①家庭内の交流配電網の使用による直流―交流間のエネルギー変換ロス削減が必要(変換ロス)
電力会社から供給される電気は、火力・原子力・水力発電所で発電される「交流」電力を交流で送電し、建屋内の配電も交流でされています。交流送電の最大メリットは、変圧が容易である点ですが、電気を消費する設備（需要設備）、特に家庭における電気消費機器は殆どのものが「直流」仕様となっており、コンセントから機器（AD変換アダプタ等）に入るまでは交流電力が流れ変換して直流を使用しています。近年CO2対策や省エネ対策が進む中、太陽光発電システムや燃料電池熱電供給システムの普及が進んでいます。ここで問題となっているのが、上記の発電システムは直流で発電するため、家庭内の交流配電網を使用すると直流→交流→直流というエネルギーの変換ロスが生じる点です。近年、直流を利用したパソコンなどの機器使用の増加、直流系統の太陽光発電などの利用の拡大のため、民生での交流－直流のエネルギー変換ロスが増加していることから、これらのエネルギー変換ロスの削減が求められています。特に、太陽光発電が導入され、家庭内の電力の主となる場合には、直流系統のエネルギーシステム導入により、エネルギー変換ロス削減効果が大きいです。本事業のＣＯ２削減評価では、変換ロス回避による削減効果に着目しています。
②家庭用の発電システムの多様化に対応した逆潮流設備のコスト削減及び電力系統への悪影響の回避が必要(逆潮流）
家庭用発電の課題は、自然エネルギーであれば、その発電変動であり、燃料電池であればベースロード運転（燃料電池は、運転を止めたり開始したりといった制御は好ましくなく、しかし、夜も運転すれば電気を使用しないため行き場がない）ですが、これらの余剰の電力は電力会社の電力系統から逆潮流させ売電されています。この逆潮流は発電システムの多様化を進めるための制約要因となっていました。このような背景から電力の余剰分を安全で低コストで蓄電し、使いたいときに使える量を出し入れできる家庭内の発電・蓄電システムの開発が求められているのです。
③民生でのCO2対策とエコイノベーションのシステム改革が喫緊の課題(交流系統におけるイノベーションが起こりにくい）
CO2対策は、産業レベルではかなり厳しいところまで来ていることは周知です。今後の一層のCO2抑制は民生レベルの取り組みが鍵を握っています。例えば、一般の市民から「エアロバイクから電気を回収すればいい」、「トイレの排水で水力発電すればいい」といった生活に即した提案は、実際にエネルギー機器を使用している市民だからこそ気づくアイディアですし、基礎技術はありますが、発生する電気の不安定さ、少なさ、継続時間を鑑みれば、電気消費機器の仕様（定格電圧、定格電流）に満たす実用化技術には至っていないことが多々あります。これは省エネ技術のイノベーションのシステム改革が早急に必要であることを示しているのです。建設したエコラボを実験の場として、家庭用微弱エネルギー発電・回収装置のアイディアを企業や住民から公募し、地域で連携した継続的なエコイノベーションを東北大学を中心として促進し、技術の普及を促すねらいがあります。
④意識せずともCO２削減を可能とする家庭用エネルギーシステムが喫緊の課題（意識しなくともCO２削減）
環境意識の高い人々が確実に増えつつありますが、いまだ大部分を占める「環境意識はあるが、行動に移せない人々」のCO２排出削減対策が喫緊の課題です。行動に移せない人々の意識改革を待つのではなく、行動に移せない人々でも意識せずにCO2削減を可能とする家庭用エネルギーシステムの開発が求められているのです。例えば、「自分の健康を維持する運動行為がエネルギー発電につながる」、「CO2削減効果が数値として表示されることが家族内で競争意識をあおり家族内で苦労なく発電を行う」ことができるエネルギーシステムの開発に焦点を当てたいと考えています。