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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1 Energy Storage Summit Japan 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 2017 年 11 月 7 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.

2 目次 1. 蓄電池ビジネスをめぐるメガトレンド Megatrends of battery business 2. 関連政策動向 Policy trends 3. 電池を活用した新たなビジネス New business using batteries 4. 将来のビジネスの方向性 Future direction of business Copyright (C) Mitsubishi Research Institute, Inc. 1

3 1. 蓄電池ビジネスをめぐるメガトレンド エネルギー業界全体のメガトレンドとして 低炭素化 分散電源化 が挙げられる 再生可能エネルギーの導入拡大や分散電源化を進めるため 蓄電池が注目されている パリ協定注 1 を受けた世界的な低炭素化への動き 低炭素化 Decarbonization 世界的な化石燃料の価格変動 需給のアンバランス 再生可能エネルギーを中心とした技術革新 価格低減 既存電気事業のデススパイラル注 2 分散電源化 Decentralization 電力小売自由化 発送電分離によるエネルギーシステムの変革 人口減少 省エネ進展によるエネルギー需要の減少 ICT 等の技術革新 インフラ整備の進展 注 1 COP21 において 2015 年 12 月に締結された国際的合意 2020 年以降の地球温暖化対策について 産業革命前からの世界の平均気温上昇を 2 度未満 に抑える さらに 1.5 度未満 を目指す 注 2 再エネ導入拡大により 既存電力会社の販売電力量が縮小し 固定費回収が困難になることから料金値上げとなり更なる再エネ拡大が進むこと Copyright (C) Mitsubishi Research Institute, Inc. 2 出所 ) 各種資料より三菱総研作成

4 1. 蓄電池ビジネスをめぐるメガトレンド - 蓄電池が提供する機能 - 蓄電池が電力システムに提供できる価値は 3 つに分解することが出来る 自由に充電と放電の間隔を変えられるところも蓄電池の利点の一つ 機能概要想定される用途 充電する Charge 家電等の需要設備のように電力を使用する 太陽光発電等の再エネ大量導入時の余剰電力の吸収 系統の混雑緩和 ( 送配電等設備への投資繰延べ等 ) 放電する Discharge 蓄える Store 発電設備のように充電していた電力を放電する 電力が余っているときにそのエネルギーを蓄えることが出来る ( ユーザーの都合で 充電 / 放電の間隔を自由に変えられる ) 電力ピーク時間帯における火力電源代替 需要家の契約電力低減のための購入電力削減 停電時のバックアップ電源 / 起動電源としての活用 周波数調整等の調整力の提供注 電力の裁定取引 ( 再エネ等と組合せた ) 自家発自家消費 昼夜間値差等を活用した電力料金削減 注調整力等の提供の場合には 充電と放電の両方の機能が活用される Copyright (C) Mitsubishi Research Institute, Inc. 3 出所 ) 各種資料より三菱総研作成

5 2. 関連政策動向 - 蓄電池の目標価格 (2020 年度 )- 資源エネルギー庁が主催する ERAB 注検討会において蓄電池の目標価格を設定 FIT 後の需要家が投資回収可能な水準まで価格低減することを目指している 注 Energy Resource Aggregation Business Copyright (C) Mitsubishi Research Institute, Inc. 4 出所 ) 第 4 回エネルギー リソース アグリゲーション ビジネス検討会 資源エネルギー庁

6 2. 関連政策動向 - 世界の蓄電池施策 (1/2)- 蓄電池向けの政策があるのは日本 ドイツ 米国カリフォルニア州程度 米 ハワイ 元々電気料金が高かったことに加え 余剰電力買取制度が廃止された影響で自家消費のニーズが向上 PV+ 蓄電池システムの市場が拡大しつつある (SolarCity( 米 ) Sunverge ( 米 ) 等 ) 米 カリフォルニア 蓄電池の調達義務や導入補助など 蓄電池関連の政策が充実している 上記の政策に伴い 特に家庭用蓄電池の導入が進んでいる 家庭用蓄電池を系統の調整力に使用するための政策が新たに制定 実行されている ドイツ FIT の影響で系統コストの上昇 PV 発電コストの下落から自家消費ニーズが高まる 2013 年から PV 併設蓄電池の導入補助をスタート (2 割強 ) Sonnen( 米 ) Tesla( 米 ) 等が市場参入 PJM エリア 周波数調整市場に迅速性や正確性への対価スキームを導入 系統用蓄電池の導入が拡大したが 市場規模が小さいため伸びは鈍化傾向 AES( 米 ) 等が市場参入 オーストラリア 電力料金の高騰と FIT 制度導入 PV コスト減少により PV 普及率は 19% 超 FIT 買取価格の下落 廃止により 自家消費のニーズが高まる Tesra( 米 ) LG Chem( 韓 ) 等が市場参入 Copyright (C) Mitsubishi Research Institute, Inc. 5 注桃色は導入施策がある国 地域 出所 ) 定置用蓄電池の普及拡大及びアグリゲーションサービスへの活用に関する調査 資源エネルギー庁

