日本の再生可能エネルギー普及を「真面目に」考える（その1）

2．再エネのシステムコスト最小化を考える

2.1　再エネ大量導入による「システムコスト」とは

　太陽光発電や風力発電という自然変動電源（VRE）の導入が進むにつれ、システムコストの抑制が大きな課題となる。周波数など電力の品質を維持するための調整力（火力発電所等）の維持や、既存の送配電網や変電設備の送電容量を超えた場合の増強費用である。

2.2　調整電源の維持とは

　人間がコントロールできる従来型電源は、三つの価値を提供する。しかし自然変動電源は基本的にkWhの価値しか提供できない。いざというときに必ず発電できるというkWの価値、細かな変動を調整するΔkWの価値がなければ電力系統全体の安定性は保つことができない。しかし自然変動電源が賦課金による補助を受け、安価で大量に市場に流入するようになると、従来型電源にすれば、kWhを売って稼ぐ機会は自然変動電源に奪われ、自らが提供するkW、ΔkWの価値にフリーライドされることになる。電力インフラの安定性維持には、それらの価値を適切に計測・評価してマネタイズする仕組みが必要だ。
　自由化政策と再エネ優遇策を同時に進めた欧米各国では既にこの問題が顕在化し、それぞれに価値を付す市場の設計が試みられてはいる。しかし英国の容量市場（kWに対して価値を与える市場）でも、電源投資を促すような値がつかず^注5)、制度設計の難しさが明らかになっている。

2.3　喫緊の課題は送電線運用ルールの改定

　しかし調整力の維持についていえば、自由化してから問題が顕在化するまでにはある程度時間的余裕がある。原子力の稼働がほぼ停止し、欧米が自由化した当時と比べて供給余力が薄い日本においては、早期に問題が顕在化する懸念はあるが、より喫緊の課題は送配電網という、発電した電気の流通手段の確保である。
　一般の商品でも、製造だけでなく流通手段（ロジスティクス）を確保するのは当然であるが、電気も、発電だけでなく送電できるルートを確保しなければ意味がない。日本には既に送配電網が張り巡らされているが、電源がなく、人口が少ない、したがって需要の密度の低いエリアの送配電網は容量が小さい。しかし、再生可能エネルギーは、こうした人口が少なく地価の安いところに多く導入される。そのため、そういうエリアに立地した再生可能エネルギーの電気を活用するには、送配電網の増強が必要になる。しかし、それは莫大なコストと時間を必要とするし、自然変動電源であるので、できた設備の利用率も低くなる。まず、既存の送電線を最大限有効活用すること、そしてそれでは十分に対応できない場合には新設あるいは増強をするという整理が必要だ。

2.4　日本版コネクト＆マネージとは

　まずは既存の設備を有効活用することが必要だが、現状はそれができていないとの批判がある。本年1月、送電線の活用を巡って「大手電力会社が送電線の空き容量がないことを理由に再エネの接続を拒否しているが、実は送電線の空き容量は平均で20％程度しかない」という報道がなされ、送電線活用に関する制度設計が議論になった。しかし、こうした設備形成に理解のある方であればすぐにおわかりの通り、送電線の設備形成は最も多く電気が通るときを考えて行うものであり、平均値で利用率を語ることにはほとんど意味はない。皆さんのお宅でエアコンとドライヤーと掃除機と電子レンジを同時に使うことはほぼないとしても、余裕のあるアンペア数で電力会社と契約していることと同じだ。
　しかし実は平均の稼働率を考える意味は、送電線の設備投資の回収を考える上では重要である。送電線のコストはほぼ固定費でありながら、現状は「運んだ電気の量」に課金し、回収されている。地方の人口減少が進むのに加えて、再エネの導入が進んで販売電力量が急速に減少すれば、送電線の稼働率は低下し投資の回収が不可能になる。近い将来、送電インフラの維持が困難に直面することは明らかだ。
　送電線を柔軟に活用して稼働率を上げ、再生可能エネルギーの導入拡大を図ることを目的に、政府が現在検討しているのが「コネクト＆マネージ」である。電源設備の運用実態により想定空き容量を計算しそれを活用することや、送電線にトラブルがあった場合に備えてあけてある送電線の容量を、いざというときには発電の抑制を迅速に行うことで活用する方法などが検討されている。
　これまでの系統運用ルールは、送電線の1本が切れても他でカバーできることが重要なので、例えば単純に2回線（送電鉄塔に同じ太さの電線を2本張る）の送電線の場合、原則的には残りの1回線に流せる電気が1回線分の容量である「50％」（2回線の半分）以内になることを基準として求めてきた。しかし、２回線のうちの１本が切れたときには、素早く発電所を抑制して、発電量をその送電線で送れる量までに抑えることを前提とすれば、通常時はより多くの電気を送ることができる。こうした運用はこれまでも一部では行われていたが、これを拡大するというものだ。
　また、今までは先着順で送電線の枠を決めていたため実現されない太陽光発電のプロジェクトなどが山積し、実現性の高いプロジェクトが待機状態に置かれたりもしている。こうした未稼働案件の整理も同時に行う必要があろう。再エネによる便益を最大化させるには、こうしたルール改正は積極的に行うべきであろうし、既にその議論は昨年から始められている。

