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Geothermal energy network transition dynamics for the existing building stock - A case study for New York

既存建物ストックを対象とした地熱エネルギーネットワーク遷移動態 - ニューヨークを事例として (AI 翻訳)

Nicholas Fry, Omid Khajehdehi, Sara Hastings‐Simon, Roman Shor, Aggrey Mwesigye

Energy Strategy Reviews📚 査読済 / ジャーナル2026-04-20#エネルギー転換Origin: US
DOI: 10.1016/j.esr.2026.102238
原典: https://doi.org/10.1016/j.esr.2026.102238

🤖 gxceed AI 要約

日本語

地熱エネルギーネットワーク（GEN）は既存建物の冷暖房脱炭素化に有望だが、普及には技術・政策・社会的要因が複雑に絡む。本研究はシステムダイナミクスモデルを構築し、ニューヨークを対象に意見形成・設備更新・物理制約を統合した遷移分析を実施。価格競争力と政策期待が導入速度を左右し、設備更新制約により実導入が遅れることを示した。

English

This study models the transition to geothermal energy networks (GENs) for decarbonizing heating and cooling in existing buildings in New York. Using a system dynamics approach integrating opinion dynamics, technology deployment constraints, and physical operations, it finds that adoption intent can shift rapidly (3 years) but actual deployment is constrained by equipment turnover and network expansion. Price competitiveness and policy expectations are key drivers, while advocate strength can delay favorable adoption.

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

日本でも既存建物の脱炭素が急務だが、地熱ネットワークの普及には地域特性や規制・補助金設計が重要。本モデルは政策介入の効果を定量的に評価可能で、日本のゼロエネルギーハウス（ZEH）や地域熱供給政策への示唆を与える。

In the global GX context

This paper provides a rigorous framework for modeling urban-scale geothermal network transitions, relevant for global cities pursuing building decarbonization. It highlights the gap between consumer intent and actual deployment due to infrastructure and workforce constraints, informing policy design for the clean energy transition.

👥 読者別の含意

🔬研究者:A system dynamics model integrating opinion dynamics and physical constraints for GEN transition analysis; useful for further research on urban energy transitions.

🏢実務担当者:Insights on deployment barriers and key drivers for GEN adoption; can inform utility and city planning for building electrification.

🏛政策担当者:Quantifies how policy expectations and price competitiveness accelerate GEN adoption, while advocate strength can delay it; relevant for designing effective incentives and infrastructure strategies.

📄 抄録（日本語訳）

地熱エネルギーネットワーク（GEN）は、地下熱資源をプールし、ネットワーク化されたヒートポンプシステムを通じてエネルギーを分配することで、既存建物の冷暖房の脱炭素化に向けたユーティリティ規模の経路を提供し、個別改修の多くの制約を回避する。本研究は、意見主導の導入意向、機器寿命とネットワーク利用可能性に制約される技術展開、および物理的に基盤を置くGEN運用サブモデルを結合することにより、ニューヨークにおけるGEN移行ダイナミクスを検討するシステムダイナミクスモデルを開発する。導入意向は、価格競争力、労働力の準備状況、インフラ利用可能性、政策期待、および推進者の強さの影響を捉える拡張意見ダイナミクスフレームワークを用いて表現され、一方、実現される展開は、設置を実現可能な更新・交換率に制限するストック・フロー制約によって支配される。エネルギー消費と排出量は、代表的な冷暖房需要を離散的な展開ブロックでスケーリングするストック・ビニングアプローチを用いて計算され、ストック・フローの整合性を保ち、線形過大スケーリングを回避する。モデル結果は、GEN導入意向が急速に優勢になり、現在のニューヨークの政策と世論条件下で約3年後に化石燃料への好意度を追い越すことを示す。ベースモデル内の様々な外部要因に関するさらなるグローバル感度分析は、GEN導入意向の優勢において約2年から18年の範囲を示す。しかし、実現される展開はネットワーク拡張と機器更新によって制約されたままであり、GEN接続が利用できない場合にハイブリッドシステムが繰り返し発生するフォールバックとして機能することにつながる。ニューヨークの典型的な建物多様性に結び付けられた限定的な想定サービス地域特性には、ピーク熱暖房負荷177 MWと冷房負荷130 MWが含まれる。45年の期間にわたり、モデル化された移行は、現在の系統条件下で、初期状態の静的ベースラインと比較して、約2097 GWhの追加電力消費、7639 GWhの回避されたメタンガス使用、および14%の回避されたCO2換算排出量をもたらす。感度分析は、価格競争力と政策期待が移行タイミングに強く影響する一方、推進者の強さは好ましい導入を数十年遅らせることができ、消費者の意図を物理的なシステム変更に変換する際のインフラ、労働力、および規制メカニズムの重要性を強調することを示す。

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）

Geothermal energy networks (GENs) offer a utility-scale pathway for decarbonizing heating and cooling in existing buildings by pooling subsurface thermal resources and distributing energy through networked heat pump systems, thereby avoiding many limitations of individual retrofits. This study develops a system dynamics model to examine GEN transition dynamics in New York by coupling opinion-driven adoption intent, technology deployment constrained by equipment lifetimes and network availability, and a physically grounded GEN operational submodel. Adoption intent is represented using an augmented opinion-dynamics framework that captures the influence of price competitiveness, workforce readiness, infrastructure availability, policy expectation, and advocate strength, while realized deployment is governed by stock-and-flow constraints that limit installations to feasible retirement and replacement rates. Energy consumption and emissions are calculated using a stock-binning approach that scales representative heating and cooling demand in discrete deployment blocks, preserving stock–flow consistency and avoiding linear over-scaling. Model results indicate that GEN adoption intent becomes predominant rapidly, overtaking fossil fuel favorability after approximately three years under current New York policy and sentiment conditions. A further global sensitivity analysis on various external factors within the base model indicates a range from about 2 to 18 years in GEN adoption intent dominance. However, realized deployment remains constrained by network expansion and equipment turnover, leading hybrid systems to function as a recurring fallback when GEN connections are unavailable. The limited notional service territory characteristics – tied to typical building diversity for New York – include a peak thermal heating load of 177 MW and a cooling load of 130 MW. Over a 45-year horizon, the modeled transition yields approximately 2097 GWh of additional electricity consumption, 7639 GWh of avoided methane gas use, and 14% avoided CO2-equivalent emissions relative to an initial-state static baseline, under present-day grid conditions. Sensitivity analysis shows that price competitiveness and policy expectation strongly influence transition timing, while advocate strength can delay favorable adoption by decades, underscoring the importance of infrastructure, workforce, and regulatory mechanisms in translating consumer intent into physical system change.

🔗 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。