ストレージパリティが生み出す新たなビジネス New business created by Energy storage parity

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さあしゃさだい
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1 Energy Storage Summit Japan セッション１エネルギー貯蔵の枠組み国際比較 Session 1: The Framework for Energy Storage: International Comparison 日本における蓄電池関連の政策動向とビジネスチャンス Policy trends and business opportunities of energy storage in Japan 2018年10月17日環境エネルギー事業本部エネルギーシステム戦略グループ Energy Systems Strategy Group, Environment and Energy Division 主任研究員長谷川功 Isao Hasegawa, Senior Consultant Copyright (C) Mitsubishi Research Institute, Inc.

民間企業と幅広いお客様へサービスを提供するためにさまざまな分野のプロフェッショナル人財を所属することが特色 Copyright (C) Mitsubishi

2 はじめに : 三菱総合研究所のご紹介調査研究政策支援などのシンクタンク機能企業経営戦略サポートなどのコンサルティング機能に加え ICT ソリューションを提供する三菱総研 DCS と一体的にサービスを提供することで社会とお客さまの課題を総合的に解決するシンクタンクグループとして活動官公庁民間企業と幅広いお客様へサービスを提供するためにさまざまな分野のプロフェッショナル人財を所属することが特色 Copyright (C) Mitsubishi Research Institute, Inc. 1 出所 ) 三菱総研ウェブサイトより作成

3 目次 1. 関連政策動向 Policy trends 2. 蓄電池を活用した新たなビジネス New business utilizing energy storage 3. 今後の方向性 Future direction of business Copyright (C) Mitsubishi Research Institute, Inc. 2

4 １関連政策動向第5次エネルギー基本計画での位置づけ 2018年7月に閣議決定されたエネルギー基本計画では蓄電池の重要性が改めて位置づけられたあらゆる論点で蓄電池(蓄電)の重要性に言及登場回数 43回(第５次) 22回(第４次) 蓄電池の位置づけ主なポイントエネルギーシステムへの関わり方は多様に再生可能エネルギーの主力電源化に資する蓄電水素と組み合わせれば脱炭素電源となりうる太陽光風力蓄電池等との組み合わせにより長期安定的な電源として成熟太陽光の自家消費に資する調整力の脱炭素化に資する我が国がリードする先端技術水素蓄電原子力脱炭素化技術の基盤低コスト化に向けた取組や技術開発を進める Copyright (C) Mitsubishi Research Institute, Inc. 3 出所第5次エネルギー基本計画経済産業省を基に三菱総研作成

5 1. 関連政策動向 - 背景 1:2019 年問題 - 背景として 2019 年以降 FIT 期間が終了し売電契約の見直しに迫られる需要家が 100 万件以上発生国内における家庭用蓄電池普及のきっかけとなりえる FIT 契約終了時の需要家の選択肢 1 発電事業を辞める ( パネルを撤去 ) 2 蓄電池や EV と組み合わせ自家消費する ( 余剰は売電する ) 3 小売事業者アグリーゲーター等に全量売電する 4 何もしない ( 送配電事業者が無償で買い取る ) Copyright (C) Mitsubishi Research Institute, Inc. 4 出所 ) 再生可能エネルギー大量導入次世代電力ネットワーク小委員会 ( 第 8 回 ) 資料 3 経済産業省

参考日本全国でのPV導入世帯の割合戸建住宅全体に占める住宅用PV 10kW未満導入件数の割合は以下の通り地域としては九州中部中国地方の導入割合が導入当初から高く北関東と近畿地方が追い上げている 2013.3 2017.12 佐賀県 9.5% 佐賀県 13.8% 熊本県 8.

