iea retd res-e-next tokyo 20141117
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Next Generation Policy Instruments for Electricity Generation from
Renewable Sources
Kristian PetrickActing for the IEA-RETD Operating AgentJREF Conference17 November 2014, Tokyo, Japan
(RES-E-NEXT)
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Agenda
• General introduction to IEA-RETD
• Next generation of policy instruments for renewable electricity(RES-E-NEXT)
JREF Conference
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IEA-RETD の使命：自然エネルギーの大量導入の加速化
• 2005 年に設立。現在の加盟国は 8 カ国（カナダ、デンマーク、フランス、ドイツ、アイルランド、日本、ノルウェー、英国）
• 年間 5 ～ 7 件の委託研究により、有名コンサルティング会社および学術研究機関の専門知識と自然エネルギー先進国の経験を結集
• 報告書およびハンドブックを www.iea-retd.org にて無償提供• ワークショップの開催および国際イベントでの発表
RETD は「 Renewable Energy Technology Deployment（自然エネルギー技術の導入）」の略
IEA-RETD は、国際エネルギー機関の法的枠組みのもとで 様々な技術分野の政策に取り組むプラットフォーム（「実施協
定」） を提供する
IEA-RETD （国際エネルギー機関再生可能エネルギー拡大実施協定）
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IEA-RETD によるプロジェクト例
• 自然エネルギーの社会経済的正当化• 雇用・経済
• 外部性・コベネフィット
• イノベーション
• 自然エネルギー導入のための資金調達
• ビジネス事例
• コストおよび政策手段の設計
• 情報伝達・市民の合意• 理解不足
• 誤解を与える情報
• システムの統合• 変動自然エネルギー電力のシェア拡大
• 市場設計
自然エネルギー導入加速化のための主要課題および IEA-RETD によるプロジェクト例
IEA-RETD の背景
主要課題
自然エネルギーによる雇用とイノベーション雇用・経済
（EMPLOY, 2009-12）
コストとビジネスに関する自然エネルギー技術・非自然エネルギー技術の比較（RE-COST, 2013）
自然エネルギーの成功事例に関する情報伝達（RE-COMMUNICATE, 2013）
自然エネルギー電力に関する次世代の政策手段（RES-E-NEXT, 2013）
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Agenda
• General introduction to IEA-RETD
• Next generation of policy instruments for renewable electricity(RES-E-NEXT)
JREF Conference
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議題
• 概要・目的• 自然エネルギー発電の確保• 送電網インフラの確保• システムの柔軟性の向上• 発電量の適切性の確保• 総括・考察• 結論
RES-E-NEXT
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プロジェクトの目的
• 自然エネルギー電力の導入支援のための現行の政策手段（例：固定価格買取制度、固定枠制度等）において、変更の可能性がある点を評価する。
• 自然エネルギーによる発電が大量に導入された場合に必要となる 変更を、特に以下の点について調査する。
• 電力市場の設計および機能• 電力システムの運用• 電力システムに関する規制• 自然エネルギー電力に関する政策手段の設計
• 以下の例に挙げられるような、自然エネルギー電力政策の異なる分野間における相互作用について調査する。
• システム運用規則（例：発電抑制）が投資（例：補助金制度）に与える影響
• システム柔軟性のための戦略（例：デマンド・レスポンス）と既存の市場メカニズム（例：エネルギープライスキャップ）との相互作用
RES-E-NEXT 概要・目的
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次世代の自然エネルギー電力政策の特徴
