原発をなくす全国連絡会

原発・化石燃料依存から脱却し、再エネ優先の政治を！
～再エネ拡大を地域からすすめよう～

2024年9月5日(木)，17時00分～18時15分オンライン諸富 徹(京都大学大学院経済学研究科)1

2023年に再エネの出力制御が激増-3-2

表1 2022年および23年の再エネ出力制御実施状況

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表1から言えること• 23年は22年比で北海道を除くすべての電力会社で出力制御が増加• とくに東北、中国、四国の各電力会社管内で出力制御が激増• 2023年は、以下2点で新たなステージに(1)出力制御が量的に急拡大したこと(2)地理的意味でもそれが全国的拡大を示したこと-4-4

図1 2019年度から23年度にかけての出力制御量(全国)の推移

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図1から言えること• 2019～22年度までであれば、ほぼ九電管内に限定されていた出力制御が、23年度には西日本エリア(中国、四国エリア)に拡大• 九州、中国、四国管内の出力制御で全国の出力制御の大半を占めるまでに急伸-5-6

西日本3エリアを対象とする理由• この3エリアで22年、23年ともに出力制御が実施されたこと• ともに周波数60Hrzのエリアに属していること• 相互に電力融通が行われ、つねに同一の均衡市場価格が成立していること(つまり一体的な市場が成立していること)

7出力制御の激増を引き起こした要因は何か

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22年に対する23年の比でみると-7-10図2から言えること1) 22年から23年にかけて電力需要量は4％の減少2) 原子力発電による電力供給量が大幅に増加(前年比144％)。この結果、固定電源(優先給電ルールで出力制御されない電源＝原子力+水力)の比率は、22年の21％から23年の29％へと上昇3) VREの電力供給量はほとんど変化しなかった一方、VRE抑制量は激増し、22年の12.5倍もの水準に増
加4) 23年の連系線潮流(他のエリアから受け入れる電力量)が前年比で4％となり、96％もの減少を記録11以上から得られる仮説• 上記2)の原発急増が原因となって、4)の連系線潮流の急減が起き、そのことが23年の出力制御量急増を引き起こしたのではないか• なぜなら、22年から23年にかけて最大の伸び(44％の増加)を示したのは、原子力発電量に他ならないから• 以上の仮説を検証するため、年間出力制御量の90％以上を占める4～6月期に対象を絞り、さらに詳細に検証-8-122023年4～6月期に西日本3エリアで何が起きていたのか？

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表3 2022年・23年における西日本3エリアの4月～6月期電力需給状況

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表3から言えること①23年の電力需要は前年比4％減②原子力発電量は前年比194％とほぼ倍増➤ちなみに、2022年の稼働状況は関電2基、四電1基、23年の稼働状況は関電5基、四電0基(定期検査)③太陽光発電量は前年比91％と約1割減の一方、抑制量は前年比1257％の激増④連系線潮流は前年比マイナス156％、22年は域外から電力を受け入れていたが、23年は逆に域外に電力を送電する側に15

原発再稼働で電力融通できない状態に• 出力抑制がなかった場合の潜在的な太陽光発電量(表3の「VER(実績)」＋「VER(抑制)」)を加えると、23年4-6月期発電量は50,522,471MWh、電力需要を3.7％上回る状況• 電気が余るなら、電気が足りていないエリアに域外送電すれば問題は解決する• 実際、2022年はそれで問題を解決していたが、23年にはその途は閉ざされた• その理由は、西日本3エリアは22年には域外電力の受け入れエリアだったのに、23年には逆に、域外に送電するエリアに転換したこと-10-16

電力会社ごとの分析• ここまでは、西日本3エリアの電力需給状況を関西、中国、四国の3電力会社管内の集計量で分析• しかし、それでは3電力会社それぞれの特徴や、3エリア相互での電力のやり取りを検証することができない• そこで次に、各電力会社のデータを検証することで、原子力発電の発電量急増が西日本3エリアにどのようなインパクトをもたらしたのかを、より詳細に確認17-11-18

各電力会社の特徴• 原子力の発電電力量は2023年に、中国電力管内ではゼロ、四国電力管内では減少しているのに対し、関電エリアで総発電量の20％(22年)から32％(23年)を占めるまでに急拡大• 関電は、域内発電で域内電力需要を満たす能力が高まり、連系線を通じた域外からの電力供給に依存する度合いを引き下げる結果に• 連系線潮流は2023年に、関電エリアでは22年比47％となっており、前年の受け入れ能力の半分未満に• 四国電力管内における連系線潮流(域外送電量)は、22年比で81％と2割近くも減少。これは恐らく、関電エリアにおける上記1)の結果、つまり受け入れ能力の低下と表裏の関係にあると推測される19-12-20

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23関西電力• 電力需要が減少するなか、原発の発電量が著増して電力供給量が増加したため、電力の需給ギャップが縮小• 域内の電力需要をどれだけ域内の電力生産で賄っているかを表す「電力自給率」は、86％(2022年)から93％(2023年)に上昇➤関電の域外電力への依存度は減少-14-24