6 参考日本全国でのPV導入世帯の割合戸建住宅全体に占める住宅用PV 10kW未満導入件数の割合は以下の通り地域としては九州中部中国地方の導入割合が導入当初から高く北関東と近畿地方が追い上げている佐賀県 9.5% 佐賀県 13.8% 熊本県 8.1% 熊本県 12.3% 宮崎県 8.1% 長野県 12.1% 長野県 7.9% 宮崎県 11.9% 大分県 7.5% 静岡県 11.7% Copyright (C) Mitsubishi Research Institute, Inc. 5 出所費用負担調整機関低炭素投資促進機構公表資料を参考に三菱総研作成

7 1. 関連政策動向 - 背景 2: 需給調整市場の開設 - さらに電力システム改革の一環として 2021 年度をめどに需給調整市場を開設予定指令制御監視回線一次調整力 (FCR) オフライン ( 自端制御 ) 二次調整力 1 (S-FRR) オンライン (LFC 信号 ) 二次調整力 2 (FRR) オンライン (EDC 信号 ) 三次調整力 1 (RR) オンライン (EDC 信号 ) オンライン ( 一部オフラインも可 ) 2 オンラインオンラインオンライン専用線 1 ( 監視がオフラインの場合は不要 ) 三次調整力 2 (RR-FIT) 上げ下げ区分上げ / 下げ上げ / 下げ上げ / 下げ上げ / 下げ上げ / 下げ 1 簡易指令システムと中給システムの接続可否についてサイバーセキュリティの観点から国で検討中のためこれを踏まえて改めて検討 2 事後に数値データを提供する必要あり ( データの取得方法提供方法等については今後検討 ) ただし中給システムとオンラインで接続している場合は不要 3 沖縄エリアはエリア固有事情を踏まえて個別に設定 4 中給システムと簡易指令システムの接続が可能となった場合においても監視の通信プロトコルや監視間隔等については別途検討が必要 5 簡易指令システムには上り情報を送受信する機能は実装されていない現時点ではDRの参入がその体操を占めることが想定されエリア需要値の算定に影響が生じないが今後 VPP 等の発電系が接続することでエリア需要の算定制度が低下することが考えられるため上り情報が不要な接続容量の上限を設ける等の対応策を検討出所 ) 第 6 回需給調整市場検討小委資料 2 電力広域的運営推進機関 Copyright (C) Mitsubishi Research Institute, Inc. 6 オンライン専用線 : オンライン簡易指令システム : オフライン 2,5 専用線 1 専用線 1 専用線 1 専用線または簡易指令システム応動時間 10 秒以内 5 分以内 5 分以内 15 分以内 3 45 分以内継続時間 5 分以上 3 30 分以上 30 分以上商品ブロック時間 (3 時間 ) 商品ブロック時間 (3 時間 ) 並列要否必須必須任意任意任意指令間隔 -( 自端制御 ) 0.5~ 数十秒 4 1~ 数分 4 1~ 数分 4 30 分監視間隔 1~ 数秒 2 1~5 秒程度 4 1~5 秒程度 4 1~5 秒程度 4 未定 2,5 供出可能量最低入札量 10 秒以内に出力変化可能な量 ( 機器性能上の GF 幅を上限 ) 5MW ( 監視がオフラインンの場合は 1MW) 5 分以内に出力変化可能な量 ( 機器性能上の LFC 幅を上限 ) 5 分以内に出力変化可能な量 ( オンラインで調整可能な幅を上限 ) 15 分以内に出力変化可能な量 ( オンラインで調整可能な幅を上限 ) 45 分以内に出力変化可能な量 ( オンライン ( 簡易指令システムを含む ) で調整可能な幅を上限 ) 5MW 1,4 5MW 1,4 5MW 1,4 専用線 :5MW 簡易指令システム :1MW 刻み幅 ( 入札単位 ) 1kW 1kW 1kW 1kW 1kW

2. 蓄電池を活用した新たなビジネス -1VPP 実証 - 2016 年度から METI が開始した VPP 実証においても蓄電池をリソースとして活用している応答性の早いリソースと持続力のあるリソースを組合せ各社は需給調整市場への参画を目指しているところ Copyright (C)

8 2. 蓄電池を活用した新たなビジネス -1VPP 実証年度から METI が開始した VPP 実証においても蓄電池をリソースとして活用している応答性の早いリソースと持続力のあるリソースを組合せ各社は需給調整市場への参画を目指しているところ Copyright (C) Mitsubishi Research Institute, Inc. 7 出所 ) 第 7 回 ERAB 検討会資料 8-1 経済産業省

