リソースアグリゲーションに関わるNEDOの取り組み事例

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1 リソースアグリゲーションに関わる NEDO の取り組み事例 スマートコミュニティ部 主幹高田和幸

2 内容 I. 再エネ普及策の転換 II. 新たなエネルギーシステムの模索 III. NEDO の取組と今後について

3 I. 再エネ普及策の転換 3

4 欧州の再エネ事情 欧州系統おおよそ 1000GW 3300TWh 風力 142GW 310TWh (2016) 太陽光 100GW デンマーク風力発電シェア 44% ポルトガル 100% 再エネ状態が 104 時間継続 (2016 年 5 月 ) ドイツほぼ 100% 再エネで供給 (2016 年 5 月 15 日 )

5 固定買取制の終焉

6 米国における NEM 終焉 ハワイ州 2015 年 10 月 新規申し込みは申込上限付き低額クレジット価格又は自家消費プログラムへ 実質的に逆潮禁止に ネバダ州 2015 年 12 月 余剰分クレジット価格は小売価格から段階的に卸価格へ 基本料金も段階的に上昇 アリゾナ州 2016 年 12 月 余剰分クレジット価格は小売価格から卸価格へ 基本料金も段階的に上昇 6

7 II. 新たなエネルギーシステムの模索 7

8 車メーカが 2015 年 4 月 :Powerwall 販売開始連邦税額控除 加州リベートが家庭用を後押し 2016 年 9 月 :SCE から 20MW(80MWh) 受注電力向けも 2016 年 11 月 :Solar City を傘下に 2017 年 2 月 :Tesla Motors Tesla 8

9 新しいビジネスモデルの台頭 Sonnen Community 南ドイツで 3000 軒 Sonnen Battery 世界的に 軒

10 P2P モデルについて

11 PV 電池などの分散エネルギー資源 (DER) が 系統からみて マイノリティからマジョリティへ 優先買取対象から選択の対象へ 需要家からみて マネーゲームから価値享受や価値観の体現へ 個の満足から価値共有できる共同体参加へ 11

12 III. NEDO の取組と今後について 12

13 これまでの着眼点 高比率の再エネは 系統の安定性を損なう 蓄電システムや DR が系統の安定化に有効ではないか DR は 初期は大口でもよいが いずれは小口が重要になるのではないか 様々な地域特性に合わせた DR 対応機器の活用モデルケースを多く提供することが有効ではないか

14 NEDO スマートコミュニティ国際実証 ニーダザクセンドイツ 電池電力貯蔵の実証 (Lib+NAS) シュパイヤードイツ リスボンポルトガル 空調によるデマンドレスポンス 北ポーランド 送電系統レベルの系統安定化制御実証 l カリフォルニアアメリカ 電池電力貯蔵の実証 ( レドックス ) カリフォルニアアメリカ EV 用都市間充電インフラ オンタリオカナダ 電池付き PV システムによる屋根がし事業モデル実証 自己消費 HEMS 実証. マンチェスターイギリス 暖房 給湯用 HP でのデマンドレスポンス ニューメキシコアメリカ マイクログリッド実証 ( 配電 ビル 住宅 ) リヨンフランス PEB, EV カーシェア エネルギー監査と地域マネージメント ハワイアメリカ EV 等によるデマンドレスポンス スマートインバータ実証 マラガスペイン 都市内 EV 走行 銃でインフラ利用実証 スロベニア 配電用データマネージメントシステム ハリアナインド スマートメータと配電自動化実証 プトラジャヤマレーシア 電気バス実証 スラヤチプタインドネシア 電力品質マネージメント 14

15 住宅需要を使ったビッグデータ解析の視点 イギリスマンチェスター 600 軒の住宅参加ヒートポンプによるオートデマンドレスポンス ニューメキシコ 900 軒の住宅参加 料金デマンドレスポンス ドイツシュパイヤー 12 件住宅 + アパート一棟 クラウド HEMS による PV 自己消費モデル 太田市集中連系 553 軒の住宅参加 PV 蓄電池実証 ( ) ニューメキシコ 1 スマートハウス ( 3 社の HEMS) 自立型スマートハウス オンタリオオシャワ 住宅 30 軒 屋根貸太陽光モデル 15

