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Empirical Analysis of Investment Incentives for Variable Sources in Power System

Research Project

Project/Area Number 23K25508
Project/Area Number (Other) 23H00811 (2023)
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeMulti-year Fund (2024)
Single-year Grants (2023)
Section一般
Review Section Basic Section 07040:Economic policy-related
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

大橋 弘  東京大学, 大学院経済学研究科(経済学部), 教授 (00361577)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 中村 豪  東京経済大学, 経済学部, 教授 (60323812)
西川 浩平  関西大学, 経済学部, 准教授 (60463204)
五十川 大也  大阪公立大学, 大学院経済学研究科, 准教授 (90708645)
Project Period (FY) 2023-04-01 – 2026-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help
¥18,460,000 (Direct Cost: ¥14,200,000、Indirect Cost: ¥4,260,000)
Fiscal Year 2025: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
Fiscal Year 2024: ¥13,000,000 (Direct Cost: ¥10,000,000、Indirect Cost: ¥3,000,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
Keywords発電投資 / 需要抑制 / ディマンドリスポンス / メリットオーダー / 電力システム改革 / 経済評価 / 投資 / 需要
Outline of Research at the Start

世界的な電力供給の不足が深刻化するなか「変動電源」を電力システムに統合した経済評価を行う必要がある。本研究では「変動電源」の経済価値を計測する手法を提示し、わが国の実情に応用することで「変動電源」が発電投資に対する影響と、わが国の電力システムに果たしうる役割について新たな知見の提供を目指している。本研究では、「変動電源」として、太陽光や風力など自然に変動して制御できない再生可能エネルギーと、時間とともに変動する電力需要を扱いつつ、「変動電源」を電力システムに統合した経済評価を行うことを目的にする。なお分析に当たっては、産業政策・競争政策の役割や、他産業からの経験も柔軟に取り入れることとする。

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、電力需給バランスにおいて、世界的に課題となっている「変動電源」の影響を定量的に経済評価することを目的にする。「変動電源」として、太陽光や風力など自然に変動して制御できない再生可能エネルギーと、時間とともに変動する電力需要が挙げられる。世界的な電力供給の不足が深刻化するなか「変動電源」を電力システムに統合した経済評価を行う必要がある。本研究では「変動電源」の経済価値を計測する手法を提示し、わが国の実情に応用することで「変動電源」が発電投資に対する影響と、わが国の電力システムに果たしうる役割について新たな知見の提供を目指している。本研究では、「変動電源」として、太陽光や風力など自然に変動して制御できない再生可能エネルギーと、時間とともに変動する電力需要を扱いつつ、「変動電源」を電力システムに統合した経済評価を行うことを目的にし、前者のデータ整備を行いつつ、先行して産業用需要における価格制御に関して定量的な分析を行い、VOLL(停電価値)の推定を行った。また電力市場における競争政策の観点からの人工知能などの活用、競争政策の実証的な分析手法の適用、また電力システムにおける産業政策上の位置づけ、さらに電力セクターが大きな役割を果たすカーボンニュートラル(脱炭素化)において、とりわけ交通セクターに与える影響の大きさなどについても考察を加えた。競争政策の観点では、電力市場における価格の乱高下を踏まえ、マークアップ率における扱いなどについても検討を加えた。また電力システムと同様に、送配電網において規制的な価格付けがなされている状況と類似する側面を持つ、医薬品の価格づけについて、考察を加え、電力システムに対する含意を他産業の観点から探った。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

発電投資誘因を明らかするために必要な発電や入札に関する情報を収集するとともに、負荷抑制による費用対効果分析に必要な分析を行った。前者については、発電設備の事故情報と入札情報などを組み合わせて、規制制度の情報を加味しながら、発電に関する分析モデルを考察している。後者については、ある地域における産業需要家をサンプリングし、その産業需要家に対して、需要抑制をリベートを使って行った場合に、その価格シグナルがもたらす需要抑制への影響を定量的に分析した。価格を通じて産業用の需要を低減させることで、発電と等価となる供給を生み出す手法に対して、その手法の有効性や費用対効果を分析を行った。価格シグナルは需要抑制に一定程度の影響を生み出すことが明らかになった。なお需要抑制の効果を測定するにあたっては、需要抑制がない場合にどの程度の需要が存在したかというベンチマークを設定する必要があるが、このベンチマークは反実仮想での評価となる(つまり需要抑制がなければ、どれだけ需要が存在したかということ)。反実仮想での評価を行うために、構造推定モデルを活用し、評価を可能としている。この構造推定モデルを用いて、需要抑制の費用対効果についても定量的な分析を行った。需要抑制が行われなかった場合という反実仮想との比較における費用対効果分析は、需要抑制が、発電と等価である点で、発電投資のインセンティブの理解にもつなげることができる。

