2020 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 / FIP / リアル・オプション / 市場均衡 / エージェントベースモデル / コンジョイント分析 / 支払意思額 |
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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）：電源と送電の投資意思決定に関して，リアル・オプションとゲーム理論の枠組みを用いて，FIP（Feed-in Premium）の効果を分析した．FIPの導入は，投資タイミングを遅らせる一方，再生可能エネルギー電源への投資規模を大きくする効果をもつことを示した．（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）：発電事業者エージェントの数や行動自由度などを拡張して，さらに，精緻なシミュレーションモデルを構築・実行するために，深層強化学習の適用性を評価した．（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，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った．（４）電力系統影響分析（主担当：近藤・鳥海）：日本での今後の導入拡大が見込まれる風力発電において，その出力変動は電力系統に悪影響を及ぼす懸念がある．そこで，鹿児島県南大隅町において風速および風力発電出力の計測を約1年間実施した．（５）エネルギー利用選択（主担当：田中誠・鳥海）：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，社会調査・実験を実施し，それぞれのエネルギーの利用に関する支払意識額の推定を行った．特に，本年度は，昨年度に作成した質問項目を用いることで，調査を実施し，エネルギー技術に対する効用の測定を行った．
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，国内の学会や海外での国際会議にて発表を行った．
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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，再生可能エネルギー政策の下での市場均衡やリアル・オプションモデルの構築，さらには，社会余剰を考えることで最適な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投資機会の関係を明らかにするため，FIP制度下での電源と送電の投資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）再生可能エネルギー政策を分析するための電力市場やその他の新規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，各政策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エージェント（発電事業者）の非対称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市場の分散化の影響を組み込むモデルを構築した．（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モデルの構築を行った．さらに，風力発電に関する実データを得るために風速および出力の計測を行い，概ね順調に進んでいる．（５）本年度は，社会調査・実験を実施し，エネルギー技術の効用の測定などを行い，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等で発表し，さらに，オペレーションズ・リサーチ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）：これまで構築してきたモデルに発電容量を組み込むことで，電源の投資決定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）：これまで，再生可能エネルギー普及促進策の影響を分析するための卸市場のシミュレーションモデルを構築し，シミュレーションと理論それぞれの分析結果の相違点を明らかにしてきた．本年度は，エージェントの非対称性が，市場や社会厚生に対しどのように影響を及ぼすかについて分析を行う．（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）：電源構成モデルを用いることにより，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，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，プロシューマーと政策・規制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）：これまで，(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してきた．本年度は，再生可能エネルギーの出力変動対策である電力系統の広域運用，電力貯蔵等の経済性を考えるとともに，発電事業者の意思決定や再生可能エネルギー普及促進策の経済モデルと送電系統のモデルとの接合を試みる．（５）エネルギー利用選択（主担当：田中誠・鳥海）：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，さらなる調査・実験を実施する．具体的には，各電源，特に，原子力と再生可能エネルギーの支払意思額を測定するために，離散選択実験を行う．
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