9 出荷台数千台累積台数千台 2. 蓄電池を活用した新たなビジネス -2 定置用蓄電池の拡大 - 定置用蓄電池は 2011 年より着実にその導入量は拡大中需要家向けに設置されている累積で 20 万台容量ベースでは 1GWh 超であり蓄電池の市場として今後もさらに進展する見通し出荷台数 ( 左軸 ) 累計台数 ( 右軸 ) 注自主統計の対象範囲は定置用リチウムイオン蓄電システムでかつピークカット ( ピークシフト ) や急速充電などを目的とする機器などであり移動用途 ( 電動バイク自動車関連建設機械関連自動搬送機等 ) や産業用 ( ロボット無停電電源装置 (UPS)) は自主統計の対象外とするなお鉄道用などバックアップ電源及び使用時は定置用蓄電システムであるが使い終わったら移動できるモノ ( 可搬形の定置用蓄電システム ) は対象に含む蓄電容量は 1kWh 以上でスタンドアロン型と系統連系型がある用途には産業用業務用家庭用などを含む出所 ) 定置用リチウムイオン蓄電システム自主統計日本電機工業会 (JEMA) 自主統計より三菱総研作成 Copyright (C) Mitsubishi Research Institute, Inc. 8

2. 蓄電池を活用した新たなビジネス -3 非常時での活用 - 9/6 に発生した北海道胆振東部地震において北海道電力管内に設置されていた蓄電池が貢献

北海道電力の依頼により 15MW 分の蓄電池の運転を再開蓄電池を調整力として活用することで系統から解列していた風力発電 (4 サイト 103MW)

電池から球場等への電力供給当該蓄電池は系統から自動解列すぐに系統から独立して自営線で連系した公園球場等に電力を供給し非常電源として活躍定格出力蓄電池容量

8 MWh 北海道電力変電所 33kV 連系運転開始日 :2009 年 2 月実証終了後の平成 23 年に稚内市に無償譲渡大型蓄電システム外観建屋内 1F

10 2. 蓄電池を活用した新たなビジネス -3 非常時での活用 - 9/6 に発生した北海道胆振東部地震において北海道電力管内に設置されていた蓄電池が貢献地震発生時に自動解列され再エネ再稼働や非常用電源として活用されその価値が再評価されつつあるレドックスフロー電池を活用し風力発電の再稼働に貢献北海道電力の依頼により 15MW 分の蓄電池の運転を再開蓄電池を調整力として活用することで系統から解列していた風力発電 (4 サイト 103MW) が再稼働することに貢献定格出力蓄電池容量その他 15 MW 60 MWh 南早来変電所 66kV 連系運転開始日 :2015 年 12 月 NAS 電池から球場等への電力供給当該蓄電池は系統から自動解列すぐに系統から独立して自営線で連系した公園球場等に電力を供給し非常電源として活躍定格出力蓄電池容量その他 1.5 MW 11.8 MWh 北海道電力変電所 33kV 連系運転開始日 :2009 年 2 月実証終了後の平成 23 年に稚内市に無償譲渡大型蓄電システム外観建屋内 1F 大型蓄電システム施設メガソーラー ( 左 ) と自営線で連系している球場 ( 右上 ) Copyright (C) Mitsubishi Research Institute, Inc. 9 出所 ) 第 38 回調達価格算定委員会資料等より三菱総研作成

２蓄電池を活用した新たなビジネス ④系統蓄電池の事業性 2015年度の資エ庁調査の結果を踏まえて MRIで系統用蓄電池の事業性評価を実施電気学会で発表蓄電池のマルチユースが可能となれば十分なIRRの水準での事業性があることを示した事業性評価の結果 2030年断面蓄電池のシステム価格とIRRとの関係 2030年断面における10電力会社の全国平均を想定蓄電システムを９万円/kWh

