エネルギー分散管理と地方経済 原田達朗九州大学炭素資源国際教育研究センター http://cr.cm.kyushu-u.ac.jp/ https://www.facebook.com/carbonresources.kyushuuniv 2017.02.03 九州大学
1 1. 背景 2. 日本のエネルギー ( 電力 / ガス ) の状況 3. 地域経済 4. 地域でマネージメント
1. 背景 2
パリ協定を受けた 地球温暖化対策計画 (2016.05.13 閣議決定 ) 1 2030 年度に2013 年度比で26% 削減するとの中期目標について 各主体が取り組むべき対策や国の施策を明らかにし 削減目標達成への道筋 2 長期的目標として2050 年までに80% の温室効果ガスの排出削減を目指す 地球温暖化対策計画 (https://www.env.go.jp/press/files/jp/102816.pdf) 地方公共団体の基本的役割 ( 抜粋 ) (1) 地域の自然的社会的条件に応じた施策の推進 (2) 自らの事務及び事業に関する措置 (3) 特に都道府県に期待される事項 地域の自然的社会的条件を生かした再エネ推進 省エネ 低炭素社会 循環社 会 住民 / 事業者に行動を促す 役割
地球温暖化防止に係る国際合意 パリ合意 ;COP21 世界の平均気温上昇を産業革命前と比較して 2 度未満に抑えること そして 1.5 度以 内に抑えることの必要性にも言及 日本の約束草案 (2016.05.13 閣議決定 ) 1 温室効果ガス削減中期目標 (2030 年度 26 % 減 3.6 億 t) の達成に向け取組む 2 長期的な目標 (2050 年 80% 減を目指す 11 億 t) を見据えた戦略的取組 3 世界の温室効果ガスの削減に向けた取組 温暖化対策計画より
構成比率 /% 将来の電源構成目標 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 9,978 億 kwh 9,808 億 kwh 1% 11% 43% 30% 15% 20131 年度 2030 年度目標 2 電源構成電源構成 排出係数 0.50 kg-co2/kwh 4.8 億 t-co2 20-22% 22-24% 27% 26% 3% 排出係数 0.37 kg-co2/kwh ( 目標値 )3.6 億 t-co2 再エネ積増追加目標 1,000 1,400 億 kwh 地熱 1.0-1.1% バイオマス 3.7-4.6% 風力 1.7% 太陽光 7.0% 水力 8.8-9.2% Nuc. Ren. LNG Coal Oil LPG 出所 : 経済産業省 (METI) 資源エネルギー庁長期エネルギー需給見通し エネルギー白書需要および電灯電力使用量推移を元に計算 5
2030 年電源構成達成で期待される CO2 削減効果 ( 資源エネルギー庁 日本のエネルギー より筆者試算 ) 6 2013 年度 CO2 排出量 ; 約 14 億 t-co2 内エネルギー転換部門 ( 発電 ) による CO2 発生量 ; 4.8 億 t-co2 2030 年度 CO2 削減目標 : 14 億 t-co2 26% = 3.6 億 t-co2 エネルギー転換部門 ( 発電 ) のCO2 削減寄与 ; 1.2 億 t-co2 4.8 億 t-co2 ー ( 0.37kg-CO2/kWh 9,808 億 kwh) 2030 年電源構成目標達成で日本の削減目標 1/3を達成残り2/3の積み増 ( 経済性を確保しつつ ) 省エネ (LED 照明など ) 熱電気最適化 ( ガスコージェネ エネファームなど ) 電化 ( エコキュート HPなど ) 輸送部門の低炭素化 ( 電気自動車 水素自動車など ) 再エネ自家消費促進 (FITに頼らない拡充) 熱電併給電化がポイント
2. 日本のエネルギー ( 電力 / ガス ) の状況 7
8 日本の電力の状況 1 ( 発電設備容量 ) 2001 年をピークに最 大電力ピークは 年々低下 約 3,000 万 kw 低下 (16 %) 震災以降の省エネは本物 再エネによるピークカット 効果 ミドル ( 火力 ) 発電設備に 余剰感
9 日本の電力の状況 2 ( 発電用燃料 ) 電力消費も 2007 年 をピークに低下 約 1,400 億 kwh 低下 (14 %) 再エネによるピークカット効果 ミドル ( 火力 ) 発電設備に余剰感
10 日本のガスの状況 2007 年度以降需要は頭打ち 約 350 億 m 3 / 年 = 約 2,500 万 t/ 年 年度 ( 出店 ) 一般社団法人全国ガス協会筆者がグラフ化
構成比率 /% 将来の電源構成目標 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 9,978 億 kwh 9,808 億 kwh 1% 11% 43% 30% 15% 20131 年度 2030 年度目標 2 電源構成電源構成 排出係数 0.50 kg-co2/kwh 4.8 億 t-co2 20-22% 22-24% 27% 26% 3% 排出係数 0.37 kg-co2/kwh ( 目標値 )3.6 億 t-co2 再エネ積増追加目標 1,000 1,400 億 kwh 地熱 1.0-1.1% バイオマス 3.7-4.6% 風力 1.7% 太陽光 7.0% 水力 8.8-9.2% Nuc. Ren. LNG Coal Oil LPG 出所 : 経済産業省 (METI) 資源エネルギー庁長期エネルギー需給見通し エネルギー白書需要および電灯電力使用量推移を元に計算 11