Strategy for Future Research Activity

産業需要家における需要抑制の効果を発電におけるメリットオーダー(限界費用の低い順に発電源を並べたもの)に入れることで、発電投資の誘因に対する分析フレームワークに取り込むことを次のステップとする。発電に関するデータの利用可能性と、構造推定モデルにおける分析のフレームワークの精度とを併せていく作業を今後の研究にて行うことになる。需要抑制についても、これまでの分析から深堀を行う。例えば、需要抑制においては、事前告知が行われることがあり、データ上も観測されているが、事前告知のタイミングに応じて、価格シグナルの影響に変化が現れることが分かった。この事前告知と価格シグナルの影響との関係について、経済モデルを使って更なる理解を深めることも試みたい。また需要抑制の分析の副産物として、停電価値(VOLL)が需要家に応じて異なることが明らかになった。容量市場における指標価格を形成するベンチマーク(ネットコーン)は、VOLLから計算されるとされるが、このときのVOLLは一律であり、需要家の多様性を直接は認識していない。VOLLと発電投資誘因との関係を定量的に明らかにしつつ、再エネの導入拡大や需要抑制のメカニズムをデザインとして取り込むグランドモデルを構築することを目指したい。他方で、現実のデータでは競争歪曲行為などがあることも考えられることから、そうした競争歪曲行為に対するデータ上の識別についても考慮に入れていきたい。

Report

(1 results)
  • 2023 Annual Research Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2024 2023

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 5 results) Presentation (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 1 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Supply Reliability Evaluation Considering Value of Lost Load derived from Customers' Perspectives2024

    • Author(s)
      橋本 篤樹, 五十川 大也, 大橋 弘, 野田 昇吾, 山下 武健志, 木畑 英記, 穴井 徳成
    • Journal Title

      IEEJ Transactions on Power and Energy

      Volume: 144 Issue: 2 Pages: 79-90

    • DOI

      10.1541/ieejpes.144.79

    • ISSN
      0385-4213, 1348-8147
    • Year and Date
      2024-02-01
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] GXの加速を目指して2024

    • Author(s)
      大橋弘
    • Journal Title

      運輸と経済

      Volume: 919 Pages: 6-16

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Open Access
  • [Journal Article] 構造転換期における競争政策のあり方:人工知能とビッグデータ2023

    • Author(s)
      大橋弘
    • Journal Title

      公正取引

      Volume: 871 Pages: 49-54

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Open Access
  • [Journal Article] 実務法曹のための分析手法の基礎知識2023

    • Author(s)
      大橋弘
    • Journal Title

      ジュリスト

      Volume: 1585 Pages: 54-71

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Open Access
  • [Journal Article] 市場拡大再算定の経済分析ー薬剤費抑制効果の検証2023

    • Author(s)
      西川浩平、大橋弘
    • Journal Title

      日本経済研究

      Volume: 81 Pages: 1-33

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 先物市場の行方2023

    • Author(s)
      大橋弘
    • Organizer
      Japan Power Summit 2023
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] The Role of Advance Notice in Shaping Industrial Response to Time-Varying Electricity Prices2023

    • Author(s)
      大橋弘
    • Organizer
      Asia Pacific Industrial Organization Conference
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Book] コロナ危機後の日本経済と政策課題ー第5章:持続可能な経済社会形成に向けた新たな産業政策の論点2024

    • Author(s)
      森川正之編、大橋弘他著
    • Total Pages
      271
    • Publisher
      東京大学出版会
    • ISBN
      9784130403153
    • Related Report
      2023 Annual Research Report

URL: 

Published: 2023-04-18   Modified: 2024-12-25  

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