7 2. 関連政策動向 - 世界の蓄電池施策 (2/2)- 施策なしエリアでは電力価格高騰と再エネ価格の低減等による自家消費ニーズが高まる 施策ありのエリアでは導入補助や電力市場取引によるインセンティブが中心 米国 CA 州米国 ハワイ州ドイツオーストラリア 施策 市場の特徴 規制 制度 蓄電池の調達義務に加え 導入補助や市場取引制度等の施策によって特に家庭用蓄電池の導入が進んでいる AB2514( 調達義務 ) DRAM( 市場取引制度 ) 元々電気料金が高かったことに加え 余剰電力買い取り制度が廃止された影響で自家消費のニーズが向上 導入補助 ( 現在は 2 割程度 ) および低金利融資により蓄電池導入を後押し 系統電力価格の高騰および FIT 価格の下落 FIT 制度の廃止の影響で 自家消費のニーズが向上 税制 金融 KfW274( 低金利融資 ) 財政支援 SGIP( 導入補助 ) KfW275( 導入補助 ) 上記の施策を推進する理由 日本への示唆 PV の大量導入に当たって調整力を確保するため 家庭用蓄電池を系統への調整力に使うため 長周期の家庭用蓄電池を普及させるため 補助金設計を kwh ベースに変更 DR として家庭用蓄電池を利用するための市場取引 (DRAM) の開始 PV 自家消費を促進する ToU の導入を検討中 PV の普及拡大に伴う系統への悪影響を緩和するため ToU の導入により PV+Bt の事業性が向上し 家庭での自家消費が促進 再エネ導入拡大 - PV の大量導入による系統コストの上昇 買取価格の下落により 家庭での自家消費ニーズが高まる 地下室設置など立地面での優位性に留意 蓄電池に対する直接的な施策がなくても 電力価格 FIT 制度の状況等によって市場の魅力度は大きく変わる Copyright (C) Mitsubishi Research Institute, Inc. 6 出所 ) 定置用蓄電池の普及拡大及びアグリゲーションサービスへの活用に関する調査 資源エネルギー庁

8 3. 電池を活用した新たなビジネス -VPP への期待 - 蓄電池等の DER を活用し発電所のように扱うビジネス (VPP) に注目が集まっている 既存電源と同等に扱うことで 再エネ導入拡大や老朽火力からの転換を期待 Copyright (C) Mitsubishi Research Institute, Inc. 7 出所 ) 第 6 回改革 2020WG 首相官邸

9 3. 電池を活用した新たなビジネス - 海外でのビジネス - 米国では蓄電池を用いたビジネスが既に台頭 1 ソフトウェアを開発 2 蓄電池の運用まで実施 3 セルは他社から調達 が共通点 システム提供方法 ( リスクの取り方 ) 自社保有 リース販売 スタートアップ企業 電力会社 SolarCity Sunverge 一般家庭 需要家側 green charge networks Stem 企業 ホテル等 Copyright (C) Mitsubishi Research Institute, Inc. 8 Next ERA Energy AES 系統側 蓄電池の設置個所 NextERA 自社保有の再エネ発電所に蓄電池を設置 顧客に自然エネルギー発電の電力を低価格で販売 GCN リースだが 初期投資 リース料は無料 システムによって削減された電気料の一部を顧客から獲得 AES ユーティリティへの販売のほか 自社保有発電所に併設 技術 + 運用 保持能力があり フルターンキーシステムで提供 Stem, SolarCity Stem は商用施設 SolarCity は一般家庭が主要設置場所 リースにより 蓄電池システムを提供 Sunverge ユーティリティ企業 不動産デベロッパーが主要顧客 一般家庭など 特定の地域に集中的にシステムを提供 出所 ) 蓄電池を活用した新たなエネルギー産業に関する調査 資源エネルギー庁