変動型自然エネルギー電力の統合は、その導入拡大に伴い電力システムの計画と運用への影響を強めている
その結果、• システム全体への影響が拡大し、より複雑で全体的な分析が必要
となる。• 専門家および利害関係者がさらに多様化し、最適な方針に関する
意見の相違が増える。• 特効薬的な解決策はますます少なくなっている。• 区域ごとに必要な解決策の組み合わせが、より多様化する。• 各管轄を越えた強力な政策のリーダーシップが求められ、政策連携が重要となる。
積極的かつ持続的で連携のとれた展開が次世代の自然エネルギー電力政策のカギとなる
概要・目的
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自然エネルギー発電の確保 送電網インフラの確保
短期的供給の確保： 柔軟性
長期的供給の確保： 適切性
変動自然エネルギー電力：低
自然エネルギー電力を支援する基本的な仕組み（例：固定価格買取制度、目標、入札）を確立する
自然エネルギー電源を踏まえた送電網インフラの必要性を評価する
システムの柔軟度を評価し、柔軟性に関し拘束力のある制約を確定
する
適切性のメカニズムの機能を評価する
変動自然エネルギー電力：中
自然エネルギー電力を給電の最適化に組み込む
自然エネルギー電力の系統連系規定および指定送電区域を確立する
予測を改善する
バランシングの区域を拡大する
容量適切性の調査を開始する
変動自然エネルギー電力：高
送電網における自然エネルギー電力の位置を調整し、配電および基幹送電網への
影響を縮小する 自然エネルギーによる発電
を奨励する
認知度の低い送電技術を採用する
積極的な系統管理を行う
高度なシステム運用（例：高度ユニット貯蔵や追加調整用発電）
を行う
主要なパラダイムに従って適切性のメカニズムを改善する
戦略の組み合わせは導入の程度によって異なり、導入が進むほど相互依存が深まる
概要・目的
自然エネルギー電力の各導入段階における政策展開の例
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議題
• 概要・目的• 自然エネルギー発電の確保• 送電網インフラの確保• システムの柔軟性の向上• 発電量の適切性の確保• 総括・考察• 結論
RES-E-NEXT
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課題：予測可能な収入源と安定した送電網の確保— どちらも政策で対応できる
• 収入関係の課題特に以下のような運用上の要求が収入減を招く
• 自然エネルギー電力の抑制の拡大• 系統サービスの増大に向けた自然エネルギー
電力に対する要求• エネルギーのインバランス料金の普及
• 送電網関係の課題• 調整できない自然エネルギー電力によって供給側に変動性が加わり、バランスを保つ必要性が増す
• 自然エネルギーの発電会社に、系統支援サービスの拡大が求められる可能性がある
• 風力発電による送電線の混雑、分散型の太陽光発電による配電線の混雑
• Item 1
• Item 2 (move blue bar)
• ….
自然エネルギー発電の確保
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次世代の政策では、「コスト、市場、送電網を意識」することにより、これらの課題に対応できる
1. 自然エネルギー電力への投資の確実性を維持し、インセンティブのコストを最小化する（「コストを意識」）• 例：柔軟に調整できる固定価格買取制度
2. 市場との積極的な相互作用を促進する（「市場を意識」）• 例：発電抑制制度やエネルギーのインバランス料金による収
入への影響について積極的に考慮する
3. 変化する送電網のニーズに積極的に対応する（「送電網を意識」）• 例：価格維持制度と自然エネルギー電力の要件を連携させて、
送電網支援サービスを行う
自然エネルギー発電の確保
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議題
• 概要・目的• 自然エネルギー発電の確保• 送電網インフラの確保• システムの柔軟性の向上• 発電量の適切性の確保• 総括・考察• 結論
RES-E-NEXT
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自然エネルギー電力の送電網インフラ問題の概要
送電網の開発は必要である• 発電と負荷との接続に必要• エネルギーと価格を仲裁する• 競争を促進し、不正取引を軽減する
• 安全性と信頼性を提供する• 自然エネルギー電力
• 変動型自然エネルギーの全体的な変動性と不確実性を軽減する
• 柔軟性を実現する
適切な送電網インフラの確保
しかし、問題も抱えている• 品質の高い自然エネルギー電
力は、主な負荷の中心から遠く離れている場合がある
• 難問の提示：送電網と発電、どちらが先か？
• なかなか進まない拡張• 市民の合意
