电效提高的倾向。在2012年11月该服务刚开始提供时，平均电效为8.46km/kWh，3个月之后的2013年2月，平均电效达到了8.65km/kWh，提高了2.2％。
EV的电效会因为是否使用车载空调而大不相同。日本中部电力公司利用i-MiEV实施的另一项实验显示，最大限度使用空调时，电效会降低约20％。虽然此次并未测定空调的使用率，但2月比11月气温低。JX日矿日石能源的相关负责人推测说，“实际电效的提高可能会超过表面数字”。一般来说，EV的加速性能出色，驾驶员总是喜欢踩油门。似乎只需让驾驶员注意电效，就能让驾驶变得慎重。
节能驾驶辅助系统的第二项服务是“邮件通知”。2013年7～10月的4个月内，每个月都会向用户发送总结了节能驾驶的具体要点及窍门的“节能驾驶通信”（图1）。比如，会在邮件中写明“早点松开油门”及“轻踩刹车”等具体建议。这些都是EV特有的节能驾驶技巧，如果能够灵活运用松开油门踏板或踩下刹车时发电的再生制动功能，电效就会提高。这项措施所取得的成果是，与刚开始提供服务时相比，4个月后的平均电效提高了约10％。
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【图1】面向驾驶员发送的“节能驾驶通信”
总结了节能驾驶的具体要点和窍门。 |
利用动态定价机制，使充电时间段转移
此次实证实验中，除了验证电效改善效果之外，另一个重点是验证充电费用随时间段发生变动的动态定价的效果。导入动态定价机制之前（充电免费期间），快速充电器的使用会在上班时间8～9点出现一个小高峰，而在下班时间17～19点使用得最多，高峰出现在18点左右。与整个地区的电力需求高峰完全重合。
快速充电器在短时间内需要很大的输出功率。想要抑制地区的电力需求高峰，必须鼓励用户在电力需求宽裕的时间段来充电。因此导入了充电收费制度，10％的费用为白天27日元（8点～20点），夜间12日元（20点～次日8点），此外，还在快速充电器使用较多的8～9点和18～19点两个时间段设置了高达192日元的收费标准（2012年度）。
结果，快速充电器上午的使用小高峰由9点变成7点，全天的高峰从18点变成20点，成功错开了地区电力需求高峰。削峰率也达到了约25％。对驾驶员实施的问卷调查结果显示，87.5％的人回答称“充电费用调整后，就开始注意充电时间段了”。从验证试验的结果可以看出，动态定价机制对充电高峰转移产生了明显效果。北九州市及JX日矿日石能源打算将此次验证试验中获得的经验运用到今后的CEMS设计和操作中。
以氢气形式储存太阳能等产生的剩余电力
“北九州智能社区创造事业”项目计划利用以光伏发电为主的可再生能源满足10％的电力需求。为此，必须在春季和秋季的休息日等电力需求减少的时期，促进大量剩余电力的有效利用。岩谷产业公司的做法是利用氢基础设施来解决这一课题。
岩谷产业在东田地区的老年人护理设施“爱香苑”中设置了每小时可产生2Nm3氢气的水电解装置、储氢罐以及额定输出功率为4kW的燃料电池，于2013年度启动了实证实验（照片2）。在源自可再生能源的电力有剩余时，将其转换成氢气储存起来；在电力需求增加时，则启动以氢气为燃料的燃料电池来供电。目的是为地区的电力供需调整做出贡献。
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【照片2】设置在爱香苑的水电解装置和燃料电池
水电解装置（左）每小时可产生2Nm3的氢气。燃料电池（右）为高分子固态电解质型，输出功率为4kW。 |
2013年8月获得并网许可之后，岩谷产业开始实施实证实验。该实验以反映地区电力供求的电力单价为信号，电价下滑时，通过水电分解制造氢气并预先将其储存起来，电价上涨时再使用这些氢气，通过燃料电池来发电。这一流程是自动进行的。
“北九州职能社区创造业务”项目实施了根据当地电力供求情况调整电费的动态定价机制。在2013年秋季的休息日，启动了在需求骤降的日子降低电力单价以促进需求的CBP（Critical Bottom Pricing）制度。CBP是否实施由当地节电所根据前一天的天气预报来决定。
为了应对电力单价骤变，岩谷产业开发出了自动切换水电解装置运转模式和燃料电池运转模式的控制软件。从某一天的运行图可以看出，由于上午宣布实施CBP，中午前后的约1个小时内电力单价出现下滑，因此由运行燃料电池自动切换至水电解装置，制造氢气并储存起来（图2）。
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【图2】支持CBP的运转示例
燃料电池所发电力为正（蓝色），水电解装置的耗电量为负（橙色）。 |
追求对用电者有利的使用方法
岩谷产业还验证了燃料电池的性能。氢罐能以0.20MPa～0.64MPa的压力储存82.8Nm3的氢气，供应108kWh的电量。燃料电池所发电力供爱香苑使用。其原本的目的是，通过利用用电者以前废弃的可再生能源的剩余电力，带来减少CO2排放和降低成本的效果。但岩谷产业的相关负责人表示，对于没有设置光伏发电等的用电者来说，“如果系统的初期成本降低，又采用了动态定价制度，那么也有可能降低用电成本”。据介绍，如果动态定价的电费与普通电费之间的价格差超过4倍，即便无法利用燃料电池发电时产生的废热，也能抵消运转成本。
据岩谷产业介绍，今后将在评估成本优势的同时，追求对用电者有利的使用方法。比如，不仅要根据电费来运转，还要在用电者对电力需求较大时用燃料电池来发电，验证综合考虑了电力使用情况的运转模式。
2013年，岩谷产业还利用设置在北九州市立生命之旅博物馆的100kW磷酸型燃料电池开展了另一项实验。具体来说就是与CEMS或BEMS联动，在地区内的电力需求较大时，提高燃料电池的负荷，使之高于平时的输出，从而为地区的电力削峰做出贡献。
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【图3】2013年4～12月的磷酸型燃料电池运行数据
在电力需求紧迫的8月份，发电量增加。（出处：岩谷产业）（点击放大） |
该燃料电池的额定输出功率为105kW，但可根据当地节电所的指令进行输出调整运转，根据地区需求改变运转输出功率。岩谷产业验证了在电力需求紧迫时将输出功率最大提高至100％的运转模式。从2013年的实际运转情况可以看出，在电力需求紧迫的8月，燃料电池的发电量增加（图3）。
岩谷产业的相关负责人表示，已证实，通过运用燃料电池，“氢气可为地区电力供需稳定及CO2减排做出贡献”。