16 集中連系型太陽光発電システム実証研究 (FY ) 群馬県太田市城西の杜 :553 台の PV 設置 ( おおよそ 2MW) 群馬県前橋市赤城山中 :30 台の PCS の テストベッドを作成 太田市城西の杜実証研究エリア 1 太陽光発電システムの集中連系時に 蓄電池を用いた出力抑制を伴わない電圧上 昇防止技術を開発 2 集中連系による単独運転検出装置の相互干渉による誤動作 誤不動作の回避技術の確立 国内標準技術 認証制度として確立 3 汎用性の高い太陽光発電システムの集中連系に関するシミュレーション手法の開発 16

17 ロスアラモススマートハウス 東芝スマートメーターと インターフェイス 京セラ / シャープ HEMS スマートハウス ( ビンガーマンハウス ) ヒートポンプ給湯器 EV 再利用電池 NEC PLC 転送遮断装置

18 NEDO 実証イギリスマンチェスター 550 台の蓄熱ヒートポンプ給湯器を導入して インテグレーション用プラットフォームを導入して その通電を制御するデマンドレスポンスの活用をさまざまに検証する 18

19 NEDO 実証ドイツシュパイヤー NEDO はヒートポンプ給湯器や小型リチウム電池を HEMS で制御することにより 高い自己消費率を実現する実証を実施している PV 発電電力 電力貯蔵 PV 発電電力 消費電力 19

20 NEDO 実証例カナダオシャワ NEDO はカナダオンタリオ州オシャワにおいて ハイブリッドインバータを用いた 電力供給の実証を行っている 再生可能エネルギーを活用した停電に強い電力供給を実証している ここで注目すべきは この太陽光発電システムは個人が導入するのではなく 電力会社が屋根を借りて設置し この電源からの個別住宅への電力供給サービスを行っている点である PV Module Color Liquid Cristal Monitor Sensing Equipment Hybrid Inverter Battery Unit Smart Meter Current Sensor Switch Box Back Up Switch Box 20

21 EV を使ったビッグデータ解析の視点 リヨンタスク2 マウイ 40 電気自動車走行モニタリング 400 電気自動車走行モニタリング 再エネによる充電制御実証 デマンドレスポンス /V2G マラガ 200 電気自動車走行モニタリング 都市内走行 / 都市内充電インフラの利用 北カリフォルニア 推定数千電気自動車走行モニタリング 都市間走行 / 都市間充電インフラの利用 21

22 電気自動車の負荷シフトの概念 提供 : 日立製作所

23 電気自動車を使った V2X 実証 1) V2H から VPP へ 2) 戦略的な充電場所の選定

24 NEDO 実証の総括とこれから 2009 年以来 16 の実証事業を展開 特に住宅のエネルギーシステムや電気自動車など多数の需要を巻き込んだ実証を実施し DR が有望であることを確認できた 住宅関連実証の先には 分散エネルギー資源 (DER) をクラウドのように使うことも見えてきた これからは 系統安定化のためのシステム システム自ら安定化 個々の満足 価値共有できる共同体の実現 により全体最適を目指す段階へ 24

25 演習問題 ΣPn G1, S1 DER (PV, Battery, EV, etc.) 1 D1 INV Wh Load P1 L1 P=L D D=G-S P- : 逆潮 P+ : 順調 D- : 消費 D+ : 給電 G : 発電 S- : 充電 S+ : 放電 G2, S2 DER (PV, Battery, EV, etc.) 2 D2 INV Wh Load P2 L2 L2<L1 の時 2 宅から 1 宅へ X Wh(=(L1-L2)/2) の電力を融通したいとすると シナリオ A : P2 で X Wh を逆潮 P1 で X Wh を順調託送する電力量 =X Wh=(L1-L2)/2 D1, D2 いずれも (L1+L2)/2 Wh 給電するようコントロール シナリオ B : S2 で X Wh を充電 G1+S1 で X Wh を放電 (P1>0 P2>0 の場合 ) 託送する電力量 =0 Wh G2 が (L1+L2)/2 以上発電しているとき D2<L2 となるよう S2 で (L1-L2)/2 以上を充電コントロールしつつ D1<L1 となるよう S1 をコントロール シナリオ C : シナリオ A とシナリオ B を最適に組み合わせ

