2020 Fiscal Year Annual Research Report
An estimate of CO2 emission reduction through large-scale integration of Photovoltaic and wind energies considering demand-supply balance in the electricity grid
| Project/Area Number |
17K00703
|
|---|
| Research Institution | Ritsumeikan University |
|---|
Principal Investigator |
竹濱 朝美 立命館大学, 産業社会学部, 教授 (60202157)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
歌川 学 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 主任研究員 (40356572)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
|
| Keywords | 太陽光発電 / 風力発電 / 地域間連系線 / 需給解析 / 発電機の経済的運用 / 優先送電 / 炭素税 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
在来電源発電機の起動停止-経済運用(Unit Commitment with Economic Load Dispatching：UC-ELD)の簡易モデルを用いて，西日本と東日本について，2030年～2040年にかけて，再生可能エネルギー電力（再エネ電力）比率45％の達成を検討した．UC-ELDは，在来電源発電機の出力上昇下降速度，最低出力下限，LFC調整力等の条件を考慮して，22種類の発電機グループについて，1時間単位の燃料費最小化を計算する簡易モデルである．試算条件は，①挑戦的な再エネ目標として，全国で，風力を69GW，太陽光発電PVを100GW導入する．②再エネ電力を連系線に優先送電する，③デマンドレスポンス（需要管理）として，電気自動車(EV)の充電とヒートポンプの昼間加温を行う．④累積乗用車台数の20％をEVと想定した．⑤原子力発電を稼働ゼロとし，⑥連系線の運用容量を拡張する．⑦炭素税を実施する．
九州，四国，中国管区では，軽負荷期（5月など）に大規模な過剰が発生し，出力抑制が必要になる．九州-中国間，中国-関西間の連系線を拡張すれば，出力抑制率を大幅に削減できる．西日本は，夏季に風力出力が少ないため，関西管区では，夕方から夜の供給力がひっ迫する．需要を現状から15％削減する省エネを行えば，供給力不足を回避できる．西日本では，8月重負荷期には，再エネ電力比率が40％に届かない．
東日本では，北海道-東北間の連系線を1.8GW, 東北-東京間を10GW,東京-中部間を3GWに拡張するケースを試算した．東日本エリアにおいて，10月軽負荷期には，再エネ電力比率（需要比）は，55％，1月重負荷期には，57％となった．連系線を増強すれば，北海道，東北の再エネ出力抑制率を5％以下に抑制できる．連系線拡張は，出力抑制を削減し，北海道，東北の再エネ発電の事業性を顕著に改善する．
|
