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太陽光・風力発電の大量連系と電力需給バランスを考慮したCO2削減効果の推計

研究課題

研究課題/領域番号 17K00703
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 環境政策・環境社会システム
研究機関立命館大学

研究代表者

竹濱 朝美  立命館大学, 産業社会学部, 教授 (60202157)

研究分担者 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)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2018年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2017年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード変動性再生可能エネルギー / 風力発電 / 太陽光発電 / 電力需給 / ユニットコミットメント / 地域間連系線 / 広域送電 / 炭素税 / 需給解析 / 発電機の経済的運用 / 優先送電 / 再エネ予測誤差 / Unit Commitment / 調整力融通 / 電気自動車充電 / 発電機の起動停止-経済運用 / 西日本 / 石炭発電削減 / デマンドレスポンス / 風力・太陽光発電 / 系統連系 / 揚水発電 / 調整力 / 地域間送電 / 脱炭素化 / 電力需給バランス / 石炭火力削減 / メリット・オーダー
研究成果の概要

本研究は,風力・太陽光(PV)を大量導入し,最優先で広域送電する場合の2030年の電力需給と再生可能電力(RE)比率45%の達成可能性を検証した.西日本にPVを64GW, 風力26GW,東日本にPVを44GW,風力を44GW導入する場合を試算した.東日本では,北海道-東北の連系線を1800MWに,東北-東京の連系線を10GWに拡張して推計した.地域間連系線を拡張し,かつ炭素税も実施する場合の効果を検証した.東日本の場合,10月(軽負荷期)と1月(重負荷期)の需給では,10月に再エネ比率55%,1月に57%(需要比)を達成した.北海道,東北の出力抑制を削減するため,連系線拡張が不可欠である.

研究成果の学術的意義や社会的意義

2050年の二酸化炭素ゼロ排出に向けて,かつ,安全な電力システム構築に向けて,再生可能エネルギー電力で2030年に45%を達成する方法を検証した.東日本に風力発電を40GW程度導入すれば,需要比で,再生エネ電力比率で50%以上を達成できる見込みがある.このためには,地域間連系線の運用容量を拡大することが不可欠である.かつ,高い価格での炭素税により,石炭発電の供給を抑制することが必要である.

報告書

(5件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (36件)

すべて 2021 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (11件) (うちオープンアクセス 1件、 査読あり 1件) 学会発表 (22件) (うち国際学会 6件、 招待講演 2件) 図書 (3件)

  • [雑誌論文] 変動性再生可能電源による2030年の電力需給,地域間連系線増強と炭素税の効果検証2021

    • 著者名/発表者名
      竹濱朝美,歌川学
    • 雑誌名

      第37回エネルギーシステム・経済・環境コンファレンス講演論文集

      巻: 37 ページ: 157-162

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] 東日本地域における風力大量導入による2030年の電力需給,地域間連系線と炭素税の効果検証2020

    • 著者名/発表者名
      竹濱朝美,歌川学,斎藤哲夫
    • 雑誌名

      第42回風力エネルギー利用シンポジウム

      巻: 42 ページ: 212-215

    • NAID

      130008162126

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] 2030年の東日本における変動性再エネ電源導入による電力需給分析:電気自動車および連系線活用による再エネ電力比率45%の達成方法の探索2020

    • 著者名/発表者名
      竹濱朝美・歌川学
    • 雑誌名

      第36回 エネルギーシステム・経済・環境コンファレンス講演論文集

      巻: ー ページ: 18-23

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 西日本における2030年、再生可能エネルギー電力比率45%に向けた課題、地域間送電とデマンドレスポンスの活用2019

    • 著者名/発表者名
      竹濱朝美・歌川学
    • 雑誌名

      電気学会研究会資料(新エネルギー・環境,高電圧,合同研究会)

      巻: ー ページ: 35-40

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 2030年の西日本における電力需給分析:デマンドレスポンスおよび地域連系線活用、再エネ電源比率大幅拡大の検証2019

    • 著者名/発表者名
      竹濱朝美・歌川学
    • 雑誌名

      第38回 エネルギー・資源学会研究発表会 講演論文集

      巻: ー ページ: 497-502

    • NAID

      40022383940

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 東日本における電力需給の簡易解析、風力大量導入と2030年の再生可能エネルギー電力比率45%の検証2019