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集権的計画のアプローチ：送電網の整備に効果的な仕組み
テキサスの自然エネルギー重点地域（ CREZ ）では、 4 年間で18.5 GW の風力発電用の送電網が設置された
適切な 送電網インフラの確保
アイルランドの“グループプロセシング”手法は、自然エネルギー電力プロジェクトをサポートする送電網整備のルールを定めている
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技術的ソリューションの役割
効果的な技術的ソリューションにより、系統の容量追加にかかる投資を回避または繰り延べすることができる。このようなソリューションを、必要に応じて政策として推進することが必要。• 動的送電線定格（ DLR ）
• リアルタイム測定の使用により、 90% の確率で送電線の容量を 25 ～ 30%増加させることができる。
• 特別保護スキーム（ SPS ）• 自動補正動作の使用により、インフラ投資を回避または繰り延べすることができる。
• 積極的な系統管理• 統合されたシステムにより、低・中電圧系統の容量をよ
り有効に活用できる。• リアルタイムの測定と制御を用いて、複数の制約を受け
る多様な資源を管理する。
適切な 送電網インフラの確保
動的送電線定格装置ERCOT （ウエスト・テキサス）
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議題
• 概要・目的• 自然エネルギー発電の確保• 送電網インフラの確保• システムの柔軟性の向上• 発電量の適切性の確保• 総括・考察• 結論
RES-E-NEXT
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柔軟性向上の方法によってコストは異なる
柔軟性のある電源の経済性は、システムによって異なる。
「柔軟性供給曲線」の形状を確定し、システムごとのコストを定量化するには、さらなる研究が必要である。
システムの柔軟性の向上
市場
柔軟な
発電
従来型
の貯蔵
風力発電
の抑制
貯蔵
リアルタイム市場
スポット市場
価格反応型負荷
デマンド・レスポンス
単純サイクルガ
スタービン
複合サイクルガスタ
ービン
水力
揚水水力
ガス貯蔵
1 ～ 2% の範囲
低コスト
高コスト
電池
フライホイール
SMES
CAES
コンデンサー
PHEV
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柔軟性を奨励し、報酬を与えるには？
• 柔軟性の奨励に向けた最善策には対照的な視点が存在する• 一部の識者は、自然エネルギー電力が主流となる未来に向けた進化に
おいては、「予備力ベース」の仕組みが重要だと提案している• また、市場設計の継続的な進化（例：急速なエネルギーのみの市場、広範な地点別料金制度、需要側入札）によって、柔軟性を十分に確保できるという見方もある。
• 柔軟性を奨励する具体的な仕組の設計・導入を進めているシステムもある。（例：カリフォルニア独立系統運用機関）
• 最善策は状況により異なるが、変動する自然エネルギー電力が主流となる未来においては、予備力を奨励することがますます必要になってくるであろう。
システムの柔軟性の向上
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議題
• 概要・目的• 自然エネルギー発電の確保• 送電網インフラの確保• システムの柔軟性の向上• 発電量の適切性の確保• 総括・考察• 結論
RES-E-NEXT
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容量の適切性への対応は、 3 つの主要な電力市場のパラダイムによって異なる
• エネルギーのみの市場• エネルギー＋容量メカニズ
ム• コストプラス方式の規制市
場
発電量の適切性の確保
電気料金は従来の発電事業者の収入の重要な要素であり、 ルールは市場の構造により 大きく異なる。
現在の電力市場のパラダイム図 注：実社会の電力市場は、理想的である「純粋な」パラダイムとはめったに一致しない。
「純粋な」パラダイム
典型的な現況
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自然エネルギー電力が主流となる未来において発電量の適切性を確保するための方法
• 容量支払制度• アイルランドでは、ピーク時に電力を供給するすべての発電に対して、ピーク時の発電単位のコストが固定価格で支払われている。
• 容量市場• ピーク時の需要に応じた十分な（同等の）固定容量を契約することが、一部の業者に義務付けられている。容量の電源には、主に新規または既存の発電、輸入電源、デマンド・レスポンスが含まれる。
• 戦略的予備力• 送電事業者またはその他の業者が、ピーク時の容量または需要の電源を調整す
