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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-12-02
(45)【発行日】2024-12-10
(54)【発明の名称】運用管理システム、及び運用管理方法
(51)【国際特許分類】
G06Q 10/0832 20230101AFI20241203BHJP
C01B 3/26 20060101ALI20241203BHJP
B65G 61/00 20060101ALI20241203BHJP
【ＦＩ】
G06Q10/0832
C01B3/26
B65G61/00 542
【請求項の数】
7
(21)【出願番号】P 2020060410
(22)【出願日】2020-03-30
(65)【公開番号】P2021157750
(43)【公開日】2021-10-07
【審査請求日】2023-03-17
(73)【特許権者】
【識別番号】000004444
【氏名又は名称】ＥＮＥＯＳ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100088155
【弁理士】
【氏名又は名称】長谷川 芳樹
(74)【代理人】
【識別番号】100113435
【弁理士】
【氏名又は名称】黒木 義樹
(74)【代理人】
【識別番号】100128381
【弁理士】
【氏名又は名称】清水 義憲
(74)【代理人】
【識別番号】100169454
【弁理士】
【氏名又は名称】平野 裕之
(74)【代理人】
【識別番号】100162640
【弁理士】
【氏名又は名称】柳 康樹
(72)【発明者】
【氏名】清家 匡
(72)【発明者】
【氏名】壱岐 英
(72)【発明者】
【氏名】前田 征児
【審査官】加内 慎也
(56)【参考文献】
【文献】特開２００４－２３８１８０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－００９０６９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－１７１５２２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－１７１５２１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１５－１１３２４０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－１９４７４５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０４－１９２０７４（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０６Ｑ １０／００－９９／００
Ｃ０１Ｂ ３／２６
Ｂ６５Ｇ ６１／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
水素化物を含む原料を製造する原料製造拠点から、前記原料を脱水素反応させることによって水素含有ガスを得る複数の脱水素拠点への前記原料の配送を管理する運用管理システムであって、複数の前記脱水素拠点での脱水素状況に関する第１の情報を取得する情報取得部と、
少なくとも前記第１の情報に基づいて、複数の前記脱水素拠点へ前記原料を配送する配送計画を作成する配送計画作成部と、
少なくとも前記第１の情報に基づいて、前記脱水素拠点に対して前記原料の供給が必要となるタイミングを予測する予測部と、を備え、
前記配送計画作成部は、前記予測部による予測結果に基づいて、前記配送計画を作成し、
前記予測部は、前記脱水素拠点における前記原料の供給量と前記水素含有ガスの製造量のファクターを算出し、前記ファクターと前記脱水素拠点における脱水素装置の触媒の劣化状況に基づいて、前記脱水素拠点に対して前記原料の供給が必要となるタイミングを予測する、運用管理システム。
【請求項2】
前記情報取得部は、前記原料製造拠点での前記原料の製造状況に関する第２の情報を取得し、前記配送計画作成部は、前記第１の情報、及び前記第２の情報に基づいて、前記配送計画を作成する、請求項１に記載の運用管理システム。
【請求項3】
前記第１の情報は、前記脱水素拠点で用いられる前記原料の量に関する原料情報と、前記脱水素反応に伴って生成される脱水素生成物の量に関する脱水素生成物情報と、を含む、請求項１又は２に記載の運用管理システム。
【請求項4】
前記予測部は、前記脱水素拠点における水素の需要量に基づいて、前記脱水素拠点に対して前記原料の供給が必要となるタイミングを予測する、請求項１に記載の運用管理システム。
【請求項5】
前記予測部は、前記脱水素拠点における前記原料の残量に基づいて、前記脱水素拠点に対して前記原料の供給が必要となるタイミングを予測する、請求項１に記載の運用管理システム。
【請求項6】
前記第２の情報は、前記脱水素拠点から回収された脱水素生成物の前記原料製造拠点への供給量データを含む、請求項２に記載の運用管理システム。
【請求項7】
水素化物を含む原料を製造する原料製造拠点から、前記原料を脱水素反応させることによって水素含有ガスを得る複数の脱水素拠点への前記原料の配送を管理する運用管理方法であって、運用管理装置は、複数の前記脱水素拠点での脱水素状況に関する第１の情報を取得する情報取得工程と、
