南海トラフ巨大地震における電力需給ギャップについて

電力需給ギャップとは？
（おさらい）

名古屋大学 減災連携研究センター
エネルギー防災寄附研究部門
虎谷 健司

大規模災害後の電力需給ギャップとは？
発災後の供給（電⼒設備：発電所・変電所・送電・配電）の復旧が、需要の復旧（＋復興需要）においつかないこと⇒節電要請、計画停電などの対応が必要となる

東日本大震災で発生した電力需給ギャップ

停電に至るシナリオと復旧

シナリオ①①電力の需給バランスが崩れ広域が停電する②配電設備を中心とする流通設備が被災し復旧まで停電する （過去実績は約1週間）

電力の需給バランスが崩れ広域が停電する③発電設備が被災し発電設備復旧まで長期的に停電する（需給バランスに関連）

3.11地震発生前後の供給力

経済産業省産業構造審議会保安分科会電力安全小委員会
電気設備地震対策ワーキンググループ報告書の概要
電気事業連合会

3.11地震発生後の周波数低下

経済産業省産業構造審議会保安分科会電力安全小委員会
電気設備地震対策ワーキンググループ報告書の概要
電気事業連合会

3.11需給バランス阻害による広域停電

3.11需給バランス阻害による広域停電

出典：電気設備地震対策ワーキンググループ報告書
東日本大震災復旧記録 2012年9月 東北電力

震災後の東北地方の電力復旧地域

シナリオ②

配電設備を中心とする流通設備が被災し復旧まで停電する

東日本大震災復旧記録 2012年9月 東北電力

3.11電力設備の被害数・被害率

流通設備の復旧は人海戦術 復旧人員の推移※１ 被害数：被害のあった設備の数（ただし、変電設備は使用不能となった設備の数、架空・地中送電設備は早急復旧を要する設備の数）
設備数：東京電力、東北電力、関西電力が保有する設備の数（変電・架空送電・地中送電設備については、震度５弱以上の地域における設備の数）※２ 被害のあった変電所50 ヵ所の設備に対する使用不能となった設備の被害率※３ 設備数は平成7 年時の調査数であり、また単位は(条)であるため、今回調査と単純な比較はできない（例えば、同一回線で5 ヵ所に被害があった場合、今回調査では1(回線)、平成7 年時調査では5(条)とカウントされる）。

電力会社間の応援状況

経済産業省産業構造審議会保安分科会電力安全小委員会電気設備地震対策ワーキンググループ報告書の概要
電気事業連合会

概ね1週間で停電が解消
震災後の停電戸数の復旧（停電復旧率）
1週間

出典：東日本大震災におけるライフライン被害と今後の課題、岐阜大学能島暢呂教授、横浜国大教佐土原教授、稲垣特別研究員

シナリオ③東日本大震災直後の火力発電所の被害

発電設備が被災し発電設備復旧まで長期的に停電する（需給バランスに関連）

火力発電設備地震被害

火力発電設備津波被害

原町火力 津波被害

東日本大震災から推定された火力発電設備の復旧期間

地震

津波

経済産業省・電力安全小委員会
電気設備自然災害等対策ワーキンググループ
平成26年6月中間報告書

東北電力管内で実際のおこったことの概要
 供給⼒が1,430万kw⇒530万kwに低下
 ブラックアウト回避のため負荷遮断（東北5県ほぼ全域停電）
 3/20ぐらいまで：春という季節と、節電に助けられ、他社からの融通なしで運⽤ 8⽉までに⽕⼒発電所がかなり復旧するが、他社からの融通なしでは供給予備率が最⼤
△9.1%

