EVアグリゲーションによるVPP事業の可能性評価
電⼒中央研究所

ｸﾞﾘｯﾄﾞｲﾉﾍﾞｰｼｮﾝ研究本部 ENIC研究部⾨兼 社会経済研究所

副研究参事

⾼橋 雅仁

電気学会 電⼒・エネルギー部⾨⼤会 座談会「電気の価値」の再定義から考える電気⾃動⾞の普及を主とした電⼒システムの課題と期待
2023年9⽉4⽇
2023

脱炭素化と電化︓基本公式
供給側

需要側

電源の低炭素化

電化の推進

⼤幅なCO2排出削減

2023

1

再エネ電源の導⼊拡⼤により⽣じる課題
 電⼒供給のゼロエミ化のため、再エネ電源の導⼊が拡⼤
し、余剰電⼒の発⽣や調整⼒・慣性⼒の不⾜、送電容量の不⾜、系統安定化コスト増加などの課題が発⽣する
[万kW]

EVへ充電

1200
1000

九州電⼒管内の需給実績

800

揚⽔発電

揚⽔発電
揚⽔動⼒

需要

600

太陽光出⼒
677万kW(需要の90%)

⽕⼒等

400

⽔⼒、⾵⼒、原⼦⼒、地熱

200
0

2023

EVから放電出⼒制御(最⼤制御量:190万kW)

EVから放電[2019.5.3（⾦）電⼒需給実績]
0時

6時

12時

18時

出所：平成31年度「需要家側エネルギーリソースを活用したバーチャルパワープラント構築実証事業費補助金」（VPP）B‐2事業者成果報告、2020年3月、 https://sii.or.jp/vpp31/uploads/B_2_1_kyuden.pdf を参考に作成

24時

2需要の最適化
 再エネ電源の⼤量導⼊に対応するため、エネルギー需要を可制御化し、エネルギーを使う地域や時間帯、使い⽅を最適化することが重要になる

出所︓2050年カーボンニュートラルの実現に向けた需要側の取組, 第30回 総合資源エネルギー調査会 省エネルギー・新エネルギー分科会 省エ 32023
ネルギー⼩委員会, 2021年2⽉19⽇, https://www.meti.go.jp/shingikai/enecho/shoene_shinene/sho_energy/pdf/030_01_00.pdf

バーチャルパワープラント（VPP）とは⼯場や家庭などが有する分散型のエネルギーリソースを、IoTを活⽤したエネルギーマネジメント技術により束ね（アグリゲーション）、遠隔・統合制御することで、電⼒の需給バランス調整に活⽤する⽅策

2023出所︓資源エネルギー庁 バーチャルパワープラント・ディマンドリスポンスについて,

https://www.enecho.meti.go.jp/category/saving_and_new/advanced_systems/vpp_dr/about.html

4電気⾃動⾞ 様々な⾞種・メーカー

⽇産

リーフ

ホンダ

Honda e

三菱iMiEVルノー

⼤型電気トラック

BYD

2023

テスラ モデルS

Rivian EV配送トラック（amazon）

電気バス

5商⽤⾞の電動化
 電動化はこれまで乗⽤⾞が中⼼であったが、商⽤⾞の電動化の取り組みが世界的に開始している。

Optimize prime プロジェクト（英国）
英国の電⼒・ガス市場規制庁Ofgemが主導する世界最⼤規模の商⽤⾞EV実証。運輸事業者（ロイヤルメールなど）だけでなく、地域配電会社がプロジェクトに参加していることが特徴。

出所︓solar media社 current-newsサイト（2021/8/6）
https://www.current-news.co.uk/news/optimise-prime-fleet-evcharging-trial-formally-begins

2023

アスクルのEVトラック実証（⽇本）
⽇野⾃動⾞が開発した⼩型EVトラック「デュトロZ EV」を東京都内の配送に試験導⼊する。⽇野と関⻄電⼒の共同出資会社
CUBE-LINXが充電管理などのエネルギーマネジメントを担う。

出所︓⽇経新聞 電⼦版 2022/1/26掲載
https://www.nikkei.com/article/DGXZQOUC246UJ0U2A120C2000000/