るために契約する。電源は、価格があらかじめ決められた行使価格以上になった場合にのみ市場に投入されるため、エネルギー市場での資金調達は難しい。
• エネルギーのみの市場の強化策• 例：エネルギー収入の年ごとの変動を平準化するために、エネルギーの長期契約を支援。欧州では、電力の契約は販売の 1 ～ 3 年前から行われる。
発電量の適切性の確保
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自然エネルギー電力が主流となる未来において発電量の適切性を確保するには、連携が必要
これらの主要な方法が示すのは：• エネルギー市場への運営管理面での介入がある程度存在する• 発電所への投資家には中・高程度のリスクがある• 需要側のリソースと地域間の取引に複雑な影響をもたらす
つまり、エネルギー市場の運営管理における連携が未来に向けて拡大することが予想される
発電量の適切性の確保
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議題
• 概要・目的• 自然エネルギー発電の確保• 送電網インフラの確保• システムの柔軟性の向上• 発電量の適切性の確保• 総括・考察• 結論
RES-E-NEXT
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電力システムの変革への道には、政策や技術の革命は求められない。しかし、
総括・考察
この進化を導く 5 つの指針
第一世代：自然エネルギー電力政策
次世代：統合電力システム政策
移行
の指針
積極的かつ持続的で連携のとれた進化が次世代の自然エネルギー電力政策の中心となる
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議題
• 概要・目的• 自然エネルギー発電の確保• 送電網インフラの確保• システムの柔軟性の向上• 発電量の適切性の確保• 総括・考察• 結論
RES-E-NEXT
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技術と政策の選択が成功をもたらす
• 自然エネルギー発電の確保• 市場とシステム運用の積極的な相互作用を促進するためのインセン
ティブを考案する。• 変化する市場状況に敏感に対応するためのインセンティブを考案する。
• 送電網インフラの確保• 集権的な連携が、送電網の開発に寄与する。• 多様な政策的・技術的アプローチが、市民の合意に関するリスクの削減に貢献する。
• 改善された混雑管理制度（例：地域別料金設定）が、送電網の拡張を補完する重要な要素となる。
• 送電網への投資の繰り延べが価値を生み出す（例：動的送電線定格技術によって）。
要点 （ 1 ）
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技術と政策の選択が成功をもたらす
• 柔軟性の向上• 柔軟性に関する要件とソリューションは、システムの性質によって
大きく異なる。• 市場設計の進展によって、柔軟性が高まる可能性がある。（例：地域別料金設定、需要側入札）
• 柔軟性に報酬を与える仕組みが、柔軟性を高めるうえで重要な役割を果たす。
• 柔軟性のニーズを定量化する方法には、さらなる発展が求められる。
• 発電量の適切性の確保• エネルギー市場において発電量の適切性を実現するための運営管理的
な介入は、当面の間続く見込みである。• 適切性のためのソリューションは、さまざまな電力関係者に複雑かつ重大な影響を与える。
要点 （ 2 ）
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自然エネルギー電力政策をエネルギー市場政策へ統合
• 発電量が比較的少ない場合は、自然エネルギー電力による運用上の問題はほとんど起こらない。
• 世界中の自然エネルギー電力を主流とするシステムにおいては、次世代の自然エネルギー電力政策が、より広範で全体的な検討に基づいて策定されることが多くなっている。
• ここで紹介したさまざまなソリューションを踏まえると、自然エネルギー電力の未来が、電力システム政策のあらゆる面に影響を与えることは明らかである。
• 自然エネルギー電力への考慮は、次世代の「電力システム政策」において基本的な要素となりつつある。
結論
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進化 vs. 改革
自然エネルギー電力が主流となる未来を実現するためには、技術や政策の改革は必要ではない。しかし、• 政策間の連携と政策論議を念頭に置いて対応することが重要であ
る。• 自然エネルギー電力が電力システムの運用においてより中心的な役割を担うようになると、政策の協調によって、進化する電力システムにおける自然エネルギー電力の継続的な成長が助長される。
• 連携のとれた進化がきわめて重要であり、それを導くのは、移行の道筋を築き、維持することができる持続的かつ積極的なリーダーシップである。
結論
