調整力市場における需要側エネルギー利用効率とディマンドリスポンス
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21K01493
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 07040:Economic policy-related
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| Research Institution | Kanazawa Seiryo University |
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Principal Investigator |
庫川 幸秀 金沢星稜大学, 経済学部, 准教授 (80749200)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田中 誠 政策研究大学院大学, 政策研究科, 教授 (10377137)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
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| Keywords | デマンドレスポンス / 1日前市場 / バランシング市場 / 市場支配力 / 調整力市場 / ネガワット / 火力（調整）電源 / 電力市場 / 市場支配力（市場構造） / エネルギー利用効率 / 火力発電 / ディマンドリスポンス / 再生可能エネルギー |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、需要側の電力エネルギー利用効率が「電力消費市場」と「調整力市場」に与える影響、社会的に最適な節電量価格とエネルギー利用効率の関係、小売市場と調整力市場の間で生じ得るトレードオフ関係について理論的に考察する。庫川・田中（2018）のモデルを拡張して、以下①～③の分析を行う計画である。
①社会的に最適な節電量価格の導出と、エネルギー利用効率と炭素税の影響の分析（初年度4月～10月）
②小売市場価格の内生化（初年度10月～3月）
③蓄電池を含むモデルへの拡張（2年目4月～10月）
得られた結果は査読付き国際ジャーナルへ投稿し、必要な追加分析および改訂を経て、掲載を目指す（2年目10月～3年目）。
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| Outline of Annual Research Achievements |
当該年度はは１日前電力市場の市場支配力が，インセンティブ型デマンドレスポンス（DR）による需給調整のコストに与える影響を理論的に分析した．供給側の市場構造が調整フェーズにおけるDRのパフォーマンスに与える影響については，これまでの研究で焦点が当てられてこなかった側面といえる．また，DRに関する研究の多くが価格型DRを対象とするものであり，インセンティブ型DRについては十分な研究が蓄積されているとはいえない．当該年度に取り組んだ分析は，供給側の市場構造が需要側の柔軟性に影響を与える要因であることを理論的に示している点で，既存研究の文脈に新たな視点を追加するものであるといえる．インセンティブ型DRにおける需要削減の限界費用は，需要削減によって失われるエネルギーサービスの限界便益に相当して，1日前市場価格と連動する．１日前市場をクールノー寡占市場として定式化して分析した結果，寡占による市場の歪みが需要削減コストの増大を招き，需給調整の局面（調整フェーズ）において追加的な社会的費用を生じさせることが示された．さらに，調整力として火力電源を保有する企業が，１日前市場の取引から得られる利潤と調整フェーズで得られる利潤の合計（統合利潤）を最大にしようとする場合，寡占に起因する歪みがさらに増大することが明らかになった．この結果は，1 日前市場における競争促進政策が調整フェーズにおけるデマンドレスポンスに影響を与えることを示唆する．当該年度の研究成果は環境経済・政策学会2023年大会で報告して，2023年12月に英文ディスカッションペーパー（早稲田大学環境経済・経営研究所）として公開した．また，その改訂原稿を査読付き国際ジャーナルに投稿しており，2024年5月時点で査読プロセスの最中であり，2024年5月の日本経済学会春季大会においても報告予定である．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
本研究課題では当初，需要側のエネルギー効率がデマンドレスポンスの限界費用に与える影響に着目して研究を進めていた．その過程で，1日前市場の電力価格がデマンドレスポンスの限界費用に影響する要因であり，その影響がバランシング市場に波及することに気が付き，「研究実績の概要」で述べたように，市場支配力に着目した分析を新たに追加して行うこととした．当該年度は当初の計画から派生した内容（1日前市場の市場支配力がバランシング市場に与える影響）について分析を行い，当初の計画で想定していなかった成果をあげることができたことから，「当初の計画以上に進展している」と判断した．
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| Strategy for Future Research Activity |
前述のとおり，当該年度は当初の計画から派生した新たな分析に取り組み，英文ディスカッションペーパーとして取りまとめたうえで査読付き国際ジャーナルへの投稿を行った．それに伴い，当初計画していた分析の一部を翌年度に繰り越すことになり，研究期間の延長を行った．今後は，エネルギー効率の改善が電力1日前市場とバランシング市場に与える影響について，1日前電力市場における電源構成のパラメータ（おもに排出係数と限界費用）の影響を含めた分析を進めて研究成果を取りまとめる．これまでの分析から，エネルギー効率の改善はデマンドレスポンスの限界費用を上昇させることで，バランシング市場における火力発電量を増加させる効果をもつことが確認できている．1日前電力市場における限界電源の排出係数が小さい場合，エネルギー効率改善による1日前市場における排出削減効果は小さく，バランシング市場における排出増加の効果がそれを上回る可能性がある．今後の分析では，エネルギー効率改善の効果について，1日前市場とバランシング市場のそれぞれにおける排出削減効果を比較し，トータルでの削減効果を理論的に整理する．さらに，総排出量を一定量に抑制するための炭素税率を考え，エネルギー効率と炭素税率の関係を明らかにする．
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Report
(3 results)
Research Products
(3 results)