6国内の電気⾃動⾞の現状
 国内の乗⽤⾞6200万台のうち、EVは16万台、PHV17万台、HV1300万台
 公共充電インフラは、急速充電9千基、普通充電2万基
 全⾞両がEVになっても、国内kWh需要は5〜10%増加。
充電が集中すると配電レベルでの影響が懸念される
EV電池容量の増加で、急速充電出⼒の⼤容量化の要望増
 EV普及によって、CO2排出削減、災害時の停電対策、VPP（Virtual Power Plant）の資源としての活⽤（→V2G）が期待される
2023

7

V2G（Vehicle to Grid）とは
 通常のEVへの充電に加えて、EVに蓄電された電⼒を電⼒系統に放電することによって、電⼒の需給調整に活⽤する⽅策

 電⼒系統に放電せずに、EVへの充電のみを需給調整に活⽤する⽅策はV1Gという需給調整電気⾃動⾞

2023

充放電
スタンド

お客さま

発電所

出所：九州電力、電中研、日産自動車、三菱自動車工業、三菱電気プレスリリース：電気自動車を電力の需給バランス調整に活用するための実証試験を開始します－再生可能エネルギーに対する新たな調整力として期待－、2018年5月31日

8海外V2G事例︓デンマークParkerプロジェクト
 概要︓デンマーク政府のVGI実証プロジェクトの1つ。コペンハーゲン市
近郊のユーティリティ公社の敷地内にてEV業務⾞両（⽇産eNV200）10台を対象にした実証を⾏った。V2G充電器の設置はEnel社、EV⾞両は⽇産、充電器の監視・運⽤はNuvve社、市場取引はNEAS社が⾏う。実証
評価はデンマーク⼯科⼤学が担当。
 実証結果︓平⽇夜間と休⽇に敷地内で駐⾞中のEV業務⾞両を、DC10kWのV2G充電器を介して、系統周波数変動に応じて充放電制御した。供出した調整⼒をデンマーク東部（DK2）のFCR-N市場価格で計算すると、EV1台あたり年間1860ユーロ（24万円）の収⼊を期待できる。

DK2のFCR市場価格実績（2018年)
2023

Source: The Parker Project final report,
https://parker‐project.com/wp‐content/uploads/2019/03/Parker_Final‐report_v1.1_2019.pdf

9九州V2G実証事業における当所の3か年成果（2018〜2020年度）
紹介内容の詳しい情報が知りたい⽅は、以下の報告書をダウンロードしてご覧ください。
⾼橋、後藤、⼤嶺、井上、⾼⽊、坂東、⼋太、⼭⽥、浅野、池⾕︓EVアグリゲーションによるVPP事業の可能性評
価－九州V2G実証事業における当所の3か年成果－、電⼒中央研究所報告GD21001、2021年8⽉
https://criepi.denken.or.jp/hokokusho/pb/reportDetail?reportNoUkCode=GD21001

2023

10

九州V2G実証(2018〜2020年度)
 経済産業省資源エネルギー庁の補助事業である「九州V2G実証事業」に参画。メンバーは九州電⼒、電中研、⽇産⾃動⾞、三菱⾃動⾞⼯業、三菱電機。
 実証内容︓九州エリアにおけるPV出⼒制御量の低減やダックカーブ対策に、EVを活⽤できるかを検証。電中研はV1G／V2Gの可能性評価を担当。電⼒系統側、EVユーザー側、VPP事業者側のそれぞれの視点から評価する。
[万kW]

EVへ充電

1200

九州電⼒管内の需給実績とV2G
活⽤イメージ

1000
800

揚⽔発電
需要600

2023

揚⽔発電

太陽光出⼒
677万kW(需要の90%)

⽔⼒、⾵⼒、原⼦⼒、地熱2000EVから放電

揚⽔動⼒

⽕⼒等

400
出所：平成31年度「需要家側エネルギーリソースを活用したバーチャルパワープラント構築実証事業費補助金」（VPP）B‐2事業者成果報告、2020年3月、https://sii.or.jp/vpp31/uploads/B_2_1_kyuden.pdf

出⼒制御(最⼤制御量:190万kW)

EVから放電[2019.5.3（⾦）電⼒需給実績]
0時

6時

12時

18時

24時

11

駐⾞中EVは将来の有望なVPPリソース

6:00

12:00

18:00

24:00

福岡県・平⽇の乗⽤⾞の駐⾞台数の時間変化
 ほとんどの乗⽤⾞は駐⾞中である。将来、全⾞両がEV化されれば、駐⾞中EVの膨⼤な蓄電池を系統需給協調に利⽤可能
出典︓⾼橋他(2019/9)