運用管理装置は、少なくとも前記第１の情報に基づいて、複数の前記脱水素拠点へ前記原料を配送する配送計画を作成する配送計画作成工程と、
運用管理装置は、少なくとも前記第１の情報に基づいて、前記脱水素拠点に対して前記原料の供給が必要となるタイミングを予測する予測工程と、を備え、
前記配送計画作成工程では、運用管理装置は、前記予測工程による予測結果に基づいて、前記配送計画を作成し、
前記予測工程では、運用管理装置は、前記脱水素拠点における前記原料の供給量と前記水素含有ガスの製造量のファクターを算出し、前記ファクターと前記脱水素拠点における脱水素装置の触媒の劣化状況に基づいて、前記脱水素拠点に対して前記原料の供給が必要となるタイミングを予測する、運用管理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、運用管理システムに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、脱水素反応させることによって水素含有ガスを得ることができる水素化物を含む原料を用いるシステムとして、例えば特許文献１に挙げるものが知られている。特許文献１の水素供給システムは、原料の芳香族炭化水素の水素化物を貯蔵するタンクと、当該タンクから供給された原料を脱水素反応させることによって水素を得る脱水素反応部と、脱水素反応部で得られた水素を気液分離する気液分離部と、気液分離された水素を精製する水素精製部と、を備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２００６－２３２６０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上述したようなシステムを備える脱水素拠点では、タンクローリーなどで配送されてきた原料が用いられる。また、このような原料は、原料を製造する原料製造拠点から配送される。ここで、一か所の原料製造拠点で製造された原料が、複数の脱水素拠点へ配送される場合がある。例えば、複数の脱水素拠点が広範囲にわたって存在している場合、各脱水素拠点に対して効率よく原料を配送しなくては、タンクローリーなどの移動体の配送頻度が高くなり、その結果配送コストが上がり、最終的に水素のコストが上昇するという問題がある。
【0005】
本発明は、上記課題の解決のためになされたものであり、原料製造拠点から複数の脱水素拠点へ効率よく原料を配送することができる運用管理システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明に係る運用管理システムは、水素化物を含む原料を製造する原料製造拠点から、原料を脱水素反応させることによって水素含有ガスを得る複数の脱水素拠点への原料の配送を管理する運用管理システムであって、複数の脱水素拠点での脱水素状況に関する第１の情報を取得する情報取得部と、少なくとも第１の情報に基づいて、複数の脱水素拠点へ原料を配送する配送計画を作成する配送計画作成部と、を備える。
【0007】
本発明に係る運用管理システムにおいて、情報取得部は、複数の脱水素拠点での脱水素状況に関する第１の情報を取得する。この第１の情報は、それぞれの脱水素拠点において、どのような脱水素状況であるかを把握可能な情報であるため、どの脱水素拠点に対して、どのようなタイミングで原料を配送すればよいかを把握することが可能となる情報である。これに対し、配送計画作成部は、少なくとも第１の情報に基づいて、複数の脱水素拠点へ原料を配送する配送計画を作成する。従って、配送計画作成部は、それぞれの脱水素拠点の脱水素状況を総合的に判断した上で、適切な配送計画を作成することができる。以上より、原料製造拠点から複数の脱水素拠点へ効率よく原料を配送することが可能となる。
【0008】
情報取得部は、原料製造拠点での原料の製造状況に関する第２の情報を取得し、配送計画作成部は、第１の情報、及び第２の情報に基づいて、配送計画を作成してよい。この場合、配送計画作成部は、原料製造拠点での原料の製造状況も考慮した上で、配送計画を作成することができる。
【0009】
第１の情報は、脱水素拠点で用いられる原料の量に関する原料情報と、脱水素反応に伴って生成される脱水素生成物の量に関する脱水素生成物情報と、を含んでよい。この場合、配送計画作成部は、それぞれの脱水素拠点において生成された脱水素生成物の量も考慮した上で、配送計画を作成することができる。
【0010】
運用管理システムは、少なくとも第１の情報に基づいて、脱水素拠点に対して原料の供給が必要となるタイミングを予測する予測部を更に有し、配送計画作成部は、予測部による予測結果に基づいて、配送計画を作成してよい。この場合、配送計画作成部は、予測部による予測結果に基づくことで、実際に脱水素拠点において原料の供給が必要になるタイミングよりも早い段階で、予め配送計画を作成しておくことができる。
【0011】
予測部は、脱水素拠点における水素の需要量に基づいて、脱水素拠点に対して原料の供給が必要となるタイミングを予測してよい。この場合、予測部は、水素の需要量の推移などに基づいて、長期的な予測を行うことができる。
【0012】
予測部は、脱水素拠点における原料の残量に基づいて、脱水素拠点に対して原料の供給が必要となるタイミングを予測してよい。この場合、予測部は、脱水素拠点における原料の実際の残量に基づいて、実際の状況に即した予測を行うことができる。
【発明の効果】
【0013】
