デマンドレスポンスって何？

前回は姿が見えない発電所VPP（バーチャル・パワープラント）についてお話ししました。
 
今回はVPPの提供するサービスを中心にお話ししましょう。
 

VPP事業を運営するアグリゲーター

蓄電池、電気自動車、コージェネレーション（熱電併給）、ヒートポンプ蓄熱空調、電力多消費工場、太陽光発電など、地域に散在するエネルギーリソース（需要家側の電力設備）を、高度なエネルギーマネジメント技術により統合的に制御し、あたかも一つの発電所のように機能させる仕組みのことをVPPと呼びます。
 
電力多消費の重工業社会から情報化社会へ。需要家側設備をベースにした新しいエネルギー管理システムです。
 
VPP事業を運営するのは「アグリゲーター」と呼ばれる専業事業者で、電力会社のパートナーです。アグリゲートとは、英語で“束ねる”という意味ですね。散在するエネルギーリソース、一つ一つは小規模ですが、それらを束ねて、需給調整に協力する「調整電力」を生み出す仕事をします。
 
専門的になりますが、アグリゲーターにも二種類あります。エネルギーリソースを所有している需要家と直接契約する「リソース・アグリゲーター」（RA）と、それらを束ねる「アグリゲーター・コーディネーター」（AC）です。ACが一般送配電事業者（地域電力会社）や小売電気事業者、発電事業者と調整力の取引をします。両者はちょうど元請事業者と下請事業者の関係に似ていますね。
 

電力会社⇒A・C⇒R・A⇒需要家・エネルギーリソースの順で調整依頼

一般送配電事業者（電力会社）や小売電気事業者（新電力）が、天候の急変などで「供給力不足」、あるいは「太陽光発電の余剰」など突発的な状況が発生した場合、ACに「需要の抑制」あるいは「需要の創出」または「供給力の創出」を依頼します。
 
ACから依頼をうけたRAは需要家と交渉し、必要な「調整電力」を確保してACに提供すると、ACは事業者側にAGの調整電力を取りまとめて提供する仕組みです。
 

主要サービスはデマンドレスポンス（DR）

VPP事業が提供するサービスのなかで最大の物は「デマンドレスポンス」（DR）です。電力需給の変化に合わせて、需要家側が供給事業者の依頼を受けて、電力消費のパターンを有償で変化させることを、専門用語で「デマンドレスポンス」（DR）と言います。
 
もともとは、電源立地難に直面した米国で、「需要を有償で抑制する」ことで「発電所新設と同等の効果」を期待できる政策として具体化したものです。窮余の策だったのですね。100万ｋWの需要削減は100万ｋWの発電所新設と同等の効果があるから、需要抑制に協力してくれた需要家に対価を支払っても十分ペイすると割り切った考え方です。
 

自由化を契機に、需給調整業務を外部に委託

日本におけるデマンドレスポンスは経済産業省が、「卸市場価格の高騰時または系統信頼度の低下時において、電気料金価格の設定またはインセンティブの支払いに応じて、需要家側が消費パターンを変化させること」と広く定義しています。
 
需要家側がサービスへの参加費を支払わずに（無料）、需要家側が節電する分だけ節電に対する対価が得られる仕組みで、電力需給のひっ迫時や需要の立ち上がり時、下降時などに発動されます。電力会社から契約需要家への依頼はリソース・アグリゲーターを通じて行われます。
 
デマンドレスポンスには二つの種類があります。需要を抑制する「下げDR」と需要を創出する「上げDR」があり、電線に流れる調整力として活用されます。
 
また、需要制御の方法も(1)電気料金設定により制御する「電気料金型」と(2)需要家が電気事業者（またはアグリゲーター）と契約を結び需要家を制御する「インセンティブ型」があり、インセンティブ型のうち「下げDR」のことを「ネガワット」と呼んでいます。
 
すでに首都圏では夏ピーク時に「ネガワット」による需給調整が実施されています。アグリゲーター・コーディネーターが事業者に提供するサービスは、以下のように事業者別に大きく4つに区分できます。
 
(1)一般送配電事業者向けサービス＝電力系統安定化に必要な調整電源、品質維持に必要な調整力電源の提供。
（刻々と変化する需要に過不足なく電気を生産して届ける必要がありますが、不測の事態は発生するものです。
 
計画通りにはいきません。そこで、不足分を補い品質管理を徹底するため、VPPから調整用電力を調達するのです）
 
(2)小売電気事業者向けサービス＝発電量と需要量の計画値と実績のずれ（インバランス）を回避する供給力の提供。
（小売電気事業が顧客と契約し電力を供給する場合、同時同量を原則に電力会社の送電線を利用していますが、供給力が需要を下回る場合があります。これをインバランスと言います。電力会社の回線を利用しているから直ぐに停電することはありません調整電力を提供します）
 
(3)再生可能エネルギー発電事業者向けサービス＝供給力が過剰になった場合、太陽光発電の出力抑制を回避する、「創出需要」の提供と出力低下時の「調整電力」の提供。
（太陽光など再エネ発電は自然条件により出力が変動します。好天が続くと余剰電力が発生、逆に天候が悪化すると供給が過剰なります。この出入りの調整をしようということです）
 
(4)需要家向けサービス＝省エネルギー協力、ピークシフト協力、ネガワット協力などに対する電力料金の提供。
 

非常用蓄電池を経済的に利用する横浜VPP

横浜VPPの実証事業における蓄電池の運用方法を紹介しましょう。
 
地域防災拠点に指定されている小学校３６校には容量が(1)１０ｋWｈと(2)１５ｋWｈの蓄電池が設置されています。各校の電池は非常時にBCP（事業継続計画）用に３ｋWｈを確保し、(1)は７ｋWｈ、(2)は１２ｋWｈを「経済的利用」することにしました。
 
東京電力EPがアグリゲーター役のエネルギーマネジメント（蓄電池群制御）を通じVPPのデマンドレスポンス及びピークカット運用をしています。
 
平常時の運用としては、日の出前の５～６時で高速充電し、会社の仕事が始まる需要急増時間帯の９～１１時に放電、さらに日没儒の１６～１７時に充電、家庭でのエアコンや照明需要が急造する１７～１９時に放電するパターンで事業化実証を行っています。これが基本パターンで需給状況によりバリエーションが出てきます。経済的利用では電気事業者と需要家がウイン、ウインの関係ができあがります。
 
非常用蓄電池、電気自動車など分散型エネルギーリソースが沢山ネットワークされるとVPPの経済的効果は増大します。東京、横浜、大阪など大都市は大きな市場です。VPPは電力自由化市場で、より柔軟な電力供給が可能なエネルギーマネージメントシステムです。VPPが本格化すると
 
(1)環境性に配慮した防災性能の向上
(2)再エネの有効活用と電力安定供給の両立
(3)蓄電池を利用した新たなエネルギーサービスプロバイダー事業の確立
 
の３つの効果が期待されます。VPPのようなエネルギーサービスプロバイダー事業はまだまだ目を出したばかりですが、地球環境を大事にする低炭素化時代、少子高齢化社会ではIoTを活用した、ソフトなエネルギープロバイダーが活躍する社会かも知れません。
 
執筆者：藤森禮一郎（ふじもり れいいちろう）
フリージャーナリスト
 

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