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1 アグリゲーションビジネスの体系 早稲田大学 大学院先進理工学研究科教授先進グリッド技術研究所所長スマート社会技術融合研究機構機構長 林 泰弘 2017 年 6 月 9 日

2 次 1. 背景 2. 通信規格の整備 3. アグリゲーションビジネス 4. 今後の展望と取組 2

3 低炭素社会に向けた省エネ 再エネの導 COP21- パリ協定 (2015 年 11 合意 2016 年 11 本批准 ) 本は 2013 年 で 26% の CO2 削減をコミット 政策に展開 経産省 : エネルギー 新戦略 (2016 年 4 ) 内閣府 : エネルギー 環境イノベーション戦略 NESTI2050 (2016 年 4 ) 地球温暖化防 対策計画 (2016 年 5 ) 現状 海外の化 燃料に きく依存 ( 地政学的なリスクが い ) 徹底した省エネと再エネの導 拡 などを軸とするエネルギーミックスの実現が重要 3

4 電 システム改 と市場整備 1弾改正第2弾改正第3弾改1 日前市場 (spot ) 容量市場第広域的運営推進機関設 正電 システム改 程 市場整備 1 時間前市場 インハ ランス調整 売全 由化 ( 参 由化 ) 的 2015 年 2016 年 2020 年 1 需給計画 系統計画のとりまとめ 2 平常時 区域をまたぐ広域的な需給及び系統の運 3 災害時等の需給ひっ迫時 電源の焚き増しや電 融通指 による需給調整 4 新規電源の接続受付 系統情報の公開 様々な料 メニューの選択や 電 会社の選択を可能に 料 規制の経過措置期間 ネカ ワット市場 調整力公募 1 安定供給を確保する 2 電気料 を最 限抑制する 3 需要家の選択肢や事業者の事業機会を拡 する 料 規制の撤廃 ( 経過措置終了 ) 送配電部 の法的分離 需要家保護に必要な措置 ( 最終的な供給の保障 離島における他地域と遜 ない料 での供給の保障等 ) 競争的な市場環境を実現 ( 送配電部 は地域独占が残るため 総括原価 式など料 規制を講ずる ) リアルタイム市場 等 4

5 規模集中電源単 向双 向電 システムの きなチャレンジが進 中 需要家 需給バランスを保ち安定供給を堅持 電圧 周波数 需要 供給 電 システム パラダイムシフト 変動再エネ 変動負荷 電圧 周波数 ポジワットネガワット 双 向需要のスマート化再エネ導 DR VPP 分散資源を組合せ 異なる 的 ( 需給 + 新たな価値 ) の共存を 指す 5

6 電 の不 時 余剰時の社会的要求 般送配電事業者 電気が りないとき ( 需要 > 発電 ) 需要抑制要求 需要抑制 エネルギー リソース需要需要 通常発電 時間 エネルギー リソース太陽光太陽光 時間 あるいは 調整 提供者 ( アク リケ ーター ) 電気が余るとき ( 需要 < 発電 ) 再エネ出 抑制要求 エネルギー リソース 発電抑制 太陽光太陽光 余剰吸収 時間 需要 エネルギー リソース 需要 時間 エネルギー リソース 6

7 発電 需要 定制御に貢献するエネルギーリソース 需要 EV 蓄電池コジェネ ポジワット 蓄電池 コジェネ ネガワット ポジワットを適切にアグリゲーション 需要 > 発電 需要創出 EV 空調 HP 給湯機 照明 その他の電 消費機器 発電 > 需要 蓄電池 EV 空調 HP 給湯機 照明 ネガワット 発電抑制 需要創出を適切にアグリゲーション その他の電 消費機器 発電抑制 EV コジェネ 再エネ 蓄電池 発電 7