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四国電力
• こうした変化影響をもっとも受けたのは、四国電力• 四国電力は、電力供給量が需要量を30％超(22年)も上回っている点で特異➤域内で消費しきれない電力は、関電エリアへ域外送電• 四国電力の発電量は2022年から23年にかけて約1割(9.2％)も減少、電力の超過供給量が大きく縮小➤関電エリアの電力自給率が高まったため、四国電力から関電エリアに域外送電する必要性が縮小したため• 原発発電量の増加で関電エリアの自給率を高めたため、四国電力は余剰電力を削減、関電エリアへの域外送電を削減➤図2に示されているように、四国電力では連系線潮流(域外送電)が22年から23年にかけて大きく減少、関西電力では連系線潮流(受け入れ)が大きく減少、両者は表裏の関係-15-26

以上の分析のまとめ• 23年は関電エリアの原発発電量の急増により、西日本3エリア間の電力のやり取り(連系線潮流)が減少• 四国電力や中国電力は再エネの発電量が増加しても、余剰電力を関電エリアに送って解消させることができなくなったため、VERの抑制を強めざるをえなくなった• 以上が、23年に再エネの出力制御が西日本で急増した背景要因と考えられる27

2023年6月4日(西日本3エリアすべてで出力制御実施)のオペレーションの検証

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以下では、出力制御時の各電力会社のオペレーションを検証• 出力制御を実施せざるをえない状況下にあっても、オペレーション上の工夫によって制御量をさらに低減できるのでは？
• この問いに答えるために、出力制御実施日に各電力会社がどのように各電源を運転していたのかを検証、改善の余地があったか否かを検証• 以下、3エリアすべてで同時に出力制御が行われた唯一の日である2023年6月4日当日、各電力会社がどのようなオペレーションを行ったのかを、連系線潮流も含めて検証する29

図4 2023年6月4日における関西電力のオペレーション-17-30図4から言えること• 赤色で描かれた原子力は、約5,000MWhの水準で見事に定格運転• 灰色で描かれた火力は、供給側の調整弁として夜間の需要ピーク時(19:00～20:00)に出力を上昇させている以外はほぼ定格運転• 水色で描かれた太陽光は上に凸のカーブを描く• これをちょうど上下反転させたかのように、濃紺色で描かれた揚水が下に凸のカーブを描く➤関電エリアにおけるこの日の出力制御回避策は、主として揚水発電が担った• 茶色で描かれた連系線潮流(域外からの電力の受け入れ)は、日の出とともに増加、夕方から夜にかけて高原状態を形成している➤夕方～夜間の電力需要ピークを満たすために、他のエリアから電力を受け入れる動きとみられる31

図5 2023年6月4日における中国電力のオペレーション

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図5から言えること• 2023年を通じて、中国電力の原子力発電所は稼働せず• 揚水(濃紺色)が正午前後を除いて下に凸の形状をしている点は、関電と同じ• 火力(灰色)もまた、下方に大きく湾曲する形状となっている点が、関電と異なる➤揚水に加え、火力も再エネ出力制御の低減策で重要な役割を果たしている• 不思議なのは、出力制御が行われている時間帯に連系線潮流がマイナスからプラスに転じ、域外から電力を受け入れている点➤再エネ出力制御の低減という視点からすれば、逆に域外送電すべきだが、九電エリアからの域外送電を受け入れているからではないか• 九電エリアから余剰電力を受け入れる一方、関電エリアに余剰電力を送電できなくなったために、再エネの出力制御を強化せざるをえなくなったのではないか33

図6 2023年6月4日における四国電力のオペレーション-19-34図6から言えること• そのオペレーションは中国電力と一定の共通性をもつ• 火力(灰色)が揚水(濃紺色)とともに出力制御の低減に参加している点は、中国電力と同じ• ところが、揚水の調整力がいかにも不十分

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オペレーションの検証から明らかになったこと

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オペレーションの検証まとめ• 原子力の発電電力量の増加は、この水平線が上方にシフトすることを意味する➤再エネの受け入れ余地は、各エリアの電力需要カーブと固定電源の水平線との間の領域に依存して決まる。水平線の上方シフトはこの領域の縮小をもたらし、再エネの受け入れ余地を減少させる• 火力発電(とくにガス火力発電)は、固定電源とVERの間で、電力需給バランスを整える調整電源としての役割を果たしている➤図5の中国電力のケースのように、再エネの発電量増加に合わせて火力の発電量を十分に絞り込めれば、出力抑制の低減にかなり効果を発揮できる• もっとも驚いたのは、連系線を通じた送電が出力制御の低減に役立っていないという事実➤「電力系統の増強」が対策として挙げらるが、原子力の発電量が急増して域内電力需要を満たしてしまえば、電力の受け入れ余地はなくなる• 揚水の潜在的可能性は大きい。揚水は再エネの変動性を吸収すべく操作可能な、もっとも効果的かつ強力な手段➤再エネ大量導入時代にその潜在能力は、出力制御最小化のために最大限、活用されるべき➤問題は、その潜在能力が必ずしも最大限に活用されていない点。そのオペレーションはつねに、「設備容量＞稼働計画量＞実績量」となっているが、その最大限の活用のための一層の努力が必要