10 3. 電池を活用した新たなビジネス - 事業環境の違い - 各国 地域における電力需給 需給運用 事業体制は現状日本とは異なる事業環境 電力需給 需給運用 米国欧州日本 NY 州 CA 州ドイツ英国 需要 ピークともに増加傾向 NY 州内で需給バランス 需要 ピークとも増加傾向 ( ダックカーブ ) CA 州内で需給バランス ( 一部域外との融通有 ) 需要は横ばい 電力輸出の拡大 欧州単一市場に向けた広域運用のための制度設計 需要は横ばい 同左 ( ただし物理的連系容量制約若干有 ) 事業体制 ISO+TDSO ISO+TDSO TSO+DSO TSO+DNO TDSO DER 導入に関わる政策的位置づけ VPP 事業の現状 特記事項 NEM DER の活用によるピーク需要削減と送配電投資抑制 RE は PV 風力の比率高 DR の市場参画を契機に市場機会 NY 州 REV による DER 活用施策により市場拡大傾向 DSIP により各ユーティリティが DER 活用プラン 蓄電池を活用したピークシフトにおける VPP の活用 NEM 同左 + ロードカーブ改善 RE は PV 風力の比率高 DR の市場参画を契機に市場機会 CA 州の RE 及び蓄電池導入施策により市場拡大傾向 DRP により各ユーティリティが DER 活用プラン DER サービスプロバイダのための Scheduling coordinator RE は優先給電 FIT からオークション ( 卸取引市場への直接投入 ) RE は PV 風力 バイオマス DER の需給調整市場への参画を契機に市場機会を拡大 市場参加以外に FIP を活用した RE マネジメントも実施 集約する DER は数百 kw 規模以上 RE は非優先給電 RO/FIT から CfD RE は風力 バイオマス DR の市場への参画を契機に市場機会を拡大 DNO の課題 ( 系統増強 電圧問題等 ) 解決のための VPP 活用 蓄電池を活用した VPP の事業機会創出 需要 ピークともに減少 (RE 出力抑制 ) 電力会社エリア内で需給バランス + 広域運用 FIT による RE の導入 ( 原則優先給電 ) 2017 買取スキーム変更 RE は PV の比率高い 実証事業段階 電力各社の調整力公募で DR の活用 実証事業では比較的小規模 DER も活用 2020 年アンバンドリング TSO : Transmission System Operator DSO : Distribution System Operator DNO : Distribution Network Operator ISO : Independent system operator Copyright (C) Mitsubishi Research Institute, Inc. 9 FIT : Feed in Tariff FIP : Feed in Premium RO : Renewable obligation CfD : Contract for Difference NEM : Net energy metering RE : Renewable energy DER : Distributed energy resources DR : Demand response REV : Reforming energy vison DSIP : Distributed system integration plan DRP : Distributed resources plan 出所 ) 諸外国におけるバーチャルパワープラントの実態調査 資源エネルギー庁

11 3. 電池を活用した新たなビジネス -ERAB の広がり - DER を活用し送配電事業者向けの調整力提供するサービスを実証中 電気事業者だけでなく 需要家に対するサービスも拡充される見通し VPP(Virtual Power Plant) DR(Demand Response) 取引先 リソースアグリゲーター Resource Aggregator 親アグリゲーター リソースアグリゲーター Resource Aggregator リソースアグリゲーター Resource Aggregator 提供されるサービス 調整力インバランス回避電力料金削減出力抑制回避等 送配電事業者 小売電気事業者 需要家 太陽光発電 Photovoltaic エネファーム Fuel Cell 蓄電池 Battery ヒートポンプ Heat Pump 電気自動車 Electric Vehicle 空調 照明 Air-conditioner, Lighting 再エネ発電事業者 等 Copyright (C) Mitsubishi Research Institute, Inc. 10 出所 ) 各種資料より三菱総研作成

12 4. 将来のビジネスの方向性 - 蓄電池によって創出されるビジネス - DER や VPP の拡大 活用が進むと以下のようなビジネスが創出される可能性 VPP 実証への参画企業はこれらを標榜していると考えられる 蓄電池関連の新しいビジネス ( イメージ ) 各事業体の事業 ( イメージ ) 送配電事業者 機器製造 エネルギー設備の製造 販売 ( 太陽光発電 蓄電池 エネファーム等 ) 卸市場 需給調整市場 Component Suppliers エネルギー制御機器の製造 販売 (HEMS スマートメータ 通信機器等 ) 発電 BG 代表 発電 BG Platformer Component Suppliers リソースアグリゲーター 新プラットフォーム System Suppliers システム開発 System Suppliers エネルギー設備制御システムの開発 販売 ( 設備管理システム 設備最適運用システム等 ) 電力取引市場入札システムの開発 販売 運営 リソースアグリゲーター ( エネルギー設備の統合管理 制御等 ) Platformer 親アグリゲーター ( 統合リソースを活用した電力裁定取引等 ) 火力発電所 再エネ発電設備 PV+ 蓄電池 PV+ 電気自動車 Copyright (C) Mitsubishi Research Institute, Inc. 11 出所 ) 各種資料より三菱総研作成

