スマートホームは、HEMS（Home Energy Management System）という電気やガスなどの使用量をモニターで可視化したり、自動制御することによって、家庭の省エネルギーのための管理ができたり、また、センサーなどによって家族の見守りや防犯ができる住まいのことです。
※ちなみに、住宅向け（Home）をHEMS（ヘムス）、ビル向け（Building）をBEMS（ベムス）、工場向け（Factory）をFEMS（フェムス）、地域全体向け（Community）CEMS（セムス）となります。
スマートホームのデバイスの一つとしてスマートサーモスタット「Nest」というさまざまなセンサーと人工知能が搭載された温度を調節する装置で、Nestと電化製品との連携によって、室温を快適に保ちながら、節電＆省エネもできるそうです。
【参考リンク】
■エネルギー業界は「IoT」と「5G」と「ブロックチェーン」によって劇的に変わる！
なぜエネルギー業界は「IoT」と「5G」と「ブロックチェーン」によって劇的に変わると考えられるのでしょうか。
●IoT
5Gに関する間違った通説とその真実｜NOKIA
温度センサー、窓自動開閉制御、暖房管理、侵入警報、家電製品等、全てが無線でつながり、住人がいつでもどこにいても自宅の情報を管理することができます。こうしたセンサー情報の多くは、データレートや電力量が小さくコストも低いですが、監視装置等ではリアルタイムのHD動画を扱うことになります。よって、5Gでは消費電力の効率化や不要な信号の抑制だけでなく、多様な接続デバイスの一元管理が必須となります。
IoT（モノのインターネット化）時代になり、スマートホームが注目されていますが、家庭内でも様々なセンサー、例えば室内の温度を管理する温度センサーや暖房管理、ホームセキュリティーとしての窓自動開閉制御や侵入警報、その他家電製品がインターネットにつながり、いつでもどこでも家に関する情報を管理することができる時代になってきています。
しかし、そうしたセンサーの一つ一つのコストや消費電力は小さいものであっても、自宅部屋内の約100個の端末・センサーがネットに接続するようになれば大きいものになってくるでしょう。
そこで、多様なデバイスを同時接続して、低消費電力なIoTを実現するためのテクノロジーが必要になってくるのですが、ここで重要になるのが「5G」です。
●5G
5Gは、様々な周波数帯、様々な無線技術から構成されるネットワークとなって、様々な利用シナリオ（超高速・多数同時接続・超低遅延）でユーザーが満足できる品質を提供できる第5世代移動通信システムであり、すべてのものがインターネットに接続される時代の物事の土台（その上にすべてを積み上げてゆく土台）となる技術です。
スマートグリッドに注目が集まっていますが、従来の配電網や公共ネットワークではセキュリティ・信頼性・安定性を確保することが難しいそうです。
ファーウェイ、世界初となるスマートグリッド向け5Gネットワークスライシングアプリケーションのデモを実施
（2017/10/4、ファーウェイ）
従来、配電網は専用線または通信事業者の公衆ネットワークを利用して構築されてきましたが、専用線の構築はコストがかさむうえに、柔軟性も低くなります。また、公衆ネットワークでは、各サービスを十分に隔離できず、セキュリティの確保と遅延の短縮ができません。
そこで考えられているのが、5Gのネットワークスライシングです。
【初心者向け！5G入門編】5Gで世界はどう変わる？｜5Gとは？特徴は超高速・多数同時接続・超低遅延｜#5G についてコレだけおさえよう！で紹介した2020年に向けた５G及びITS・自動走行に関する総務省の取組等について（2017/6/8、総務省）によれば、現在は、画一のネットワークに異なる要件のアプリ・ サービスのトラフィックが混在していますが、ネットワークスライシング技術をコアネットワークや無線アクセスネットワーク（RAN）などに導入することで、5Gの要求条件や異なる要件を持つサービスに柔軟に対応し、サービス毎に最適なネットワークを提供ができるようになります。
例えば、スライス１を「超高速（eMBB）」、スライス２を「多数接続（mMTC）」、スライス３を「超高信頼・低遅延通信（URLLC）」というようにネットワークスライスを設定することで、アプリ・サービス毎にトラフィックの分離が可能になります。
5Gネットワークスライシングでは、通信ネットワークを個別のネットワークスライスに分割し、特定の産業のニーズに応じて電力の配電をカスタマイズすることができます。これにより、公益業界は信頼性とパフォーマンスに優れたサービスを低コストで実現可能となります。
スマートグリッドサービスへの5Gネットワークスライシングの活用は、まったく新しいアプローチです。通信事業者が提供するネットワークリソースを相互に隔離されたネットワークスライスに変換することで、スマート配電網上で提供される各種サービスに求められる多様なネットワーク要件に対応することが可能となります。また、ネットワークスライシングは消費電力データの収集、配電、電気自動車の充電ステーションのパイル制御、正確な負荷管理、スマート配電網での実現が期待されるその他の重要なサービスにも利用できます
スマートグリッドサービスに5Gネットワークスライシングを活用することができれば、多様なネットワーク要件に柔軟に対応することができ、サービスごとに最適なネットワークを提供することが期待されます。
●ブロックチェーン
ブロックチェーンとは、中央管理者を必要とせず、全ての取引履歴をみんなで共有して、信頼性を担保するシステムといえます。