    • 著者名/発表者名
      竹濱朝美・歌川学・斎藤哲夫
    • 雑誌名

      第41回 風力エネルギー利用シンポジウム(発表原稿集)

      巻: ー ページ: 245-248

    • NAID

      130007950760

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] High Penetration of Variable Renewable Energies and Supply-Demand Balance in the Western Japan Grid: Pumped-Storage Systems and Inter-zone Transmission2018

    • 著者名/発表者名
      Asami TAKEHAMA, Manabu UTAGAWA
    • 雑誌名

      Proceedings for Grand Renewable Energy 2018, Area X_Energy Network

      巻: -

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] “High Penetration of Photovoltaic Energy and Supply-Demand Balance in the Western Japan Grid, with Utilizing Inter-zone Transmission and Demand Response”2018

    • 著者名/発表者名
      Asami TAKEHAMA, Manabu UTAGAWA
    • 雑誌名

      8th International Workshop on Integration of Solar Power into Power Systems, 3A_1_S18_274 (conference proceeding full paper)

      巻: 8 ページ: 274-279

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 西日本における2030年の風力/太陽光発電導入と電力需給バランス、地域間送電と柔軟な需給運用の効果2018

    • 著者名/発表者名
      竹濱朝美、歌川学、斎藤哲夫
    • 雑誌名

      第40回風力エネルギー利用シンポジウム(予稿集)

      巻: 40 ページ: 219-222

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 2050年温室効果ガス排出80%以上削減に向けた対策シナリオ2018

    • 著者名/発表者名
      歌川学、外岡豊
    • 雑誌名

      日本の科学者

      巻: 53-2 ページ: 19-25

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 風力/太陽光発電の地域間送電と揚水発電を考慮した電力需給に係る予備的考察2017

    • 著者名/発表者名
      竹濱朝美、歌川学、斎藤哲夫
    • 雑誌名

      第39回 風力エネルギー利用シンポジウム(発表原稿集)

      巻: 39 ページ: 504-507

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Large-Scale Integration of Renewable Energy in 2030: Supply-demand Balance in the Grid and Challenges in the Regulatory Framework.2021

    • 著者名/発表者名
      Asami Takehama
    • 学会等名
      2021 Annual Conference of the German Association for Social Science Research on Japan “Continuity and Change 10 years after 3.11", 19th March 2021
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 変動性再生可能電源による2030年の電力需給,地域間連系線増強と炭素税の効果検証2021

    • 著者名/発表者名
      竹濱朝美,歌川学
    • 学会等名
      第37回エネルギーシステム・経済・環境コンファレンス
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 東日本地域における風力大量導入による2030年の電力需給,地域間連系線と炭素税の効果検証2020

    • 著者名/発表者名
      竹濱朝美,歌川学,斎藤哲夫
    • 学会等名
      第42回風力エネルギー利用シンポジウム 2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 2030年の東日本における変動性再エネ電源導入による電力需給分析:電気自動車および連系線活用による再エネ電力比率45%の達成方法の探索2020

    • 著者名/発表者名
      竹濱朝美・歌川学
    • 学会等名
      第36回 エネルギーシステム・経済・環境コンファレンス
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Technological support for energy transition: the technological approach for energy market and smart cities2019

    • 著者名/発表者名
      Asami Takehama
    • 学会等名
      Local Energy Governance in France and Japan (Universite de Lille, France)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 西日本における2030年、再生可能エネルギー電力比率45%に向けた課題、地域間送電とデマンドレスポンスの活用2019

    • 著者名/発表者名
      竹濱朝美・歌川学
    • 学会等名
      電気学会研究会(新エネルギー/環境、高電圧、電力系統技術合同研究会)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 変動制電源大量導入による東日本の電力需給バランス、再エネ2030年50%目標の検証2019

    • 著者名/発表者名
      竹濱朝美・歌川学
    • 学会等名
      日本環境学会第45回研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 2030年の西日本における電力需給分析:デマンドレスポンスおよび地域連系線活用、再エネ電源比率大幅拡大の検証2019

    • 著者名/発表者名
      竹濱朝美・歌川学
    • 学会等名
      第38回 エネルギー・資源学会研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 再生可能電源の大量導入による2030年の電力需給解析,広域送電の検証2019

    • 著者名/発表者名
      竹濱朝美・歌川学
    • 学会等名
      環境経済・政策学会2019年大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 東日本における電力需給の簡易解析、風力大量導入と2030年の再生可能エネルギー電力比率45%の検証2019