8 エネルギーリソースアグリゲーションによる新産業創出 需要側の再 可能エネルギーや 効率のエネルギー機器 蓄電池などの分散型エネルギーリソース (DER) を統合して活 する分散協調型システムへの移 エネルギー リソース A 時間 エネルギー リソース B 時間 エネルギー リソース C 時間 エネルギー調達インセンティブ / 料 等 エネルギーサービス エネルギーリソースアグリゲーション エネルギー リソースC リソースB リソースA エネルギー及び関連サービス 時間 料 等 料 需要家等 負荷機器 設備蓄エネルギー機器 設備電源機器 設備 リソースアグリゲーターや 売会社 電 ガスシステムの 変 に伴い 新産業の創出が期待される 8

9 仮想発電所 (Virtual Power Plant) アグリゲーターが需要家側のエネルギーリソース (PV 蓄電池 EV エネファーム ネガワット等 ) を IoT を活 して統合 最適遠隔制御することで あたかも つの発電所のように機能させる 電 会社 集中電源を制御して 需給バランスを調整 需要家側エネルギーリソース 需給制御を依頼 1. 調整 としての 電源の代替 CO2 削減 エネルギーコスト削減 エネルギー 給率向上 親アグリゲーター リソースアグリゲーター リソースアグリゲーター 2. 再 可能エネルギーの導 拡 CO2 削減 エネルギー 給率向上 9

10 次 1. 背景 2. 通信規格の整備 3. アグリゲーションビジネス 4. 今後の展望と取組 10

11 通信における制御と依頼 ( 時間と量のエネルギーネゴシエーション ) 制御 電 会社 動作対象の制御権 瞬時的制御指示に忠実に動作 瞬時的制御 動作対象 依頼 エネルギー リソース 時間 エネルギー リソース 時間 電 会社 時間と量の依頼 応諾 可能量等 動作対象の分配アグリゲーション 時間と量の依頼 時間と量のネゴシエーション 応諾 可能量等 エネルギー リソース 時間 動作対象暮らし 社会 活と密着 社会活動とリンクする需要家側リソースを割り込み利 するためには ネゴシエーション型の情報通信体系でないと成就しない OpenADR は 時間と量のエネルギーネゴシエーション に適した通信規格 11

12 ERAB 検討会と ERAB フォーラム エネルギー リソース アグリゲーション ビジネス創出 ERAB フォーラム ERAB 検討会 ビジョン情報共有 学 産学連携 中 的意 集約 情報発信 環境整備 産 アグリゲータ要件策定 ネガワットガイドライン 制御量評価 国際標準通信規格 計量 法 サイバーセキュリティ 官 12

13 エネルギー機器制御のための通信規格整備 (ERAB 検討会 ) ネゴシエーション型エネルギー情報通信規格とエネルギーアグリゲーション技術の進展により アグリゲーションビジネスの技術体系は完成する 送配電事業者 OpenADR サーバー間連携 売電気事業者 アグリゲーター サーバー間連携 アグリゲーター OpenADR 活 検討 GW GW BEMS HEMS BACnet 等 ECHONET Lite VPP 仕様 13

14 OpenADR を活 したネガワット実証事業 ( 経産省 ) 早稲 学新宿実証センター双 向標準通信 IF-HUB 東京電力 関西電力 中部電力 ネガワット指令 ネガワット指令 ネガワット指令 ネガワット信号管理サーバ ネガワット信号管理サーバ ネガワット信号管理サーバ ADR 信号 ADR 信号 ADR 信号 前日発動 1 時間前発動 10 分前発動 ADR 信号 アグリゲータアグリゲータアグリゲータ 過去多数連携実績 東京電力 BSP 連携 ADR 信号 ADR 信号 企業試験サイト連携 (xems 連携 ) スマートシティー連携 インセンティブ型 DR アグリゲータ連携 関西エリア 中部エリア 参加需要家 2000 強 関東エリア ネガワットガイドライン ベースライン検討 14