本発明によれば、原料製造拠点から複数の脱水素拠点へ効率よく原料を配送することができる運用管理システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】本発明の実施形態に係る運用管理システムを備える水素サプライチェーンの概略図である。
【図2】水素ステーションのブロック構成を示すブロック構成図である。
【図3】ＭＣＨ製造拠点のブロック構成を示すブロック構成図である。
【図4】運用管理システムのブロック構成を示すブロック構成図である。
【図5】運用管理システムの運用管理装置による処理内容を示すフローチャートである。
【図6】水素ステーションのＭＣＨタンクの残量推移を示すグラフである。
【図7】水素ステーションのトルエンタンクの残量推移を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、図面を参照しながら、本発明に係る運用管理システムの好適な実施形態について詳細に説明する。以下の説明において、同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【0016】
図１は、本発明の実施形態に係る運用管理システム１００を備える水素サプライチェーン１の概略図である。水素サプライチェーン１は、水素化物を含む原料を製造する原料製造拠点から、原料を脱水素反応させることによって水素含有ガスを得る複数の脱水素拠点への原料の配送を行うためのサプライチェーンであり、当該配送及び原料の運用は、運用管理システム１００によって管理される。水素サプライチェーン１は、複数の水素ステーション１０（脱水素拠点）と、ＭＣＨ製造拠点３０（原料製造拠点）と、運用管理システム１００と、を備える。また、複数の水素ステーション１０、ＭＣＨ製造拠点３０、及び運用管理システム１００は、ネットワークＮＷに接続されている。水素サプライチェーン１においては、タンクローリーなどの移動体ＴＲが原料の配送、及び脱水素生成物の回収を行う。なお、本実施形態では、水素ステーション内に脱水素装置が設置されているため、水素ステーションを脱水素拠点として例示している。しかし、脱水素装置を水素ステーションに隣接設置させる（すなわち、水素ステーションとは別に設置させる）場合もある。
【0017】
水素ステーション１０は、有機化合物（常温で液体）を原料とするものである。なお、水素精製の過程では、原料である有機化合物（常温で液体）を脱水素した、脱水素生成物（有機化合物（常温で液体））が除去される。原料の有機化合物として、例えば、有機ハイドライドが挙げられる。有機ハイドライドは、製油所で大量に生産されている水素を芳香族炭化水素と反応させた水素化物が好適な例である。また、有機ハイドライドは、芳香族の水素化化合物に限らず、２－プロパノール（水素とアセトンが生成される）の系もある。有機ハイドライドは、ガソリンなどと同様に液体燃料としてタンクローリーなどの移動体ＴＲによって水素ステーション１０へ輸送することができる。本実施形態では有機ハイドライドとして、メチルシクロヘキサン（以下、ＭＣＨと称する）を用いる。その他、有機ハイドライドとしてシクロヘキサン、ジメチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン、デカリン、メチルデカリン、ジメチルデカリン、エチルデカリンなど芳香物炭化水素の水素化物を適用することができる（なお、芳香族化合物は特に水素含有量の多い好適な例である）。水素ステーション１０は、燃料電池自動車（ＦＣＶ）や水素エンジン車に水素を供給することができる。なお、メタンを主成分とした天然ガスやプロパンを主成分としたＬＰＧ、あるいはガソリン、ナフサ、灯油、軽油といった液体炭化水素原料から水素を製造する場合にも適用可能である。
【0018】
本実施形態では、原料として上述のようにＭＣＨを採用し、水素精製の過程で除去される脱水素生成物がトルエンである場合を例として説明する。なお、実際には、トルエンのみならず、未反応のＭＣＨと少量の副生成物及び不純物も存在するが、本実施形態中では、トルエンに混じって当該トルエンと同じ挙動を示す。従って、以下の説明において、「トルエン」と称して説明するものには、未反応のＭＣＨや副生成物も含むものとする。
【0019】
図２を参照して、水素ステーション１０の構成について詳細に説明する。図２は、水素ステーション１０のブロック構成を示すブロック構成図である。図２に示すように、水素ステーション１０は、脱水素装置１１と、ＭＣＨタンク１２と、トルエンタンク１３と、圧縮機１４と、高圧蓄圧器１６と、中間蓄圧器１７と、プレクーラ１８と、水素充填装置１９と、統合制御部２０と、水素ステーションクライアント端末２１と、を備える。なお、中間蓄圧器１７は省略されてもよい。
【0020】
脱水素装置１１は、ＭＣＨタンク１２から供給されたＭＣＨを脱水素反応させることによって水素を得る機器である。脱水素装置１１は、脱水素触媒を用いた脱水素反応によってＭＣＨから水素を取り出す機器である。脱水素触媒は、特に制限されないが、例えば、白金触媒、パラジウム触媒及びニッケル触媒から選ばれる。これら触媒は、アルミナ、シリカ及びチタニア等の担体上に担持されていてもよい。有機ハイドライドの反応は可逆反応であり、反応条件（温度、圧力）によって反応の方向が変わる（化学平衡の制約を受ける）。一方、脱水素反応は、常に吸熱反応で分子数が増える反応である。従って、高温、低圧の条件が有利である。脱水素反応は吸熱反応であるため、脱水素装置１１は、燃料タンク２５に貯留された燃料を燃焼させることで得られる熱によって、加熱される。
【0021】