私たちが今利用しているウェブを「情報のインターネット」だとすれば、ブロックチェーンが実現するものは「価値のインターネット」とも表現されたりもしています。
ブロックチェーンがどのようにエネルギー業界に影響を与えるのでしょうか？
「ブロックチェーン・レボリューション」（著：ドン・タプスコット／アレックス・タプスコット）によれば、
ニューヨーク市では災害に強い街をめざし、ブルックリンの一部にマイクログリッド（小規模なエネルギーネットワーク）を導入する試みを始めている。
そうです。
これが実用化されれば、災害時にもローカル発電による電力供給が可能になったり、再生可能エネルギーの利用によって電力料金を下げることや地域で電力を貯めて必要な時に使うということが期待されます。
現在の電力供給は中央集権型・トップダウン型であり、仮に屋根にソーラーパネルを取り付けて、余った電力を隣の家の人に売ろうとしても、必ず電力会社を経由することになります。
電力会社に送電する過程でロスが出たり、買取価格は電力会社によって決められたものになります。
そこで、注目されているのがブロックチェーンです。
[vimeo]https://vimeo.com/228443955[/vimeo]
TIME Presents LO3 Energy’s Brooklyn Microgrid
LO3はブロックチェーンとスマートコントラクトを利用した分散ネットワーク型のIoT電力供給に取り組んでいる。
ニューヨークの電力スタートアップLO3はブロックチェーンとスマートコントラクト（契約の自動化）を利用した分散型の電力供給に取り組んでいるそうです。
焦点：ブロックチェーン技術、エネルギー市場を大変革か
（2017/12/26、ロイター）
取引データを複数のコンピューターで管理するブロックチェーンは、信用機能を持つ仲介者が存在せず、取引データの書き換えや消去が不可能。こうした特性はエネルギー業界にとって魅力的だ。
エネルギー市場は自由化が進み、再生可能エネルギーが拡大。ユーザー、さまざまな規模の生産者、小売業者、さらにはトレーダーまで巻き込んで取引の複雑化、分散化が進行している。ブロックチェーンはこうした変化に上手に対応する手立てとなる。
ブロックチェーンのシステム内の通貨「トークン」は、太陽光パネルを設置した小口ユーザーである「プロシューマー」（生産行動を行う消費者）間の小規模な取引や省エネを達成したユーザーに見返りを与える手段になる。
ブロックチェーンに「スマートコントラクト」（契約の自動化）を組み合わせることができれば、自動的な取引を市場の最末端に広げ、メーターやコンピューターによって需要と供給を自動的に調整することも可能になる。
全ての取引履歴をみんなで共有して、信頼性を担保するブロックチェーン技術を活用した電力取引サービスができれば、電力会社を通すことなく、余った電力を隣に家に直接販売するということが可能になるのです。
さらにブロックチェーンにスマートコントラクトを組み合わせることができれば、自動的に取引することも可能になってくるでしょう。
また、ブロックチェーンを活用するということは、発電源や送配電に関するトレーサビリティ（追跡可能性）をチェックすることができます。
「ブロックチェーンの衝撃」（ダイヤモンド社）
例えば、再生可能エネルギーからの購買に限定するという契約を結びたい場合、発電源から送配電履歴を記載したブロックチェーンが導入されれば、自動的に記載したスマートコントラクトに記載された要求仕様に適合した電力供給が可能になる。
再生可能エネルギーを応援したいと思う人は、自分がそうした電力を選択できるということになるということです。
ただブロックチェーンにも課題はあります。
それは、ブロックチェーン自体のエネルギー消費です。
「ブロックチェーンの衝撃」（ダイヤモンド社）
たとえば、典型的なコンセンサスメカニズムであるプルーフ・オブ・ワーク（proof-of-work）では、膨大な計算量が必要とされ、それには大量の電力消費が伴う。ある試算では、２０２０年には、一ビットコインのマイニングに、５５００キロワットアワーが必要とされ、その時点でビットコインの採掘に使用される電力は、デンマークのエネルギー消費と同等になるとされている。
【参考リンク】
ブロックチェーンは、「通信システムにおいて、偽りの情報が伝搬される可能性がある時に、正しい合意形成をいかに行うか」というビザンチン将軍問題の解決を、計算量などに転嫁しているとも考えられる。
信頼できない相手との通信をどう信頼するかというビザンチン将軍問題において、プルーフ・オブ・ワーク（proof-of-work：POW）では膨大な計算をこなすことで解決を図ろうというアプローチをしているのですが、それには大量の電力消費を伴うため、現実的にブロックチェーンを導入するには、プルーフ・オブ・ステーク（proof-of-stakes：POS）のような計算量の少ない方法を導入するなどによる問題の解決が必要になります。
■まとめ
「IoT」と「5G」と「ブロックチェーン」には、もちろん期待がある反面、課題も多いことでしょう。
今回挙げたようなシステムにもならない可能性もあると思います。
ただ、エネルギー業界に「IoT」と「5G」と「ブロックチェーン」というテクノロジーが入ってくることは間違いありません。
ぜひエネルギー業界を見る際には、「IoT」と「5G」と「ブロックチェーン」というテクノロジーがどのようにかかわってくるかをチェックしながら見ると、違ったものが見えてくるかもしれません。
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