    • 著者名/発表者名
      竹濱朝美・歌川学・斎藤哲夫
    • 学会等名
      第41回 風力エネルギー利用シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] High Penetration of Variable Renewable Energies and Supply-Demand Balance in the Western Japan Grid: Pumped-Storage Systems and Interzone Transmission2018

    • 著者名/発表者名
      Asami TAKEHAMA, Manabu UTAGAWA
    • 学会等名
      Grand Renewable Energy 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] “High Penetration of Photovoltaic Energy and Supply-Demand Balance in the Western Japan Grid, with Utilizing Interzone Transmission and Demand Response”2018

    • 著者名/発表者名
      Asami TAKEHAMA, Manabu UTAGAWA
    • 学会等名
      8th International Workshop on Integration of Solar Power into Power Systems
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 西日本エリアの電力脱炭素化,変動性再生可能電源の大量連系による電力需給調整解析2018

    • 著者名/発表者名
      竹濱朝美, 歌川学
    • 学会等名
      日本環境学会、第44回、研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 西日本における2030年の風力/太陽光発電導入と電力需給バランス、地域間送電と柔軟な需給運用の効果2018

    • 著者名/発表者名
      竹濱朝美、歌川学、斎藤哲夫
    • 学会等名
      第40回、風力エネルギー利用シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Supply-demand balance in the western Japan electricity grid with high PV penetration scenarios2017

    • 著者名/発表者名
      Asami Takehama
    • 学会等名
      21th REFORM Group Meeting. The REFORM Group (Restructuring Energy Systems for Optimal Resource Management)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Statistical analysis of large-scale photovoltaic integration and demand-supply balance in the western Japan grid, implications for grid integration policies for variable renewable energies2017

    • 著者名/発表者名
      Asami Takehama, Manabu Utagawa
    • 学会等名
      2nd German-Japanese Workshop on Renewable Energies. German Aerospace Center (DLR) and University of Stuttgart
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 風力・太陽光発電の系統連系の制度と運用、日本とドイツの比較から2017

    • 著者名/発表者名
      竹濱朝美
    • 学会等名
      環境経済・政策学会、2017年大会、企画セッション:電力システム改革下の再生可能エネルギー普及の課題(1)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 太陽光発電の大量連系による西日本管区の電力需給と電源構成メリットオーダーへの影響分析2017

    • 著者名/発表者名
      竹濱、歌川学
    • 学会等名
      日本環境学会、第43回研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 風力/太陽光発電の地域間送電と揚水発電を考慮した電力需給に係る予備的考察2017

    • 著者名/発表者名
      竹濱朝美、歌川学、斎藤哲夫
    • 学会等名
      第39回 風力エネルギー利用シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 2050年に向けた技術対策および人口減社会のスリム化によるエネルギー需給とCO2削減可能性2017

    • 著者名/発表者名
      歌川学、外岡豊
    • 学会等名
      エネルギー資源学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 今世紀後半温室効果ガス排出ゼロにむけた2050年までの温暖化対策とエネルギー需給2017

    • 著者名/発表者名
      歌川学、外岡豊
    • 学会等名
      日本環境学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 2050年にむけた日本の温暖化対策・エネルギーシナリオ2017

    • 著者名/発表者名
      歌川学
    • 学会等名
      東京科学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [図書] 炭素排出ゼロ時代の地域分散型エネルギー2021

    • 著者名/発表者名
      大島堅一,高橋洋,高村ゆかり,安田陽,歌川学,竹濱朝美,上園昌武,木村啓二
    • 出版者
      日本評論社
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [図書] 入門 再生可能エネルギーと電力システム2019

    • 著者名/発表者名
      諸富徹,竹濱朝美,歌川学,小川祐貴,東愛子,中山琢夫,杉本康太,安田陽,内藤克彦,近藤潤次
    • 総ページ数
      252
    • 出版者
      日本評論社
    • ISBN
      9784535559196
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [図書] 入門 再生可能エネルギーと電力システム―再エネ大量導入時代の次世代ネットワーク (仮題)2019

    • 著者名/発表者名
      諸富徹、小川祐貴、東愛子、中山琢夫、杉本康太、安田 陽、内藤克彦、近藤潤次、竹濱朝美、歌川 学
    • 出版者
      日本評論社
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2022-01-27  

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