Urban Energy System

Many environmental issues such as global warming and air pollution occur due to energy consumption. What do you imagine with the term “energy system”? You might imagine renewable energy (solar PV, wind, etc.), green buildings, district heating and cooling systems. These constitute our energy system but energy system is a wider concept which involves various components: social activity and resulting energy demand, energy supply to meet energy demand, and environmental emissions. As the population in cities rising globally, it is desirable not only to reduce our energy demand but also optimize energy demand in coordination with energy supply system so as to minimize environmental emissions.

The laboratory named “Urban Energy System” is probably the only one in Japan. We analyze, simulate, evaluate and optimize energy demand in detail focusing on how and for what purpose energy is used (i.e. end-use) at city/regional-scale. Specifically, we conduct research listed below to pursue a sustainable urban energy system.

Research themes

• Development of energy demand models for the Japanese residential and commercial building sectors.
• Development of methodologies for modeling energy demand modelling for instance, activity-based modelling
• Design and evaluation of policy and measures to manage energy demand and GHG emissions.
• Analysis and management of energy demand of buildings and facilities
  (including Osaka University campus buildings)

The laboratory is promoting interdisciplinary research in the area of building environmental engineering, system engineering, technical thermodynamics, electrical engineering and urban planning etc. This interdisciplinary education and research inculcates broad understanding of diverse field related to the building and energy system studies which enable graduates to contribute in the variety of sectors like academia, government, energy, construction and manufacturing industries etc.

The energy-demand side is vitally important while performing an analysis of our energy system. The main themes of the urban energy system laboratory are the urban energy metabolism, evaluation of heat system performance, modeling and management of energy demand, and active utilization of energy demand in smart grids.

More information

• Publications
• Modelling and analysis of Building Energy Demand
• Urban Energy Metabolism
• Active utilization of energy demand in smart grids
• Evaluation of Heat Supply System Performance
• TREES

都市エネルギーシステムとは？

地球温暖化や大気汚染など、環境問題の多くはエネルギーの消費に起因して起こります。環境に優しいエネルギーシステムというと、再生可能エネルギー等エネルギーの供給源の問題としてとらえられがちですが、エネルギー問題の根幹は急激に増大したエネルギー需要の側にあります。現在世界的に都市への人口集中が進む現在、今後のエネルギー消費に起因する環境問題の解決のためには、都市におけるエネルギーの使用のあり方を改善し、その消費量を減らすだけでなく、望ましいエネルギー供給システムを構築するための、エネルギー供給システムと連携したエネルギー消費システムを計画していくことが必要です。

「都市エネルギーシステム」という名前を冠した研究室は、おそらく国内で本研究室だけと思われます。本研究室では、エネルギーシステムを構成する大きな要素であるエネルギー需要端を、都市という「面」として捉え、その全体あるいは要素の分析・評価と最適化を行うことをテーマとしています。具体的には、民生部門を中心とした都市エネルギー需要のモデル化と予測、都市エネルギーシステムに係わる各種技術の評価・開発、建築や都市における熱環境の調整技術の開発・評価、エネルギー効率の高い都市の計画手法に関する研究を通じて、持続可能な都市エネルギーシステムのあり方を追求することを目的としています。（詳しくは下田「都市エネルギーシステム入門」学芸出版社を参照してください）この目的を達成するために、研究室では建築環境工学、エネルギーシステム工学、熱工学、配電工学、都市計画、統計学等にまたがる学際的な教育・研究をおこなっており、卒業生は学界、行政、エネルギー、建設、関連メーカーなどで活躍しています。