11 ２蓄電池を活用した新たなビジネス ④系統蓄電池の事業性 2015年度の資エ庁調査の結果を踏まえて MRIで系統用蓄電池の事業性評価を実施電気学会で発表蓄電池のマルチユースが可能となれば十分なIRRの水準での事業性があることを示した事業性評価の結果 2030年断面蓄電池のシステム価格とIRRとの関係 2030年断面における10電力会社の全国平均を想定蓄電システムを９万円/kWh イニシャルのみ想定とし充放電効率85%寿命15年として1MW 2時間率の蓄電池をマルチユースした時の収益を算出火力の運転維持費削減やアンシラリーへの貢献による収益が大きい短周期用途による収入 2020年に1MWの系統用蓄電池を設置して15年間運用した場合に期待されるIRR を計算時間容量を2h 4ｈ 6hとしたときの結果を算出マルチユースにより2.3万円/kWh注より高いシステム価格でもIRR5%を達成可能注系統用蓄電池の目標価格長周期用途による収入 10% 2.3[万円/kWh] 9% 8% IRR [%] 7% 6.8[万円 /kwh] 4.5[万円 /kwh] 6% 5% 2時間率 4% 3.3[万円 /kwh] 3% 4時間率 6時間率 2% 1% 0% 蓄電池システム価格 [万円/kWh] 出所系統用蓄電池によるマルチユースサービスの事業性に係るフィージビリティスタディ H30電気学会 B部門大会弊社発表 Copyright (C) Mitsubishi Research Institute, Inc. 10

出力抑制や系統制約の可能性から蓄電池併設の案件が増加既存火力の付加価値増のため蓄電池併設の案件も顕在化系統用 TSO 向け DSO 向け再エネ導入拡大に伴い需給バランスローカル課題が顕在化し系統側での蓄電池設置に進展需要家用

12 3. 今後の方向性 - 蓄電池市場の見通し - 蓄電池の市場は段階的に展開すると考える再エネ併設の蓄電池がまずは顕在化し再エネ導入拡大に伴い系統側での課題解決に使われる蓄電池ニーズが台頭これらにより託送料金増加需要家側での自家消費ニーズが進展という順番で進むと想定これらは再エネ導入スピードや制度設計によっては前倒しになる可能性が十分考えられる短期中期長期発電設備併設 PV WT 向け火力併設出力抑制や系統制約の可能性から蓄電池併設の案件が増加既存火力の付加価値増のため蓄電池併設の案件も顕在化系統用 TSO 向け DSO 向け再エネ導入拡大に伴い需給バランスローカル課題が顕在化し系統側での蓄電池設置に進展需要家用特高向け高圧向け低圧向け FIT 卒業の低圧需要家向け PV への蓄電池併設が顕在化丸の大きさは市場規模の大きさを示す託送料金増加等に伴い需要家での自家発自家消費ニーズが進展 Copyright (C) Mitsubishi Research Institute, Inc. 11 出所 ) 各種資料より三菱総研作成

３今後の方向性次世代蓄電池の開発と導入 NEDOでは先進革新蓄電池材料評価技術開発第2期

13 ３今後の方向性次世代蓄電池の開発と導入 NEDOでは先進革新蓄電池材料評価技術開発第2期 SOLiD-EV を実施年度にむけて全個体リチウムイオン電池の開発を進めている全固体 LIB を適用した EV PHEV 及び電池パックの実用化目標仕様の例全固体リチウムイオン電池の構造 EV用バッテリーの技術シフトの想定 Copyright (C) Mitsubishi Research Institute, Inc. 12 出所先進革新蓄電池材料評価技術開発第2期基本計画 NEDO