脱水素装置１１は、脱水素反応によって得られた水素含油ガスを気液分離処理、及び精製処理することによって、純度の高い水素ガスを得る。水素ガスから分離されたトルエンは、トルエンタンク１３で回収されて貯留される。脱水素装置１１で製造された水素ガスは、圧縮機１４によって圧送されて、高圧蓄圧器１６及び中間蓄圧器１７に蓄圧される。なお、中間蓄圧器１７に蓄圧された水素ガスは、圧縮機１４に戻される。なお、ＭＣＨタンク１２は、移動体ＴＲからＭＣＨを補給される。また、トルエンタンク１３は、移動体ＴＲによりトルエンを回収される。
【0022】
水素充填装置１９は、燃料電池自動車（ＦＣＶ）や水素エンジン車に水素を充填する装置である。水素充填装置１９は、高圧蓄圧器１６に蓄圧された水素ガスをプレクーラ１８で冷却させた後に、車両へ充填を行う。
【0023】
統合制御部２０は、水素ステーション１０全体の制御を行うと共に、水素ステーション１０内の各種状態を示す情報を取得して統合する装置である。また、水素ステーションクライアント端末２１は、ネットワークＮＷに接続されることにより（図１参照）、外部と通信することによって、情報の送受信を行う端末である。
【0024】
統合制御部２０は、液面計２２を介してＭＣＨタンク１２内のＭＣＨの量を取得する。統合制御部２０は、液面計２３を介してトルエンタンク１３内のトルエンの量を取得する。統合制御部２０は、装置運転負荷取得部２４を介して脱水素装置１１の装置運転負荷（％）を取得する。統合制御部２０は、水素製造量取得部２６を介して、脱水素装置１１と圧縮機１４との間のラインの水素量、すなわち脱水素装置１１の水素製造量を取得する。統合制御部２０は、圧力計２７，２８を介して高圧蓄圧器１６及び中間蓄圧器１７の蓄圧量を取得する。統合制御部２０は、水素充填量取得部２９を介して水素充填装置１９の水素充填量を取得する。
【0025】
統合制御部２０は、取得した情報から、水素ステーション１０での脱水素状況に関する水素ステーション情報（第１の情報）を編集すると共に、当該水素ステーション情報を水素ステーションクライアント端末２１を介してネットワークＮＷ（図１参照）上へ送信する。統合制御部２０が編集する水素ステーション情報は、ＭＣＨタンク１２のＭＣＨの残量データ、及び脱水素装置１１でのＭＣＨ消費量データを含む。このように、水素ステーション情報は、水素ステーション１０で用いられるＭＣＨの量に関するＭＣＨ情報（原料情報）を含む。また、水素ステーション情報は、トルエンタンク１３のトルエンの残量データ、及び脱水素装置１１からのトルエン回収量データを含む。このように、水素ステーション情報は、脱水素反応に伴って生成されるトルエンの量に関するトルエン情報（脱水素生成物情報）と、を少なくとも含んでいる。更に、水素ステーション情報は、水素充填装置１９による水素供給量データ、及び水素ステーション１０の位置情報も含んでいる。
【0026】
次に、図３を参照して、ＭＣＨ製造拠点３０の構成について詳細に説明する。図３は、ＭＣＨ製造拠点３０のブロック構成を示すブロック構成図である。図３に示すように、ＭＣＨ製造拠点３０は、ＭＣＨ製造装置３１と、副生水素供給部３２と、トルエンタンク３３と、ＭＣＨタンク３４と、出荷設備３６と、統合制御部４０と、ＭＣＨ製造拠点クライアント端末４１と、を備える。
【0027】
ＭＣＨ製造装置３１は、トルエンタンク３３から供給されたトルエンと副生水素供給部３２から供給された水素とを触媒反応させることによって、ＭＣＨを製造する装置である。なお、副生水素供給部３２は、工場などで生じた副生水素を供給する。ＭＣＨ製造装置３１は、製造したＭＣＨをＭＣＨタンク３４に供給して貯留する。出荷設備３６は、ＭＣＨタンク３４に貯留されたＭＣＨを各移動体ＴＲを介してそれぞれの水素ステーション１０へ出荷する。なお、ＭＣＨ製造装置３１は、副生水素のみならず、再生可能エネルギーによる電力を用いて水電解装置で生成した水素を用いて、ＭＣＨを製造してもよい。
【0028】
統合制御部４０は、ＭＣＨ製造拠点３０全体の制御を行うと共に、ＭＣＨ製造拠点３０内の各種状態を示す情報を取得して統合する装置である。また、ＭＣＨ製造拠点クライアント端末４１は、ネットワークＮＷに接続されることにより（図１参照）、外部と通信することによって、情報の送受信を行う端末である。
【0029】
統合制御部４０は、液面計４２を介してトルエンタンク３３内のトルエンの量を取得する。統合制御部４０は、液面計４３を介してＭＣＨタンク３４内のＭＣＨの量を取得する。統合制御部４０は、装置運転負荷取得部４４を介してＭＣＨ製造装置３１の装置運転負荷（％）を取得する。統合制御部４０は、ＭＣＨ製造量取得部４６を介して、ＭＣＨ製造装置３１とＭＣＨタンク３４との間のラインのＭＣＨの量、すなわちＭＣＨ製造装置３１のＭＣＨ製造量を取得する。統合制御部４０は、ＭＣＨ出荷量取得部４７を介して出荷設備３６によるＭＣＨ出荷量を取得する。
【0030】
統合制御部４０は、取得した情報から、ＭＣＨ製造拠点３０でのＭＣＨの製造状況に関するＭＣＨ製造拠点情報（第２の情報）を編集すると共に、当該ＭＣＨ製造拠点情報をＭＣＨ製造拠点クライアント端末４１を介してネットワークＮＷ（図１参照）上へ送信する。統合制御部４０が編集するＭＣＨ製造拠点情報は、ＭＣＨタンク３４のＭＣＨの残量データ、トルエンタンク３３のトルエンの残量データ、出荷設備３６によるＭＣＨ出荷データ、トルエンタンク３３からのトルエン供給量データ、各水素ステーション１０からのトルエン回収量データ、及びＭＣＨ製造拠点３０の位置情報を含んでいる。
【0031】