15 インセンティブ型 DR 技術実証削減ポテンシャルの推計 第 9 回スマートハウス ビル標準 事業促進検討会より抜粋 制御設備として 家発 空調 を取り上げ 1 時間前 DR のポテンシャルを推計した ( 理由 : サンプル数が多い 1 時間前 DR の 家発 空調 を評価対象とした ) 対象エリア : 全国 ( 沖縄を含む ) 対象セクタ : 産業部 ( 鉄道業を除く ) 業務部 結果 : 夏季の 家発 空調による 1 時間前 DR ポテンシャルは 万 kw (2014 年度の全国の系統ピーク 1 億 5274 万 kw の約 9.1% に相当 ) 秋は 1159 万 kw 冬は 万 kw であり 年間を通して安定的に 込める ポテンシャル量 (MW) ポテンシャル量 (MW) 16,000 14,000 12,000 10,000 8,000 6,000 4,000 13,893 13,893 7,176 1, ,590 11,590 14,597 14,597 8,454 5,297 1,571 1, 空調 ( 業務 ) 空調 ( 産業 ) 家発 ( 業務 ) 2,000 家発と空調を いたネガワットポテンシャル量の推計結果 0 4,733 4,112 4,215 夏 夏 時時秋 9-11 秋 9-11, 時時冬 ,17-19 時 時 家発 ( 産業 ) 15

16 OpenADR の太陽光出 制御への適 (NEDO) 早稲 学新宿実証センター双 向標準通信 IF-HUB 東京電力 関西電力 北陸電力 再エネ指令 再エネ指令 再エネ指令 再エネ信号管理サーバ 再エネ信号管理サーバ 再エネ信号管理サーバ を双方向出力制御に適用 アグリゲータ 再エネ出力制御指令 再エネ出力制御指令 再エネ出力制御指令 特高連系 再エネ出力制御指令 HEMS 出力制御ユニット 出力制御ユニット 全量買取 余剰買取 早大 EMS 新宿実証センタースマートハウス 北陸エリア関西エリア関東エリア 図中実証箇所はイメージ 16

17 余剰買取時の出 制御と HEMS による 動制御 (NEDO) HEMS が 家消費を増加させれば 発電機会の損失を低減出来る 出 制御信号 ( イベント ) 発電量等 出 制御情報共有 HEMS ECHONET Lite スマメ / 分電盤 出 制御ユニット 消費電 量等 スマメや分電盤 出 制御 ECHONET Lite 負荷機器 負荷機器 出力制御区間でも自家消費を増加すれば 出力制御が緩和される 系統 WG 資料より 17

18 次 1. 背景 2. 通信規格の整備 3. アグリゲーションビジネス 4. 今後の展望と取組 18

19 エネルギー リソース アグリゲーターのビジネス 小売事業者 電源調達 インバランス回避 送配電事業者 調整力調達 電力品質維持 発電事業者 出力制御回避 電気 (kw, kwh) 集めたリソースをサービスとして提供 電気 (kw, kwh) サービス対価 電気 (kw, kwh) 需要家側のリソース (kw, kwh) をアグリゲート 産業 業務 対価 付加価値 エネルギーリソースアグリゲーター 対価 付加価値 家庭 19

20 ネガワット取引の類型と推進状況 類型 1-1 類型 1-2 類型 2 売事業者が同時同量達成のために他社の需要家の需要削減量を調達 系統運 者が調整 として需要削減量を調達 ネガワット調整 実現済 由な競争環境下で多様かつ魅 的なサービスを提供することが求められる ネガワット取引市場 今年 4 から本格化 調整 における活 20

