2023 Fiscal Year Annual Research Report

Renewable Penetration, Integration Costs and the Roles of the Power Grids: A Spatial Econometric Analysis for Prefectures in Japan

Research Project

Project/Area Number	22K13387
Research Institution	Kyoto University
Principal Investigator	ZHANG TUO 京都大学, 経済学研究科, 特定助教 (10925407)
Project Period (FY)	2022-04-01 – 2024-03-31
Keywords	再生可能エネルギー統合 / 市場価値のダイナミクス / PyPSA-Japan-2050モデル / カーボンプライシング政策 / デマンドレスポンスメカニズム
Outline of Annual Research Achievements	本研究は、日本の電力市場における太陽光および風力エネルギーの統合が、発電量の増加に伴い市場価値に与える影響について探求しています。PyPSA-Japan-2050モデルを使用して、太陽光、洋上および陸上風力の各セクターにおける収益カニバリゼーション効果が確認され、普及率の上昇に伴う市場価値の低下が明らかになりました。特に炭素価格政策の強化が、この価値の低下を緩和する可能性が示唆され、持続可能なエネルギー開発のための新たな戦略が提示されました。また、電気自動車のバッテリーなどの需要応答メカニズムが、エネルギー価格を安定させる上で重要な役割を果たすことが確認されました。また、太陽光エネルギーの出力変動性が電気料金に与える影響についても調査しました。特にダックカーブやピークシフト現象が、異なる消費者グループに及ぼす影響に焦点を当てています。PyPSA-Japan-2050モデルとディスカッションペーパーNo.61に基づいて、家庭用ユーザーにおいては太陽光エネルギーの普及率が10%増加すると、年間で約1502円の追加費用が発生することが示唆されました。一方、商業・産業ユーザーではピーク料金が大幅に削減されることが確認され、蓄電池技術の役割が強調されました。研究全体を通して、再生可能エネルギーの市場価値を維持するためには、需要応答メカニズムと炭素価格政策の統合が重要であることが示されました。