また、統合制御部４０は、ネットワークＮＷ及びＭＣＨ製造拠点クライアント端末４１（図１参照）を介して、運用管理システム１００から、配送計画、及びＭＣＨ製造計画を受信する。そして、統合制御部４０は、当該ＭＣＨ製造装置運転計画に基づいてＭＣＨ製造装置３１を制御し、配送計画に基づいて出荷設備３６を制御する。また、統合制御部４０は、配送計画、及びＭＣＨ製造計画をＭＣＨ製造拠点３０内でモニタなどに表示することで、作業者への指示も行う。
【0032】
次に、図４を参照して、運用管理システム１００の詳細な構成について説明する。図４は、運用管理システム１００のブロック構成を示すブロック構成図である。図４に示すように、運用管理システム１００は、運用管理装置１０１と、データサーバ１０２と、を備える。データサーバ１０２は、ネットワークＮＷ（図１参照）を介して、水素サプライチェーン１の各種情報を取得して記憶するサーバである。データサーバ１０２は、複数の水素ステーション１０からの水素ステーション情報を記憶し、ＭＣＨ製造拠点３０からのＭＣＨ製造拠点情報を記憶する。また、データサーバ１０２は、ネットワークＮＷ（図１参照）を介して、運用管理装置１０１に情報を送る。
【0033】
運用管理装置１０１は、ＭＣＨ製造拠点３０から、複数の水素ステーション１０へのＭＣＨの配送を管理すると共に、水素サプライチェーン１全体でのＭＣＨの運用を管理する装置である。運用管理装置１０１は、情報取得部１２１と、予測部１２２と、配送計画作成部１２３と、ＭＣＨ製造計画作成部１２４と、補正部１２６と、を備える。
【0034】
情報取得部１２１は、複数の水素ステーション１０での脱水素状況に関する水素ステーション情報を取得する。また、情報取得部１２１は、ＭＣＨ製造拠点３０でのＭＣＨの製造状況に関するＭＣＨ製造拠点情報を取得する。情報取得部１２１は、ネットワークＮＷを介して、データサーバ１０２から、複数の水素ステーション１０の水素ステーション情報、及びＭＣＨ製造拠点３０のＭＣＨ製造拠点情報を取得する。
【0035】
予測部１２２は、水素ステーション情報、及びＭＣＨ製造拠点情報に基づいて、水素ステーション１０に対してＭＣＨの供給が必要となるタイミングを予測する。また、予測部１２２は、水素ステーション情報、及びＭＣＨ製造拠点情報に基づいて、水素ステーション１０からトルエンを回収するタイミングを予測する。予測部１２２は、水素ステーション１０における水素の需要量に基づいて、水素ステーション１０に対してＭＣＨの供給が必要となるタイミング、及びトルエンの回収が必要となるタイミングを予測してよい。また、予測部１２２は、水素ステーション１０におけるＭＣＨの残量に基づいて、水素ステーション１０に対してＭＣＨの供給が必要となるタイミングを予測してよい。また、予測部１２２は、水素ステーション１０におけるトルエンの残量（トルエンがタンクに貯まった量）に基づいて、水素ステーション１０からのトルエンの回収が必要となるタイミングを予測してよい。予測部１２２の詳細な予測方法については、後述する。
【0036】
配送計画作成部１２３は、水素ステーション情報、及びＭＣＨ製造拠点情報に基づいて、複数の水素ステーション１０へＭＣＨを配送する配送計画を作成する。当該配送計画には、複数の水素ステーション１０からトルエンを回収する計画も含まれている。配送計画作成部１２３は、水素ステーション情報及びＭＣＨ製造拠点情報に基づく予測部１２２での予測結果に基づいて配送計画を作成する。配送計画は、どの水素ステーション１０に対してどのようなタイミングでＭＣＨの配送を行うか、どの水素ステーション１０からどのようなタイミングでトルエンの回収を行うか、などの情報を含む。配送計画作成部１２３は、配送に用いられる移動体ＴＲの数、各水素ステーション１０までの距離（すなわち、配送に要する時間）などを考慮して配送計画を作成する。配送計画作成部１２３は、作成した配送計画をＭＣＨ製造拠点３０へネットワークＮＷを介して送信する。これにより、ＭＣＨ製造拠点３０では、当該配送計画に基づいて、移動体ＴＲによるＭＣＨの分配が行われる。
【0037】
ＭＣＨ製造計画作成部１２４は、ＭＣＨ製造拠点３０におけるＭＣＨ製造計画を作成する。ＭＣＨ製造計画作成部１２４は、水素ステーション情報、ＭＣＨ製造拠点情報、及び配送計画に基づいて、ＭＣＨ製造計画を作成する。ＭＣＨ製造計画作成部１２４は、どのようなタイミングで、どの程度の量のＭＣＨが配送されるかを考慮して、ＭＣＨ製造計画を作成する。ＭＣＨ製造計画作成部１２４は、作成したＭＣＨ製造計画をＭＣＨ製造拠点３０へネットワークＮＷを介して送信する。これにより、ＭＣＨ製造拠点３０では、当該ＭＣＨ製造計画に基づいて、ＭＣＨの製造が行われる。
【0038】
補正部１２６は、複数の水素ステーション１０における実際の運用状況を考慮して、配送計画、及びＭＣＨ製造計画を補正する。例えば、補正部１２６は、ある水素ステーション１０でのＭＣＨタンク１２のＭＣＨの実際の残量、トルエンタンク１３のトルエンの実際の残量が予測と異なっている場合などに、配送計画、及びＭＣＨ製造計画を補正する。補正部１２６は、補正した配送計画、及びＭＣＨ製造計画をＭＣＨ製造拠点３０へネットワークＮＷを介して送信する。
【0039】
次に、図５を参照して、本実施形態に係る運用管理システム１００による管理方法について説明する。図５は、運用管理システム１００の運用管理装置１０１による処理内容を示すフローチャートである。まず、運用管理方法の一例として、水素の需要予測から配送計画を作成する方法について説明する。