13 4. 将来のビジネスの方向性 -Solar Singularity の可能性 - PV の発電単価は LCOE* で低圧では既に Grid Parity に到達 蓄電池の価格低減も実現すれば 2020 年後半に Storage Parity に到達する可能性 発電コストベースで既存電源を下回ることで Solar Singularity** の可能性も * LCOE:Levelized Cost Of Electricity 均等化発電原価 ** 太陽光発電だけでなく蓄電池 電気自動車などの普及により既存のエネルギーシステムを大きく変える特異点 (Singularity) が起こること Price Cost 円 /kwh PV 36 万円 /kw ( 寿命 :20 年 ) +16 円 /kwh Step1 既設卒 FIT 家庭用 PV + 蓄電池設置の Storage Parity Step2 新規家庭用 PV + 蓄電池設置の Storage Parity( 低圧 ) 低圧小売料金 Retail electricity price 投資回収済み Step3 既設卒 FIT 事業用 PV + 蓄電池追加設置の安定電源化 Step4 新規 PV+ 蓄電池設置の Storage Parity( 高圧 ) 高圧小売料金 C&I electricity price 卸電気価格 Wholesale price 6kWh,22 万円 /kwh ( 寿命 :10 年 ) +84 円 /kwh 6kWh,9 万円 /kwh ( 寿命 :15 年 ) +21 円 /kwh 蓄電池 ネガワット市場創設 発送電分離 調整力の市場調達 投資回収済み PV 蓄電池 買取期間終了 PV Copyright (C) Mitsubishi Research Institute, Inc ~ 出所 ) 再生可能エネルギーの大量導入時代における政策課題に関する研究会より三菱総研作成

14 4. 将来のビジネスの方向性 -P2P 電力取引による可能性 - 現状では 小口の電力取引は電気の流れ ( 物理的事象 ) と実際の取引 ( 決済 ) は分離 小口の P2P 電力取引は ブロックチェーンなどを用いることで決済の効率化 ( コストダウン ) が可能 電力取引 指令 信号の有無 電力取引 リアル Real 電気を どこから どこに どれだけ どの経路で取引したかが分かる 現状のシステムでは実現困難 デジタルグリッド等を新たに構築する必要あり 例えば 立山科学が浦和美園で東京大学と共同で実証試験を実施中 Electricity transaction 系統運用者から直接指示注 1 あり Direct dispatch by SO 現在の調整力市場 Real time market VPP はここに位置づけられる (DER の場合 ) 対 TSO: 周波数対応 混雑緩和等 対 DSO: 電圧対応 混雑緩和等 バーチャル Virtual 電気の流れと実際の取引は分離 系統運用者から信号注 2 あり Signal by SO 系統運用者からの指示 信号なし注 3 No dispatch or signal 注 1 契約に基づく指示であり 原則指示通りに制御が行われるもの注 2 TOU などの価格シグナルに基づく系統状況の信号を総称注 3 一部 今の日本の VPP ではインバランス回避や需要造成 DR など 系統運用者からの指示でないものも検討されている Copyright (C) Mitsubishi Research Institute, Inc. 13 価格シグナル等に基づく取引 Transaction by price signal P2P 取引 ( 狭義 ) P2P transaction (narrow sense) 通常の電力小売 ( 集中管理 ) Normal retail P2P 取引 ( 広義 ) P2P transaction (wide sense) プラットフォーム上で 売手と買手をマッチング 決済効率化に P2P を活用可能することで低コスト化を実現 電力小売事業者から電力を購入 出所 ) 各種資料より三菱総研作成

15 本資料に関するお問い合わせ先 株式会社三菱総合研究所環境 エネルギー事業本部エネルギーシステム戦略グループ主任研究員 [ 担当 ] 長谷川功 i.hase@mri.co.jp TEL : Copyright (C) Mitsubishi Research Institute, Inc. 14

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

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