2023

12

次世代⾃動⾞交通シミュレータによる評価
 電中研が開発した次世代⾃動⾞交通シミュレータ（EVOLYENTOR）を⽤いて、エリア内の個々のEVの⾛⾏や充電⾏動をシミュレーション、九州全域のV1G／V2Gによる需要創出量を評価する
 仮定
 九州全域のEV普及台数︓120万台
 EV属性︓電池容量40kWh ⾃宅・職場・店舗などのあらゆる駐⾞場所にV1G／V2G充電器が設置済
福岡県近郊の道路地図データと急速充電器の配置場所
2023

出所：日渡, 岡野, 朝岡, 池谷：「充電インフラ検討用次世代自動車交通シミュレータの開発－電気自動車導入に向けた基本解析機能構築－」, 電力中央研究所報告L09009, 201013

V1G／V2GによるPV出⼒制御量の回避
 電⼒系統側の受⼊可能量を加味したシミュレーションを⾏うと、九州全域のV1G／V2Gによる需要創出量、つまりPV出⼒制御量の回避可能量は、V1Gで最⼤37万kW、V2Gで最⼤130万kW

⾃宅（普通充電）

その他（普通充電）

ステーション等（急速充電）

勤務地（普通充電）DRなし

系統運⽤制約を考慮した
充放電量

V1G︓⼣⽅18時以降のEV充電量を、翌⽇昼間9時-15時にシフトして需要創出する
V2G︓V1Gに加えて、点灯帯18時-21時に放電、EVの蓄電残量（SOC）の空き容量を確保。翌⽇昼間9時-15時にこの空き容量に充電して需要創出する

2023

出所：平成31年度「需要家側エネルギーリソースを活用したバーチャルパワープラント構築実証事業費補助金」（VPP）B‐2事業者成果報告、2020年3月、 https://sii.or.jp/vpp31/uploads/B_2_1_kyuden.pdf

14

EVユーザーのV2G受容性
 EVユーザー664名を対象に、V2Gの受容性についてアンケート調査を⾏った 7〜8割のEVユーザーは対価次第ではV2Gに協⼒可能
 電⼒会社や⾃動⾞会社など第三者に、EV電池を制御される
場合のユーザーの懸念事項は、①電池劣化、②充電量が減ること（電⽋）、③駐⾞時間の拘束の３つ ユーザーの懸念を解消し受容されるV2G事業モデルを構築する必要あり
回答割合(%)

6050

1番⽬

40

2番⽬

30

3番⽬

20
10

①電池が劣化するのではないか②V2Gによって充電量が減り、電⽋を起こすのではないか③駐⾞時間を拘束されるのではないか④個⼈情報が漏えいするのではないか⑤対価があるので、気にならない

0

N=664①②③④⑤
EV電池の第三者利⽤に対する懸念事項（上位3つまで）2023

出典︓VPP B-2事業者成果報告(2020)

15

VPPアグリゲーションの事業性評価
 ⼩規模リソース（ヒートポンプ給湯機、家庭⽤蓄電池、EV）を対象に、VPPアグリゲーションの事業価値を評価した
 VPP契約に基づく使⽤料をリソース所有者に⽀払って調達する調整⼒
ΔkWを、需給調整市場 (3次調整⼒②) に供給して収⼊を得るというビジネスモデルを想定
 ドイツ3次調整⼒市場の2019年実績価格を、⽇本の3次調整⼒②市場の価格と想定する(＝ベースケース)
調整⼒
実供給
指⽰発動

TSO

取引、契約

調整⼒
供給

需給調整
市場
(3次②)

⼊札
落札
ΔkW収⼊
kWh収⼊
ペナルティ精算等

アグリゲータ
(RA)

VPP契約

お⾦

需給調整取引エネルギー、制御

需給調整発動各⽮印⾊ 右記

事後処理

VPP契約
定額料⾦⽀出
待機指⽰
制御指⽰
制御、VPP供給
パフォーマンス料⾦⽀出

家庭⽤蓄電池(住宅、リソース所有者)