37どこに課題があり、どう克服するのか-21-38

【1】いま、再エネの何が問題か【再エネ事業者を取り巻く環境】〔政府〕再エネ(とくに20年代は太陽光)増加の必要性は明らかだが、政府がコミットした明確な目標が欠如• 〔政府〕実現のための政策手段も不明確• 〔事業者〕人手不足、インフレ(円安)による価格高騰でコスト上昇、FIT価格低下の中で利益確保できず。投資意欲の減退• 〔事業者〕FITからFIPへの移行は現状、魅力的ではない• 〔電力会社／政府／事業者〕出力抑制の拡大という新たな難題➤参照：前川正敏・諸富徹(2023)，「再エネ出力制御の実態と影響、その解決に向けて～太陽光発電事業者の視点から～」京都大学再エネ講座コラムNo.401(https://www.econ.kyoto-u.ac.jp/renewable_energy/stage2/contents/column0401.html)．
•【再エネ需要家を取り巻く環境】〔企業〕SCOPE3までの脱炭素化のため、RE100へ向けた意欲の向上➤コーポレートPPAの拡大• 〔家庭〕自家消費モデルの拡大➤電力料金上昇にともなう経済性の改善、東京都など新築住宅・建築物への太陽光義務化、蓄電池の価格低下、今後のEV普及•39

再エネ「義務化」へ向けた潮流• 【カリフォルニア州】2020年1月に導入済み• 【京都府・京都市】条例による再エネ義務化という画期的な取り組みをすでに行っている• 2020年4月から2000平米以上の住宅の建築主に対して導入された太陽光発電の義務付けを、21年4月から300平米以上に拡大• 【東京都】年間都内供給延床面積が合計2万㎡以上のハウスメーカー等の事業者が新築する延床面積2,000㎡未満の中小規模の新築建物（住宅含む）に太陽光発電設備設置を義務づけ• 【東京都】排出量取引制度改正にともなうビルの省エネ・再エネ導入義務強化-22-40

41【2】にもかかわらず、大きなチャンスが• 「政策依存型」から「市場主導型」への転換➤新築＆既築住宅・建築物・工場などの屋根への太陽光発電導入の大きな潜在可能性(オフサイトPPA、家庭自家消費モデル)➤FIT／FIPによらない市場主導型ビジネスモデル1)太陽光発電の最大導入とオンサイトでの最大利用＋過不足電力の系統を通じたやり取り(自家消費最大化モデル)2)蓄電池＋ヒートポンプ＋EVで太陽光発電を「使い尽くす」3)使い尽くせない余剰電力は、アグリゲーターによる買取(2022年4月 特定卸供給事業制度導入、23年4月 需給調整市場における逆潮流アグリゲーションの運用開始)• そのためには環境整備が必要で、時間も必要➤〔政府〕市場環境整備、技術仕様・プロトコル標準化、電力料金改革促進➤〔事業者〕ビジネスモデルの根本的な変革が必要➤〔需要家〕経済性で進んで太陽光発電の自家消費を選べる環境の創出-23-42

【3】電力市場と価格メカニズムの重要性• 市場による需給調整の重要性の高まり1)分散型電力システムへの移行で、電力会社による電源コントロールが数量的に困難に2)再エネの大量導入による変動性の高まりが、市場による需給調整のニーズを高める• 調整の場は、「中央給電指令所」から「電力市場」へ• 市場参加者が価格を見ながら分散的に需給調整することで、電力システムの安定が結果として達成される世界への移行➤電力料金改革(市場の需給状況を反映した、リアルタイムのダイナミックプライシングへ移行)➤そのための技術的環境整備(機器遠隔＆自動制御に関する技術的可能性、仕様・通信プロトコルの標準化など)

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ビジネスモデルの転換が必要か• 移行期は、FIT(FIP)による支援で支える必要➤他方で、大規模事業用太陽光発電の既存のビジネスモデルは持続可能か？

• 住宅・建築物、工場など屋根設置による自家消費型ビジネスの潜在的可能性を解き放つ必要➤個々に開発されてきた蓄電池、ヒートポンプ、EVが住宅・建築物を媒介として束ねられ、系統末端に繋がる➤分散型制御の必要性が、新たなビジネスモデル／産業領域を創出• 「ものづくり」で売って儲ける時代から「サービス提供」で継続的に課金収入を得る時代へ➤ビッグデータを解析して最適制御解を導き出し、それをサービスとして提供するビジネスの興隆可能性• 家電メーカー、住宅メーカー、自動車メーカー、電力会社など、多様な事業会社が垣根を越えて協調／競争し、新しい産業融合を生み出す可能性• FITによらない自家消費モデルの経済性を高めることが、翻って太陽光発電設備の設置拡大を引き寄せる• 既存の「太陽光発電産業」の領域を超えた拡大・発展へ-24-

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