⽀店
⻘森岩⼿秋⽥宮城⼭形

停⽌率（％）
99.7
100
100
100
84.4

需給バランスの安定に需要側・供給側共に最大限に努力
供給側：早期復旧、他社からの電⼒融通
需要側：節電、ピークシフト

停電戸数のカウントの仕方（例：東北電力管内）

3月１0日（前日）～3月20日まで

停電率＝停⽌⼾数／総需要家⼾数
実際は停⽌フィーダ毎にぶら下がっている⼾数を停⽌⼾数をしている※直接的な被害があった個所数ではない•⽀店

全フィーダ数

総需要家
⼾数

停⽌フィー
ダ数

停⽌⼾数•

最⼤停⽌
時刻
3/11
14:54
3/11
14:48
3/11
14:48
3/11
14:50

停⽌率（％）
99.7

⻘森

666

910,732

662

908,415

岩⼿

772

809,471772

809,471秋⽥

654

672,265654

672,265

宮城

1,320

1,424,180

1,320

1,424,180

⼭形

730

690,492

637

582,507

4/ 7 23:33

84.4

福島

1,226

1,223,961

611

347,337

3/11
15:44

28.4

新潟※1

1,578

1,385,369

2

1,313

3/12 4:490.1

合計

6,946

7,116,470

4,658

4,659,265

3/11
15:44

65.5

100.0
100.0
100.0

復旧⽇時
4/ 8
17:48
5/28
15:21 ※2
4/ 8
17:13
6/18
11:03 ※2
4/ 8
10:14
4/28
12:37

3⽉11⽇15時の電⼒供給619万kwに対して、電⼒使⽤量が374万kw、通電率（停電率の逆数）は5.6%
3⽉20⽇には停電がほぼ解消されるが、⽇最⼤の電⼒使⽤量は3/10の70％程度⇒停電率（復旧率）をそのまま電⼒需要想定に⽤いるのは無理がある－：⽇最⼤使⽤量－：通電率（停電率の逆数）※2,※3

3/1215:51※1新潟は3⽉12⽇3時59分に発⽣した新潟県中越地⽅を震源とする地震の影響※2「津波等で公共的なインフラ,お客さま家屋等が流失してしまった地域のお客さま」を除く※3「福島県内の⽴⼊制限区域において停電しているお客さま」を除く（出典：東⽇本⼤震災復旧記録 東北電⼒（株） 2012年9⽉）

3月20日～5月末まで

日最大使用量の比較（2010年・2011年比較）

⽇最⼤使⽤量（オレンジ⾊の折れ線）が、⾃社供給⼒の範囲内でおさまっている• 需要が復興しきってない• 春という季節• 節電協⼒3⽉11⽇以降、 2011年の⽇最⼤使⽤量は、2010年よりも抑制されている。
特に夏は、3⽉11⽇当⽇並みの節電協⼒（＋需要の落ち込み）があったと推定される。