21 調整 の公募結果 ( まとめ ) 第 69 回電 ガス取引監視等委員会資料より抜粋 1. 全般 今般 般送配電事業者 (10 社 ) により 経済産業省のガイドラインに則って公募による調整 の調達が われた 2. 応札状況について ディマンドリスポンス (DR) を活 した応札は 電源 Ⅰʼ を募集した 般送配電事業者 5 社の募集量合計 万 kw に対して合計 万 kw あり そのうち 4 社において合計 95.8 万 kw( 総額約 3,593 百万円 ) が落札となった 平均価格は 1,196 円 ( 中部 ) 5,250 円 ( 九州 ) また DR 実証で知 を蓄積してきたアグリゲーター ( 需要家に対し需要制御の指 を出し DR 量を集める事業者 ここでは 旧 般電気事業者を除く ) が 延べ 10 件落札 (21.66 万 kw) した これは 我が国で初めてディマンドリスポンスが開かれた競争 札の市場において取り引きされた例と える 21

22 調整 公募 : 本初の 般送配電事業者によるネガワット取引開始 (2017 年度分 ) 第 69 回電 ガス取引監視等委員会資料より抜粋 ディマンドリスポンス (DR) を活 した応札は 募集合計 万 kw に対して合計 万 kw あり 合計 95.8 万 kw( 総額約 36 億円 ) が落札 アグリゲーター落札は 10 件で合計 21.7 万 kw 22 22

23 調整 公募の結果 ( エリア別 ) 容量 :kw 価格円 /kw 第 1 回電 ガス基本政策 委員会制度検討作業部会資料より抜粋 23

24 次 1. 背景 2. 通信規格の整備 3. アグリゲーションビジネス 4. 今後の展望と取組 24

25 リソース アグリゲーションビジネスの機会拡 これまで これから ネガワット取引市場での取引 従来までのネガワット取引 送配電事業者 調整 公募への 札 入札額 ( 円 /kw) 入札量 最 落札額 調整力 I, I-b (kw) 25

26 ネガワット リソースの拡 ( ネガワット取引市場への拠出量拡 ) 最 取引単位までのネガワットリソース集約と市場拠出による利益獲得 IoT と標準通信規格を活 した少量のリソースの低廉なアグリゲーション 本卸電 取引所 (JEPX) の最 取引単位 スポット市場 (1 前市場 ) 最 取引単位 =1000kW (30 分 500kWh) 1 時間前市場 最 取引単位 =100kW (30 分 50kWh) 1 需要家あたりの需要抑制最 単位 = 1000W(30 分 500Wh) 拡大 26

27 ERAB 検討会における 2017 年度検討 実施項 送配電事業者 OpenADR DRAS DRAS 構築 一般送配電事業者において DRAS を試験的に構築予定 バーチャルパワープラント構築実証事業 電源 Ⅰ b 相当の制御技術等の習得を目指す OpenADR の機器別実装ガイドラインの有効性を検証する 親アグリゲーター リソースアグリゲーターリソースアグリゲーターリソースアグリゲーター サイバーセキュリティ WG アグリゲーターが送配電事業者と接続する場合のサイバーセキュリティ対策のあり方を検討する 制御量評価 WG 電源 Ⅰ b 相当の制御を行う場合の計量方法及びベースラインの設定方法等を検討する ECHONET Lite WG 照明 HEMS コントローラー等の VPP 対応仕様を検討 27

28 2017 年度バーチャルパワープラント (VPP) 構築実証事業 DR 動サーバーの研究開発 電力会社電力会社電力会社 ネガワット指令 再エネ指令 国のエネルギー政策と 並みを揃えた DR 動化に資する DRAS 研究開発 標準化 中 公平 これまでの研究成果活 を 負荷制御 再エネ制御 DR 動サーバーの社会実装 VPP 構築実証 送配電事業者 売事業者 DRAS 構築 OpenADR 親アグリゲーター 実運 に耐え得るシステム構築 ( 事業者視点加味 ) 動化 ( オンライン化 ) によるスケーラビリティ向上 電源 I I-b のオペレーションへの対応 売電気事業者向けインバランス抑制制御 需要創出 DR 制御 ( 上げ DR 制御 ) リソースアグリゲーター 速い制御技術等の習得 機器別実装ガイドラインの有効性検証 計量 法及びベースライン設定 法検討 リソースアグリゲーター 28

 

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