14 ３今後の方向性将来ビジョン当社で以下のような将来ビジョンを公表次頁にて拡大版供給側の調整力依存からプロシューマーとも化す需要側の調整力の存在が大きくなってくる需要家はその価値観に応じ ①定額制 ②高付加価値 ③グリッド接続是非を選択できるようになるそのためのさらなる施策が今後検討される必要がある大規模供給者の低炭素化が拡大需要者が供給者にもなるエネマネを介した安価なエネルギー蓄電池と統合制御システムにより低廉なエネルギーを供給定額サービスが一般化太陽光発電貸与等により需要家の負担が最小限となる形で蓄電池が最大限に普及変革ドライバー低炭素化分散化ネットワーク上のあらゆる蓄電池が協調し高品質の電力を維持サービス事業者他サービスとの組み合わせより多様な価値の提供再エネの長期安定電源化種類産地指定常時無制限など高付加価値のエネルギー蓄電池と再エネの需要家への普及拡大 EV/FCVの普及拡大 CSR ESG等の観点からも選択される風力発電低コストな再エネを最大限活用小売事業者余剰電力をエネルギーキャリアへ機器の省エネ化制御の高度化蓄電池内蔵変電所原子力発電所再エネで賄えない低炭素価値を補う需要側からの余剰エネルギー省エネ余地を集約して活用火力発電所再エネで賄えない調整力を補うバイオマスなど含む IoT/AI/ビッグデータ分散エネルギーの有効活用エネルギーを自らつくり貯めて売ることも主流に省エネの推進電気自動車もネットワーク安定化に貢献ネットワークの高度化需給バランスの改善エネルギーシステム改革 EMS アグリゲーター発送電分離におけるネットワークの維持分散エネルギーが有効活用される市場創設合成燃料水素地産地消マイクログリッドサービスステーションスローライフ志向のエネルギー活用等 Copyright (C) Mitsubishi Research Institute, Inc. 13 出所三菱総研将来ビジョン再エネ主力電源化のための需給大改革 2018年発表

大規模供給者の低炭素化が拡大エネマネを介した安価なエネルギー蓄電池と統合制御システムにより低廉なエネルギーを供給定額サービスが一般化太陽光発電ネットワーク上のあらゆる蓄電池が協調し高品質の電力を維持サービス事業者需要者が供給者にもなる貸与等により需要家の

キャリアへ変電所原子力発電所再エネで賄えない低炭素価値を補う需要側からの余剰エネルギー省エネ余地を集約して活用エネルギーを自らつくり貯めて売ることも主流に電気自動車もネットワーク安定化に貢献火力発電所再エネで賄えない調整力を補う

15 大規模供給者の低炭素化が拡大エネマネを介した安価なエネルギー蓄電池と統合制御システムにより低廉なエネルギーを供給定額サービスが一般化太陽光発電ネットワーク上のあらゆる蓄電池が協調し高品質の電力を維持サービス事業者需要者が供給者にもなる貸与等により需要家の負担が最小限となる形で蓄電池が最大限に普及他サービスとの組み合わせより多様な価値の提供種類産地指定常時無制限など高付加価値のエネルギー CSR ESG等の観点からも選択される風力発電低コストな再エネを最大限活用小売事業者余剰電力をエネルギーキャリアへ変電所原子力発電所再エネで賄えない低炭素価値を補う需要側からの余剰エネルギー省エネ余地を集約して活用エネルギーを自らつくり貯めて売ることも主流に電気自動車もネットワーク安定化に貢献火力発電所再エネで賄えない調整力を補うバイオマスなど含む合成燃料水素機器の省エネ化制御の高度化蓄電池内蔵 EMS アグリゲーターサービスステーション地産地消マイクログリッドスローライフ志向のエネルギー活用等 Copyright (C) Mitsubishi Research Institute, Inc. 14

16 Copyright (C) Mitsubishi Research Institute, Inc. 15

余白 1

0 第 7 回需給調整市場検討小委員会資料 5 本小委員会における議論の方向性と整理 2018 年 11 月 13 日需給調整市場検討小委員会事務局余白 1 目次 2 1. 検討すべき課題の整理 2. 課題に対する論点整理目次 3 1. 検討すべき課題の整理 2. 課題に対する論点整理需給調整市場に係る課題一覧出所 ) 第 5 回需給調整市場検討小委員会 (2018.7.31) 資料 3 https://www.occto.or.jp/iinkai/chouseiryoku/jukyuchousei/2018/2018_jukyuchousei_05_haifu.html