26 DER 売りきりモデル 小売り事業者の収益モデル (PL) 収入 支出 DER 所有モデル 収入 支出 電力小売り収入 ΣP++ΣD+ 電力調達費 ΣP+ DER 利用料収入 PV 電池 EV など停電時供給 移動に対する価値提供 託送料 インバランス費 DER 償却費 電力小売り収入 ΣP+ 電力調達費 ΣP+ 託送料 ΣP++ΣP- インバランス費 DER 活用協力金 DER 販売 PV 電池 EVなど DER 調達費 PV 電池 EVなど ΣP++ΣP- PV 電池 EV など

27 需要家が享受 体現できる価値 ( サービス ) のイメージ 今後 分散エネルギー資源 (DER) が普及した段階で どういった変化が需要家を取り巻くか? 小売事業者 B 1. 電力ローミング どこで電力を使っても 清算できる仕組みの整備 電力を消費することに対するユーザビリティ向上 請求書ーー小売事業者 A (1) 在宅ご利用 12,500 - 自家発 600kwh - 系統 200kwh - 売電 300kwh 正味ご利用 500kwh (2) ローミング 1,150 小売 B 750 (30kwh) 小売 C 400 (20kwh) 配電網 小売事業者 C 小売事業者 A Area 2. 系統利用料多様化への対応 ノーダルプライスが誕生し 配電レベルのサービス勃興 変電所設置型ヴァーチャル蓄電池の概念が生まれるか 3.VPP DR を活用する基盤整備 フレキシビリティ ( 調整力 ) 配電最適化 ( 電圧安定化 熱容量対策 ) 系統運用の協力 をより広げる必要性 保安規定の整備 標準化の推進 系統連系規定の改訂 (3) 系統利用料ご契約容量 : 20A 1,500 (4) 調整オプション割引 1500 (5) DER 利用料 33,000 EV 30,000 蓄電 14,000 給湯 3,000 長期契約割引 14, 年 4 月ご利用料計 46,650 携帯? インターネット? ケーブル or ネット TV? 鉄道定期? 27

28 DR VPP 基盤整備のためのキーモデル検討例 DC バス ~ 系統サービスに貢献可能な家庭向け分散エネルギー資源 (DER)~ 現状の住宅設備とエネマネ 各機器を導入するには専用の PCS 導入が必須 複数回の AC/DC 変換で損失大 DC PCS DC/AC LOSS:10% PCS DC/AC AC LOSS:5% PCS DC/AC LOSS:23% 各機器には専用の PCS が必要 系統 AC/ DC PCS インテグレーター ( 仮 ) とエネマネ 各機器との接続点をモジュール化 AC/DC 変換ロスの大幅削減による省エネ 自己消費分が明確に モジュール化により 系統サービス含む外部からの遠隔制御が統合しやすく 小売り事業者の Balancing のツールにも ( ドライビングフォース ) DC/ AC HP DC/DC 通信 制御 イ分電盤 D ン DC/ C/ バ AC D ー C タ DC DC AC ー D C/ D C DC 通信モジュール DC/DC 制御 API 分電盤 系統 専用 PCS をモジュール化 複数の大型需要機器を繋ぐプラットフォーム (=API) が必要

29 まとめ 29

30 まとめ 世界的に 大規模電源開発よりも分散型リソースアグリゲーションが主たるビジネス展開の対象に 電力市場は 系統の再エネ増加と FIT などの終了で リフォームモードに プロシュマーが増え 配電系統以下での電気事業のビジネスモデルが大きく変化する可能性が見えてきた (P2P) NEDO 実証は このような世界的情勢変化を見据えて 適用できる技術 ビジネスモデルを模索していきたい

NISSIN REPORT 2015 17 18 19 20 21 22 23 1 2 3 5 7 9 10 11 12 13 15 1,500 1,000 500 0 1,033 2012 1,099 1,071 2013 2014 150 100 50 0 71 2012 95 90 2013 2014 44.2% 18.3% 22.4% 15.1% 49.5% 1.1% 28.4% 17.5%

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