ミッシングマネー問題にどう取り組むか 第13回

投資家は過少な電源投資しかしない


Policy study group for electric power industry reform


 今回は、kWh市場の持つ課題と容量メカニズムの意義について、少し視点を変えて考察してみる。Keppler(2014)を参考にした。

<理論的には、投資家は最適な投資をする>

 競争的な電力市場(=kWh市場)は、需給逼迫時に強制的な停電の損失相当額(VOLL)まで価格が上昇することを通じて、理論的には、投資家に社会的に最適なkW量注49)への十分な投資のインセンティブを与えるとされる。しかし、現実には、電力供給に係る様々な制約により、当該市場で投資家がkWに対して行う投資の量は、社会的な最適量よりも少なくなる。制約は次の点である。

電力供給の信頼度が、外部性・非排除性を持つこと(誰かが費用を負担して信頼度が確保されれば、費用を負担しない人も便益を受けられる。)
電力需要の想定に不確実性があること(情報が不完全であること)
電気の商品特性として、貯蔵が難しいこと、需要が弾力的でないこと、強制的な停電の社会的費用が大きいこと

 上記の制約が、過少投資をもたらすメカニズムを以下に示す。

<社会的に最適なkW量とは>

 ある年における電力需給計画を考える。最大需要が所与であれば、社会的に最適なkW量は一義的に決まる。決まり方を図27に示す。横軸は設備率、つまり確保されるkW量の想定される最大需要に対する冗長度である。設備率1.2とは、kW量が最大需要に対して20%の冗長度を持っていることを意味する。ただし、横軸の目盛は理解しやすさのために付したイメージであるので、数字の水準自体に大きな意味はない。

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図27
(出所)筆者作成

 図27で、グレーの右肩上がりの直線は、電力供給のためのkWを確保する費用(①)である。概ね電源の固定費を示しており、kWが同じ発電技術であると仮定すれば直線になる。グレーの右下がりの実線(曲線)は、停電の社会的費用(②)である。電気は需要と供給が常に一致していないと供給を維持することができないので、需要が供給を上回った場合は、部分的であれ強制的な停電を行う必要がある。これに伴う損失を示す。設備率が1を超えて高くなるに伴い、停電の確率は指数関数的にゼロに近づくので、停電の社会的費用は、図のような下に凸の曲線で示される。

 黒い右下がりの実線(曲線)は、上で説明した①と②の合計である。電力供給に伴う社会的費用の総額と言う言い方もできる。この①と②の合計が最小となるとところが、社会的に最適な設備率を示しており、図27のQがそれにあたる。想定された最大需要×Qが最適なkW量となる。ただし、この結果は静的な最適、つまり電力需要に不確実性がないことが前提の最適値である。

<動的に考えてみると>

 現実には、最大需要電力の想定には不確実性がある。過大想定側、過少想定側に一定の幅の不確実性がある場合を考えてみる。図28にイメージを示した。需要想定が過大な場合は、設備率はQより大きくなり、過少な場合は、Qより小さくなる。

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図28
(出所)筆者作成

注49)
ここで使用するkWは、発電量を制御できる電源(dispatchableな電源)とほぼ同じ意味だが、dispatchableなDRを含むことも考えられる。詳細に定義する意味はあまりないので、ここでは論じない。

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