12 将来の電源構成目標 LNG について ( 余談 ) 9,978 億 kwh 9,808 億 kwh 1% 4,290 11% 億 kwh 20-22% LNGのシナリオ 1 発電で使用するLNG 需要が2,000 万 t 縮小する 余剰ガス 43% 1,642 億 kwh 22-24% 2,648 億 kwh 2 LNG 火力発電利用率が 40% 低下 余剰設備 5,675 万 t 30% 2013 年度電源構成 排出係数 0.50 kg-co2/kwh 4.8 億 t-co2 2,172 万 t 27% 27% 3,503 万 t 26% 2030 年度目標電源構成 排出係数 0.37 kg-co2/kwh ( 目標値 )3.6 億 t-co2 7.56 kwh/kg LNG 火力発電効率 50% と想定 LNG 発熱量 54.5MJ/kg (13,000 kcal/kg) 日本の調達量 約 8,800 万トン (2014 年 ) 内スポット ;2,600 万 t ( 世界シェア約 36%)
日本の人口減少予測 13
エネルギー事業のボーダレス化 14
3. 地域経済 15
地方の衰退状況 自治体も電力事業に意欲 電力と自治体サービスを融合した独自のモデルを指向 日本版シュタットベルケの胎動 人口減少自治体はサービスに支障が生じ始めている ( 地方交付税の減少 ) 電力事業の利潤を自治体サービスへさらに波及する事業の法人性を自治体税収に 西日本新聞 11/25( 金 ) 16
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メリットオーダー ( 電力市場価格 ) 原子力復帰 FIT 電源拡大による余剰拡大 ( 低炭素電源 ) ガスコージェネなど小型熱併給電源の普及 ( 需要家サイドCO2 削減 省エネの進展 ) 太陽光 風力などの燃料費のない電源建設費低下 ( 自治体などで限界費用ゼロ電源利用拡大 ) 低コスト電源の市場持込み量拡大 (1 市場価格下落 ) 自家消費増加 (2 市場価格下落 ) 限界費用のない安価な電源増加 (3 市場価格低下 ) 価格 / 費用円 /kwh 需要 価格 / 費用円 /kwh 需要 市場価格 市場価格の下落 2 コージェネオンサイト再エネ 1 3 市場価格 設備稼働率 ( 利用率 ) 低下 発電 / 需要 / 容量 kw 1 3 発電 / 需要 / 容量 kw ベース原子力 / 石炭 / 水力 ミドルガス ピーク石油 / 揚水 再エネ FIT ベース原子力 / 石炭 / 水力 ミドルガス ピーク石油 / 揚水 19
20 エネルギーによる地域経済循環 販売 FIT 電源 調達 地域資源 雇用法人税 エネルギー会社 地域のキャッシュと雇用が外に 調達 小売 地域のマネージメント会社 小売 雇用法人税
4. 地域でマネージメント 21
電力需給と周波数の関係 22
23 電力系統 電力会社は送電線の周波数で需給を監視 配電変電所より下は調整機能なし
24 再エネを受け入れる電力系統 ( プライベートグリッドとの共存 ) 送電線の増強投資を抑制 需要側 ( エリア ) に需給調整などマネージメント機能を付与し送電線の安定化に寄与 防災 / 減災の機能 プライベートグリッド プライベートグリッド化
25 Local Energy Management System (Cluster) Refuse Power Hydro Power Local Government Power Powers of Private Company (Huge Power) Fossil Power Nuclear Power エリアの発電 消費を予想 把握し外部電源を選別 調達
Cluster 構想 クラスター内の電力調整機能を制御 小型再エネ出力予測 クラスターのエネルギー消費予測 水素の適正製造 / 在庫管理 電気自動車 コミュニティバス ( 電池 / 水素 ) 需給をマネージメントする組織 間で再エネ最大限利用を目的 とした協力関係構築 C CO2 Free Agriculture 再エネ & エリア電源を計画的に最大限利用する = 大型電源を計画運用 水素自動車 B A A 水素 電気自動車の移動は 送電と同じ効果 大型電源 FIT 型電源 26
IoT を活用した予測
28 IoT で地方の再生可能エネルギーを最大限利用を実現 http://inhabitat.com/fujisawa-sustainable-smart-town-update-new-photos-of-what-homes-in-this-advanced-eco-city-may-look-like/