| 研究課題/領域番号 |
17H03531
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
小宮山 涼一 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (60537819)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | エネルギーシステム / 電力システム / 最適化 / リスク分析 |
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| 研究実績の概要 |
前年度に構築した基幹系統352母線、441本の送電線から構成される日本の電力需給モデルをさらに拡張することにより、発電出力変動リスクのある再生可能エネルギーの日本における最適導入戦略を分析した。具体的には、太陽光発電の1年間での様々な出力変動リスクを明示的に考慮したうえで、太陽光発電の最適導入量および最適導入地点に関する分析を行った。太陽光発電は現在、全国的に導入拡大が進んでいるが、導入量・地点の最適化の結果、太陽光発電の導入を電力系統規模や調整力の容量の大きい関東や中部地域で集中的に進めることで、太陽光発電の出力変動リスクを緩和し、太陽光発電の導入量の削減、電力システムコストの低減に寄与する。これを踏まえて、費用対効果の高い再生可能エネルギーの具体的な電力系統連系の実現可能性を示すことができた。当該分析結果は、再生可能エネルギーの電力系統への連系地点の規制や、最適連系マップの作成といったエネルギー政策上の重要性を示唆するものである。また、災害発生に伴う停電リスクを考慮した上で、定置用分散型電源であるコージェネレーションシステム(CGS)の需要家における最適導入量に関する分析を、確率動的計画法を適用した数理モデルを構築、利用して分析を実施した。分析の結果、停電リスクが上昇した場合、CGSの最適導入量が増加することから、CGS導入が災害リスク対策(BCP対策)に費用対効果の面で有効であることが示唆された。そして、エネルギー財を含む日本経済全体を対象とし、特に電力部門の構造を詳細化した一般均衡モデルのプロトタイプを構築し、様々な外的リスク(燃料価格、原子力、再エネ)が日本の経済成長に与える影響を予備的に分析した。分析の結果、再生可能エネルギーの導入は電力コストを上昇させる面もあるが、その投資効果により、経済成長を促し、経済リスクの低減に寄与する可能性を示すことができた。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
前年度に構築した最適電源構成モデルをさらに拡張することにより、再生可能エネルギーの発電出力変動リスクを考慮した上で、再生可能エネルギーの最適な導入戦略のあり方に関して、政策的含意の高い分析結果を得ることができた。再生可能エネルギーのリスク分析に関しては、前年度の進捗も含めて、当初の計画を達成できたといえる。また本研究結果は、著名な査読付国際論文誌にも掲載された。確率動的計画法によるリスク分析に関しても、災害発生に伴う停電リスクを考慮したコージェネレーションシステム導入評価モデルを構築し、停電リスクに対処するための分析結果を得ることができた。また経済全体を対象とした一般均衡モデルのプロトタイプを構築できたが、対象地域が 日本のみのため、世界全体への拡張を今後進めること、技術(自動車技術等)の詳細化をさらに進めることにより、様々な外的リスク評価の詳細化も進める予定である。
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| 今後の研究の推進方策 |
平成30年度の進捗を踏まえ、最適電源構成モデルの拡張(洋上風力発電や高温熱貯蔵技術の考慮)や、日本のエネルギー需給モデルのさらなる詳細化(民生部門の詳細化、コージェネレーションシステムの考慮等)を進める。確率動的計画法によるリスク分析に関しても、コージェネレーションシステム導入評価モデルの評価期間を、現在の数週間から1年間などより長期へ拡張することにより、リスク分析の精緻化を進める。
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