2023 出所：井上他、九州VPP実証事業(V2G／VPPビジネスの事業性評価)、電気学会、電力エネルギー部門大会、2021年8月

16需給調整市場の調整⼒商品カテゴリ
速い

遅い

三次調整力②は再エ
ネ出力予測誤差に対応する調整力

一次調整力
二次調整力①②
三次調整力①②2023

出所︓送配電網協議会「需給調整市場の概要・商品要件」, 2020年11⽉30⽇ 第2版
電⼒広域的運営推進機関 第11回 需給調整市場検討⼩委員会, 2019年4⽉25⽇

配布資料4-2-2に基づき当所作成

17想定したユースケース
 4kWのPV設置済み⼾建住宅群を対象として、リソースの種類、運⽤⽅法、蓄電池からの逆潮流の可否を考慮した7つのユースケースを想定
ケース名

VPPリソース

運⽤⽅法の説明
3次調整⼒②を供給しつつ、昼間蓄熱 (PV余剰) と夜間蓄熱 (系統電HP給湯
HP給湯機⼒) を最適制御。
蓄電池 蓄電池 (容量6kWh、 3次調整⼒②を供給しつつ、蓄電池の充放電を最適制御。蓄電池から(逆潮流OK) 充放電出⼒±2kW) の逆潮流は可能。
蓄電池 蓄電池 (容量6kWh、 3次調整⼒②を供給しつつ、蓄電池の充放電を最適制御。蓄電池から(逆潮流NG) 充放電出⼒±2kW) の逆潮流は不可。
EV (容量24kWh、 ⾃宅の充電器接続時に、3次調整⼒②を供給しつつ、EV電池の充電
EV_V1G充電電⼒3kW) (PV余剰、系統電⼒) を最適制御。
EV_V2GEV (容量24kWh、 ⾃宅の充放電器接続時に、3次調整⼒②を供給しつつ、EV電池の充電(逆潮流OK) 充放電出⼒±6kW) (PV余剰、系統電⼒) と放電を最適制御。EV電池からの逆潮流は可能。
EV_V2GEV (容量24kWh、 ⾃宅の充放電器接続時に、3次調整⼒②を供給しつつ、EV電池の充電(逆潮流NG) 充放電出⼒±6kW) (PV余剰、系統電⼒) と放電を最適制御。EV電池からの逆潮流は不可。
EV_V1GEV (容量24kWh、 ⾃宅と商業施設の充電器接続時に、3次調整⼒②を供給しつつ、EV電(商業施設)
充電出⼒3kW) 池の充電を最適制御。

2023 出所：井上他、九州VPP実証事業(V2G／VPPビジネスの事業性評価)、電気学会、電力エネルギー部門大会、2021年8月

18VPPアグリゲーションの事業性評価（続き）
 評価結果︓想定条件下では、ベースケースにおいて、事業価値（NPV）が正となるユースケースはなく、価格⾼位
ケースではHP給湯のみNPVが正となった
 市場から得られる収⼊に⽐べて、事業運営⽀出が⼤きいことがその理由100

事業価値（百万円）

50

VPP契約料⽀出_ベース

0

市場収⼊_ベース-50

事業運営⽀出-100-150

NPV_ベース-200

NPV_価格低位-250

NPV_価格⾼位-300
HP給湯

蓄電池

蓄電池

(逆潮流NG) (逆潮流OK)

EV_V1G

EV_V1G
EV_V2G
EV_V2G(商業施設) (逆潮流NG) (逆潮流OK)

ユースケース別推計NPVと市場価格に関する感度分析の結果
2023 出所：井上他、九州VPP実証事業(V2G／VPPビジネスの事業性評価)、電気学会、電力エネルギー部門大会、2021年8月

19今後の展開 V1G／V2Gは、技術的には問題ない⽔準にあり、今後、経済的に⾒合うサービスの選択と事業モデルを検討する段階に⼊る。需要家側と事業者側双⽅の価値を創出する事業モデルの確⽴が重要である
 紹介した通り、V1G／V2Gは、系統側のメリットやEVユーザーの受容性はあるが、現時点では、システムコストが⾼く、低速カテゴリの需給調整市場からの収⼊のみに拠るVPP事業の成⽴は難しい。⾃⽴的な事業成⽴には、システムコストの低減、制度設計による⽀援（電池からの逆潮流を認める、職場充電環境の整備等）、事業者側の⼯夫（エネマネなど他事業と合わせる等）が必要
 研究課題としては、配電系統における影響を評価し、対策を検討することが必要
2023

20

ご清聴ありがとうございました2023

21