【0040】
まず、運用管理装置１０１の情報取得部１２１は、データサーバ１０２から、ＭＣＨ製造拠点３０のＭＣＨ製造拠点情報、及び複数の水素ステーション１０の水素ステーション情報を取得する（ステップＳ１０）。次に、予測部１２２は、水素ステーション情報、及びＭＣＨ製造拠点情報に基づいて、水素ステーション１０に対してＭＣＨの供給が必要となるタイミング、及び水素ステーション１０からトルエンを回収するタイミングを予測する（ステップＳ２０）。
【0041】
具体的には、予測部１２２は、所定の時間範囲の水素ステーション１０での水素の充填量推移に基づいて、それぞれの水素ステーション１０における水素需要量予測を作成する。なお、所定の時間範囲は、予測を作成出来る程度の情報量が含まれる長さであることが好ましい。また、所定の時間範囲は、リアルタイム性を担保できる程度に、長すぎないことが好ましい。所定の時間範囲として、例えば、直近の一週間の範囲が設定されてよい。その他、所定の時間範囲として、数日～数週間の範囲が設定されてよい。なお、予測部１２２は、水素需要量の予測に用いるデータとして、直近の時間範囲に限らず、季節によって水素の需要量が変動するような場合は、例えば過去の同じ季節における水素需要量も考慮してよい。
【0042】
また、予測部１２２は、それぞれの水素ステーション１０における水素製造量データ、ＭＣＨ供給量、及びトルエン回収量から、脱水素転化率及び水素回収率を求め、ＭＣＨ供給量と水素製造量のファクターを算出する。なお、予測部１２２は、触媒劣化等によってファクターが変化するので、当該変化を考慮してファクターを都度更新する。予測部１２２は、それぞれの水素ステーション１０の水素需要量予測と、上記ファクターとに基づいて、ＭＣＨ消費量及びトルエン回収量の一週間分の予測データ（他の時間範囲を設定した場合は、当該時間範囲に対応する長さの予測データ）を作成する。ＭＣＨ消費量及びトルエン回収量の一週間分の予測データは、一週間においてＭＣＨの供給が必要となるタイミング、及びトルエンを回収するタイミングを把握可能な予測データである。
【0043】
予測部１２２は、ステップＳ２０でそれぞれの水素ステーション１０について作成した予測データを統合する（ステップＳ３０）。例えば、一週間のうち、ＭＣＨの供給が必要になる水素ステーション１０が多い日もあれば、少ない日もある。従って、予測部１２２は、予測データを統合することで、水素サプライチェーン１内の複数の水素ステーション１０の状況を総合的に考慮して、一週間においてＭＣＨの供給が必要となるタイミング、及びトルエンを回収するタイミングを把握可能な予測データを作成することができる。
【0044】
配送計画作成部１２３は、ステップＳ３０で統合された予測データに基づいて、複数の水素ステーション１０へＭＣＨを配送する配送計画を作成する（ステップＳ４０）。配送計画作成部１２３は、それぞれの水素ステーション１０においてＭＣＨの供給が必要となるタイミングと、水素ステーション１０の位置情報とを総合的に考慮して、効率的な配送計画を作成する。例えば、遠距離の水素ステーション１０については、すぐにＭＣＨを配送することができないため、ＭＣＨが不足するタイミングに対して、前倒しで移動体ＴＲを出発させる。また、遠距離の水素ステーション１０は、頻繁に移動体ＴＲを向かわせると輸送コストがかかるため、なるべく頻度が少なくなるように計画する。その一方、近距離の水素ステーション１０は、不足してもすぐにＭＣＨを配送できるため、例えば、遠距離の水素ステーション１０へ向かう途中などで、ＭＣＨを供給してもよい。また、移動体ＴＲは、ＭＣＨを水素ステーション１０に供給してタンクが空になったら、その空になったタンクにトルエンを収容して、ＭＣＨ製造拠点３０へトルエンを輸送する。従って、配送計画作成部１２３は、移動体ＴＲが所定の水素ステーション１０へＭＣＨを配送したら、当該水素ステーション１０のトルエンをそのまま回収したり、帰り道などに他の水素ステーション１０へ立ち寄って、ついでにトルエンの回収を行うなど、効率良くトルエンの回収を行えるような配送計画が作成される。このように、配送計画作成部１２３は、トルエンの回収も考慮した効率的な配送計画を作成する。
【0045】
ＭＣＨ製造計画作成部１２４は、ＭＣＨ製造拠点３０におけるＭＣＨ製造計画を作成する（ステップＳ５０）。ＭＣＨ製造計画作成部１２４は、ステップＳ３０で統合された予測データ、及びステップＳ４０で作成された配送計画に基づいて、ＭＣＨ製造計画を作成する。次に、運用管理装置１０１は、作成した配送計画及びＭＣＨ製造計画をＭＣＨ製造拠点３０へ送信し、これらの計画に基づいた運用を実行する（ステップＳ６０）。
【0046】
なお、運用実行後は、運用管理装置１０１は、水素サプライチェーン１内のそれぞれの水素ステーション１０を監視し、必要に応じて補正部１２６によって配送計画及びＭＣＨ製造計画を補正する。例えば、水素ステーション１０のＭＣＨタンク１２及びトルエンタンク１３の残量に対して閾値を設定し、当該閾値に達したときにアラームを発するようにしてよい。例えば、水素ステーション１０は、ＭＣＨタンク１２のＭＣＨの残量が補給閾値（例えば３０％）にまで減ったら、ＭＣＨの補給が必要であるとし、アラーム閾値（例えば５０％）にまで減ったタイミングでアラームを発生するようにする。水素ステーション１０は、トルエンタンク１３のトルエンの残量が回収閾値（例えば７０％）にまで増加したら、トルエンの回収が必要であるとし、アラーム閾値（例えば５０％）にまで増加したタイミングでアラームを発生するようにする。運用管理装置１０１は、それぞれの水素ステーション１０からのアラームを受信し、予測よりもＭＣＨの減少度合いやトルエンの増加度合いが早い場合、補正部１２６によって配送計画及びＭＣＨ製造計画を補正する。