図2／日本版コネクト＆マネージのイメージ
（出典：資源エネルギー庁資料より）

2.5　社会として効率的な設備投資を行うには

　社会的なコスト負担を最小化しつつ再エネの比率を上げていくためには、出力抑制を覚悟で再エネを増やすほうが良いのか、送電網を増強したほうが良いのか、プロジェクトごとに見極めが必要だ。あるいは、EV（電気自動車）化の影響により蓄電池のコスト低下が急速に進む可能性もあり、送電網の増強よりも蓄電池の普及を支援したほうが国民経済の上で合理的となることも考えられる。いずれかの段階で蓄電池等蓄エネルギー設備に対してもFITのような支援制度を行うことも必要であろう。
　これまで垂直一貫統合の時代には、電力事業者が発電・送配電設備のトータルで最も効率的になるよう設備投資と運用を行っていた。発送電分離後も、社会として効率的な設備投資を可能にするためには、送電事業者は送配電網に関する情報開示を徹底し、発電事業者の公平で効率的な競争を促すこと、発電事業者は送電事業者から提供される情報をもとに系統制約の可能性等も織り込んだうえで事業計画を立案するという役割分担が求められる。発電事業者が発電抑制の可能性を含めて精緻に事業シミュレーションを行えるようにすれば、より効率的な設備形成が可能になるだろう。現在送配電網の運営・管理に責任を負う広域的運営推進機関（OCCTO）は、電圧の高いほうから上位2系統しか情報開示をしていないが、この点は改善の余地があるだろう。本稿前段で再エネのコストに関する情報開示の不備を指摘したが、わが国のエネルギー政策全体について情報開示が不足している。
　なお、誰が系統増強コストを負担すべきかの議論がある。わが国では系統増強のコストは現状、新たに発電設備を建設する事業者（再生可能エネルギー事業者も含む）の負担となっており、これをドイツのように送電事業者の負担にすべきとの意見もあるが、ドイツではすべて電気料金で回収することが保証されている。消費者にとっては、再エネ賦課金に加えて、こうした送電網（しかも設備利用率が低い可能性がある）にかかるコストも電気料金の中で回収されることになるため、全体的なコスト負担額が過大なものにならないよう配慮が必要であるし、送電コストを抑制するのであれば、高度成長期に建設されそろそろ設備更新の時期を迎える既存送電網の維持を阻害することのないよう、全体的なコスト管理を前提とすべきだ。

まとめとして

　わが国の再生可能エネルギー大量導入に向けて、喫緊必要な対処を整理した。これまでの政策を費用対効果の観点を踏まえて評価・分析し、大量導入という新たなステージに向かうことが必要だ。わが国のFITは初期段階において、コストのコントロールの観点を軽視したが、再エネ導入を持続可能にするためには早急にこの点を是正することを強く求めたい。

注5）

FT2018.2.10“Sharp fall in auction prices for UK back-up power Fears result will not encourage construction of new large gas plants”
https://www.ft.com/content/c58a72f8-0da2-11e8-839d-41ca06376bf2
英国で行われた今年の容量オークションでは8.40￡/kW/年まで
価格が低下したことを報じるFinancial Timesの記事。