2019 Fiscal Year Annual Research Report
An integrated analysis of robust and sustainable policy for energy mix and reducing greenhouse gas emissions
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19H02380
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| Research Institution | Tokyo University of Science |
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Principal Investigator |
高嶋 隆太 東京理科大学, 理工学部経営工学科, 教授 (50401138)
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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)
鳥海 重喜 中央大学, 理工学部, 准教授 (60455441)
近藤 潤次 東京理科大学, 理工学部電気電子情報工学科, 准教授 (20357049)
鈴木 正昭 東京理科大学, 理工学部経営工学科, 講師 (10431842)
田中 未来 統計数理研究所, 数理・推論研究系, 准教授 (40737053)
伊藤 真理 東京理科大学, 理工学部経営工学科, 講師 (20778211)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 電力システム改革 / パリ協定 / 環境政策 / 送電設備投資 / エネルギー利用選択 / 市場均衡 / エージェントベースシミュレーション / 支払意志額 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は，下記のそれぞれの研究項目(1)－(5)を，以下のように遂行した．
（１）理論競争モデル（主担当：田中誠・伊藤）：電力自由化のもとでの送電設備投資と環境政策の分析を行った．環境政策が不完備で，市場が不完全競争であると，社会的に最適な送電設備投資からの乖離が生じる．この場合，炭素税を導入すると，市場支配力の度合いによっては，かえって社会厚生が低下しうることを示した．（２）エージェントベースシミュレーションモデル（主担当：鈴木・田中未来）：電力市場の強化学習マルチエージェントシミュレーションを実行し，従来エネルギーの事業者，再生可能エネルギーの事業者それぞれの数やコスト構造等の不均質性の影響を理論競争モデルと定量比較を行い，不均質性により最適解から乖離することが示された．（３）エネルギー統合評価モデル・電源構成モデル（主担当：鈴木・田中未来）：地域分散型エネルギーシステムと大規模集中型システムの協調と競合，電気自動車やスマートグリッド普及の可能性など新しい技術と制度の影響について分析を行った．（４）電力系統影響分析（主担当：近藤・鳥海）：再生可能エネルギーの出力変動対策技術について，北海道に関する比較を行った．従来電源の柔軟性向上，電力系統の広域運用（北本連系線増強），電力貯蔵の便益を公開資料並びに簡単な数値シミュレーションにより比較した．その結果，（設備改良などが不要な範囲においては）火力の柔軟性向上が最も経済的という試算結果を得た．（５）エネルギー利用選択（主担当：田中誠・鳥海）：エネルギーの利用に関する支払意志額の推定を行うため，アンケートの質問項目の作成を行い，これまでの調査データを用いて，修正作業を行った．
上記の研究進捗ついて，報告会を実施し，それぞれの項目の補完について議論を行った．また，上記の成果の一部を，国内の学会や海外の国際会議，論文誌にて発表を行った．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の計画を多少変更はしたが，おおむね順調に進んでいるものと考えている．それぞれの研究項目についての詳細は，以下のとおりである．
（１）当初の予定どおり，環境政策の下での市場均衡モデルの構築，さらには，社会厚生を考えることで最適な規制・政策の要求水準を算出することが可能となった．また，再生可能エネルギー政策と環境政策の関係を明らかにするため，環境政策と市場均衡，さらには，送電設備投資との関係を分析する基本モデルの構築も行った．以上より，本項目では計画以上に進展しているものと考えている．（２）FIT制度やRPS制度を分析するための電力市場とREC市場のエージェントベースシミュレーションモデルを構築することが目標であったが，予定どおり，両制度と市場内エージェントの意思決定との相互作用を分析するモデルの構築を行った。また，（１）で構築した理論モデルとの整合性の確認や，理論モデルでは分析不可能なエージェント（各事業者）の不均一性に関する結果が得られ，順調に進んでいるものと考えている．（３）本年度の計画では，FIT制度の見直し案等を電源構成モデルに組み込むことを考えていたが，現在，注目されている分散エネルギーシステムや再生可能エネルギー電源に影響する天候の影響をモデルに組み込むことで分析を行った。（４）当初の予定どおり，再生可能エネルギーの出力変動対策技術のシミュレーション基本モデルの構築を行った．次年度，経済分析モデルへの組み込みを予定しており，概ね順調に進んでいる．（５）本年度は，エネルギー利用選択に関するアンケートの項目案の作成や従来の調査データからの修正を行い，計画どおりに進展しているものと考えている．
本年度は，上記項目のいくつかの進捗を国内学会や国際会議，論文等で発表し，さらに，OR系の国際会議で関連研究者と議論することができ，来年度の研究目標が明確になったものと考えている．
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| Strategy for Future Research Activity |
上記の実施内容，進捗状況を踏まえ，次年度以降，各項目において下記のとおり，推進方策を講じて研究を遂行することを考えている．
（１）理論競争モデル（主担当：田中誠・伊藤）：本研究テーマでは，これまで構築してきたモデルに不確実性を考慮することで，電源の投資を考慮したモデルに拡張し，再生可能エネルギー電源の設備投資に対する普及促進策の影響について分析する．（２）エージェントベースシミュレーションモデル（主担当：鈴木・田中未来）：本研究項目では，さらに精緻なモデルを構築することで，シミュレーションと理論の分析の相違点を明らかにするとともに，各主体の意思決定のダイナミクスについて分析し，政策影響のメカニズムを解明する．（３）エネルギー統合評価モデル・電源構成モデル（主担当：鈴木・田中未来）：市場や災害などの様々な不確実性下における電源送電システムの経済性や信頼性の評価，スマートグリッド普及の可能性等の新しい技術と制度の影響について分析を行う．（４）電力系統影響分析（主担当：近藤・鳥海）：（１）～（３）のモデルを組み込むための需給・周波数シミュレーション解析モデルを構築する．また，再生可能エネルギーの出力変動対策としては，電力系統の広域運用，出力予測，再生可能エネルギー出力調整，電力貯蔵，負荷制御等があるが，それぞれの設備費用のトレードオフについて評価する．（５）エネルギー利用選択（主担当：田中誠・鳥海）：本研究テーマでは，エネルギー政策に対する(1)～(4)までの分析結果と世論との関係を明らかにするためアンケート調査を実施し，それぞれのエネルギーの利用に関する支払意志額の推定を行う．支払意志額の推定については，ランダム効用理論に基づいた対数線形ロジットモデルを用いる．特に次年度は，本年度に作成したアンケートの質問項目を用いて，調査を実施することで，エネルギー技術の支払意志額を推定する．
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