【0047】
次に、運用管理方法の他の例として、それぞれのＭＣＨタンク１２及びトルエンタンク１３の残量に基づいて、配送計画を作成する方法について説明する。なお、前述の水素の需要予測から配送計画を作成する方法と同趣旨の内容については、説明を省略する。
【0048】
まず、ステップＳ１０において、運用管理装置１０１の情報取得部１２１は、データサーバ１０２を介して水素サプライチェーン１内のそれぞれの水素ステーション１０のＭＣＨタンク１２及びトルエンタンク１３の残量データを、常時取得する。なお、ここでの「残量データを常時取得」とは、ＭＣＨの運用という観点でみた時において、実質的にリアルタイムで残量データを把握できている状態を意味する。従って、運用管理装置１０１が、残量データを数秒、数分に一回の間隔などの時間間隔で取得するような状態のみならず、残量データを一日に一回、または数時間に一回の間隔など、実質的に影響のない範囲でタイムラグを許容した時間間隔で取得しているような状態も「常時取得」に該当するものとする。勿論、運用管理装置１０１は、ネットワークＮＷの通信速度などが許容する範囲で、最も高頻度で残量データを所得してもよい。
【0049】
ステップＳ２０において、予測部１２２は、ステップＳ１０で収集した残量データに基づいて、各水素ステーション１０のＭＣＨタンク１２及びトルエンタンク１３の残量の推移予測を作成する（例えば、図６の実測線ＲＬ１及び図７の実測線ＲＬ２を参照）。ここで、予測部１２２は、ＭＣＨタンク１２及びトルエンタンク１３の残量に対して閾値を設定しておく。例えば、予測部１２２は、ＭＣＨタンク１２の残量が閾値（例えば１０％）以下になる前に、ＭＣＨを受け入れる必要があるものとする。予測部１２２は、トルエンタンク１３の残量が閾値（例えば９０％）以上となる前に、トルエンを回収する必要があるものとする。そして、予測部１２２は、ＭＣＨタンク１２の残量が閾値（１０％）に到達するまで減少する日程と、トルエンタンク１３の残量が閾値（９０％）に到達するまで増加する日程と、を水素サプライチェーン１内の全ての水素ステーション１０について予測する。
【0050】
ステップＳ３０において、予測部１２２は、全ての水素ステーション１０の予測データを統合する。ステップＳ３０において、配送計画作成部１２３は、上述の統合された予測データに基づいて、水素ステーション１０の位置情報を考慮して効率よく配送できるように、配送計画を作成する。また、ステップＳ４０において、ＭＣＨ製造計画作成部１２４は、統合された予測データに基づいて、ＭＣＨ製造計画を作成する。なお、配送計画作成部１２３及びＭＣＨ製造計画作成部１２４は、ＡＩを利用して配送計画及びＭＣＨ製造計画を作成してよい。
【0051】
図６は、ある水素ステーション１０のＭＣＨタンク１２の残量推移を示すグラフである。図７は、ある水素ステーション１０のトルエンタンク１３の残量推移を示すグラフである。ここでは、ＭＣＨタンク１２及びトルエンタンク１３がいずれも５０ｍ３であり、移動体ＴＲがローリー容量３０ｔのタンクローリーであるものとする。また、水素ステーション１０の一日のＭＣＨ使用量が約１８ｍ３であり、一日のトルエン生成量が約１６ｍ３であり、１００％負荷で運転しているものとする。
【0052】
図６に示すように、予測部１２２は、一日目のＭＣＨタンク１２の残量データを取得する。すると予測部１２２は、実測線ＲＬ１の「０日」から「１日」へ至るような推移で残量が推移していることを把握する。予測部１２２は、当該実測線ＲＬ１の残量推移に基づいて、予測線ＥＬ１を設定する。これにより、予測部１２２は「１日」以降の残量推移を予測する。予測部１２２は、予測線ＥＬ１がタンク下限ラインＤＬ（１０％）に達する日程を「受入日」として認定する。ここでは、「２日」と「３日」との間に「受入日」が設定されている。従って、配送計画作成部１２３は、「２日」と「３日」の間の何れかの時点でＭＣＨタンク１２にＭＣＨが補給されるように、配送計画を作成する。これにより、「３日」では、ＭＣＨタンク１２の残量が「１００％」となっている。以降は、運用管理装置１０１は同様の処理を繰り返す。これにより、実測線ＲＬ１に示すように、ＭＣＨタンク１２の残量は、タンク下限ラインＤＬに到達する前段階に１００％に回復するような推移が繰り返される。
【0053】
図７に示すように、予測部１２２は、一日目のトルエンタンク１３の残量データを取得する。すると予測部１２２は、実測線ＲＬ２の「０日」から「１日」へ至るような推移で残量が推移していることを把握する。予測部１２２は、当該実測線ＲＬ２の残量推移に基づいて、予測線ＥＬ２を設定する。これにより、予測部１２２は「１日」以降の残量推移を予測する。予測部１２２は、予測線ＥＬ２がタンク上限ラインＵＬ（９０％）に達する日程を「回収日」として認定する。ここでは、「２日」と「３日」との間に「回収日」が設定されている。従って、配送計画作成部１２３は、「２日」と「３日」の間の何れかの時点でトルエンタンク１３からトルエンが回収されるように、配送計画を作成する。これにより、「３日」では、トルエンタンク１３の残量が「０％」となっている。以降は、運用管理装置１０１は同様の処理を繰り返す。これにより、実測線ＲＬ２に示すように、トルエンタンク１３の残量は、タンク上限ラインＵＬに到達する前段階に０％に回復するような推移が繰り返される。