－：⽇最⼤使⽤量

2010年・2011年の⽇最⼤使⽤量（万kw）の⽐較（曜⽇合わせ済み）、東北電⼒管内

しかし2011夏：電力供給はギリギリの綱渡り

結果論的には需給バランスがとれた節電の協⼒にも関わらず、8⽉は他社からの融通が無かったら計画停電する必要があった
もし南海トラフ巨⼤地震が夏に発⽣したら？？？

2010.8.5：1,557万kw

2011.1.20：1,470万kw

東北電力HPによる

中央防災会議 発災直後の広域停電
東日本大震災停電範囲
電気設備地震対策ワーキンググループ報告書

南海トラフ巨大地震と電力の需給バランス

南海トラフ巨大地震停電範囲

中央防災会議 電力被害は停電率のみで評価
本当の需給バランスは？
被災直後

電力被害予測で考慮されていない項目
地震動：陸側ケース、津波：ケース①、冬・⼣⽅、⾵速8m/s〕
停電率（停電軒数÷電灯軒数）

被災１⽇後

被災４⽇後

中央防災会議「最悪シナリオの例・電力」

復旧に要する⽇数：停電軒数と東⽇本⼤震災等の復旧状況の関係から算出。なお、復旧予測に当たっては、津波浸⽔により建物が全壊した需要家数を除く【被災直後の被害】
最⼤約2,710万軒が停電し、東海三県の約９割、近畿三府県の約９割、⼭陽三県の７割、四国の約９割、九州⼆県の約９割で停電（発災直後に需給バランスが不安定になることが主要因）【復旧の推移】電⼒供給の切り替え調整により、需給バランス等に起因した停電は数⽇間で解消される。電柱被害に基づく停電は、復旧に約２週間を要する・強震動や津波により沿岸部の⽕⼒発電所等が被災し、停電が⻑期化する。
・停電により排⽔ポンプの機能が停⽌し、⻑期湛⽔が継続する。
・ゼロメートル地帯や津波被害を受けた地域では、湛⽔が排⽔されるまでの間、復旧作業が困難となる。
・発電⽤燃料、消耗品、資機材等の調達先企業の操業停⽌が⻑期化する場合や、これらの物品の輸送経路（陸路、航路）の障害が⻑期化する場合、発電停⽌や復旧が⻑期化する。
・地震から数⽇後の供給能⼒が⼤幅に低下し電⼒需要との乖離が⼤きい場合は、節電要請に加えて緊急的措置として計画停電が⾏われ、供給能⼒が向上するか、⼤⼝需要家への電⼒使⽤制限等の需要調整等が⾏われるまで継続する。
・⽕⼒発電所施設の定期検査期間中に被災し、供給能⼒の低下が⻑期化する。
・発電⽤⽤⽔（⼯業⽤⽔、上⽔等）の断⽔が⻑期化する場合、発電停⽌や復旧が⻑期化する。
・⽕⼒発電設備が被災し、それらに単品受注⽣産のような希少部品が含まれていて、部品調達に数か⽉を要する場合、発電停⽌や復旧が⻑期化する。

火力発電所の被害が長期に渡る可能性も火力発電所の被害が長期に渡る可能性も復旧方策を策定する上で要検討

経済産業省・電力安全小委員会
電気設備自然災害等対策ワーキンググループ
平成26年6月中間報告書・最大クラス地震動の影響

発電所●⽕⼒発電所●：⽔⼒発電所●：原⼦⼒発電所

流通：短期⇔発電：長期
寅屋敷・河田南海トラフ巨大地震における中長期的な電力需給ギャップ推計方法の一試案
2014.3

複数想定される最大ケース地震動のうち各発電所に最も過酷な被害が及ぶ場合を選んで集計しており、安全サイドの結果であることに留意が必要

電力需給ギャップの解消には電力需給シミュレーションとその課題

社会全体：産業界、⼀般市⺠

発電設備：電⼒会社
道路・航路・⼯業⽤⽔：⾃治体など
発電設備：電⼒会社

 需要予測・供給力予測共に実績データに基づく知見は、南海トラフ巨大地震におけるレベル1程度までのハザードへの適用は可能であるが、レベル2への適用には課題が残る 現実の対応については、行政・インフラ事業者・産業界・市民が、様々なハザードレベルにおける被害復旧に関する知見を共有し、対策レベルの統一や整合および復旧の優先順位についての意見交換や社会合意を行うための枠組みの構築が必要 科学的知見を根拠に精度良い需給シミュレーションを実施することと、現実レベルでの災害対応の強靭化対策は別問題⇒出来る対策を着実に実施することが何よりも大切!!!

これら全てを包括した電⼒需給シミュレーションと、現実的な対策まとめ 電力需給ギャップの解消への取り組み
⾮常時の供給⼒の確保 ⇒電⼒会社
⾮常時の需要抑制 ⇒東⽇本⼤震災では節電要請により10〜15%の需要抑制に成功した。
今後も省エネを推進するとともに、⾮常時の需要抑制について、事前に産業界・⼀般市⺠など社会全体と共有しておく
供給⼒の復旧迅速化 ⇒道路・航路・⼯業⽤⽔などについて、⾃治体・産業界が協⼒して復旧迅速化

地域連携・情報の共有地域全体のBCM（インフラ、⾃治体、企業活動）⇩
地域全体で災害対応の強靭化を図る

ありがとうございました