【0054】
次に、本実施形態に係る運用管理システム１００の作用・効果について説明する。
【0055】
運用管理システム１００において、情報取得部１２１は、複数の水素ステーション１０での脱水素状況に関する水素ステーション情報を取得する。この水素ステーション情報は、それぞれの水素ステーション１０において、どのような脱水素状況であるかを把握可能な情報であるため、どの水素ステーション１０に対して、どのようなタイミングでＭＣＨを配送すればよいかを把握することが可能となる情報である。これに対し、配送計画作成部１２３は、少なくとも水素ステーション情報に基づいて、複数の水素ステーション１０へＭＣＨを配送する配送計画を作成する。従って、配送計画作成部１２３は、それぞれの水素ステーション１０の脱水素状況を総合的に判断した上で、適切な配送計画を作成することができる。以上より、ＭＣＨ製造拠点３０から複数の水素ステーション１０へ効率よくＭＣＨを配送することが可能となる。
【0056】
情報取得部１２１は、ＭＣＨ製造拠点３０でのＭＣＨの製造状況に関するＭＣＨ製造拠点情報を取得し、配送計画作成部１２３は、水素ステーション情報、及びＭＣＨ製造拠点情報に基づいて、配送計画を作成してよい。この場合、配送計画作成部１２３は、ＭＣＨ製造拠点３０でのＭＣＨの製造状況も考慮した上で、配送計画を作成することができる。例えば、多数の移動体ＴＲが同時に出荷を行うとＭＣＨ製造拠点３０での製造が間に合わなくなる場合など、配送計画作成部１２３は、移動体ＴＲが時間差で出荷するなどの配送計画を作成できる。
【0057】
水素ステーション情報は、水素ステーション１０で用いられるＭＣＨの量に関する原料情報と、脱水素反応に伴って生成されるトルエンの量に関する脱水素生成物情報と、を含んでよい。この場合、配送計画作成部１２３は、それぞれの水素ステーション１０において生成されたトルエンの量も考慮した上で、配送計画を作成することができる。
【0058】
運用管理システム１００は、少なくとも水素ステーション情報に基づいて、水素ステーション１０に対してＭＣＨの供給が必要となるタイミングを予測する予測部１２２を更に有する。配送計画作成部１２３は、予測部１２２による予測結果に基づいて、配送計画を作成してよい。この場合、配送計画作成部１２３は、予測部１２２による予測結果に基づくことで、実際に水素ステーション１０においてＭＣＨの供給が必要になるタイミングよりも早い段階で、予め配送計画を作成しておくことができる。例えば、図６に示す例において、実測線ＲＬ１がタンク下限ラインＤＬに近づいたタイミングで、移動体ＴＲが出荷を開始したとする。この場合、遠隔地の水素ステーション１０などでは、到着までのタイムラグによって、ＭＣＨタンク１２へのＭＣＨの補給が遅くなりすぎ、実測線ＲＬ１がタンク下限ラインＤＬを下回ってしまう可能性がある。これに対し、予測部１２２が予測線ＥＬ１を用いて予測を行うことで、実測線ＲＬ１がタンク下限ラインＤＬを下回る前段階で、ＭＣＨの補給が可能となる。
【0059】
予測部１２２は、水素ステーション１０における水素の需要量に基づいて、水素ステーション１０に対してＭＣＨの供給が必要となるタイミングを予測してよい。この場合、予測部１２２は、水素の需要量の推移などに基づいて、長期的（例えば一週間）な予測を行うことができる。
【0060】
予測部１２２は、水素ステーション１０におけるＭＣＨの残量に基づいて、水素ステーション１０に対してＭＣＨの供給が必要となるタイミングを予測してよい。この場合、予測部１２２は、水素ステーションにおけるＭＣＨの実際の残量に基づいて、実際の状況に即した予測を行うことができる。
【0061】
本発明は、上述の実施形態に限定されるものではない。
【0062】
例えば、上述の実施形態では、運用管理システム１００は予測部１２２を備えていたが、予測部１２２を省略してもよい。この場合、配送計画作成部１２３は、実測データのみに基づいて、配送計画を作成してよい。例えば、それぞれの水素ステーション１０のＭＣＨタンク１２及びトルエンタンク１３に対してアラーム閾値を設定しておき、配送計画作成部１２３は、アラームが鳴った水素ステーション１０を把握し、当該水素ステーション１０の位置情報を考慮して、配送計画を作成してよい。
【0063】
また、上述の実施形態では、運用管理システム１００は、ＭＣＨ残量データとトルエン残量データの両方を考慮して配送計画を作成していたが、ＭＣＨ残量データだけを考慮してもよい。例えば、運用管理システム１００は、ＭＣＨの配送については効率の良い配送計画を作成し、トルエンの回収については、一定のルールに従った回収を行うことにしてもよい。
【0064】
また、運用管理システム１００の配送計画作成部１２３は、水素ステーション情報に加え、ＭＣＨ製造拠点情報も考慮して、配送計画を作成したが、ＭＣＨ製造拠点情報を考慮しなくてもよい。例えば、ある地域にする配送に使用できる移動体ＴＲの数に比べて、ＭＣＨ製造拠点３０の製造量が大規模であり、ＭＣＨ製造拠点のＭＣＨの残量を実質的に考慮しなくてよいような場合、配送計画作成部１２３は、ＭＣＨ製造拠点情報を考慮しなくともよい。
【符号の説明】
【0065】
１０…水素ステーション（脱水素拠点）、３０…ＭＣＨ製造拠点（原料製造拠点）、１００…運用管理システム、１２１…情報取得部、１２２…予測部、１２３…配送計画作成部。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】