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2022 年度 実績報告書

電力・非電力部門を考慮した数理計画モデルによる再エネ大量導入可能性の分析

研究課題

研究課題/領域番号 20H02679
研究機関東京大学

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), 教授 (60537819)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワード再生可能エネルギー / 電力システム / 分散型電源 / 調整力 / 電力ネットワーク
研究実績の概要

本研究課題の目的は、数理計画モデルにより、再生可能エネルギー大量導入シミュレーションを行い、それを実現するための具体的な再エネ大量導入シナリオを提示することにある。令和4年度は需要家側の柔軟性(デマンドレスポンス)を考慮した最適電源構成モデルを構築し、再生可能エネルギー大量導入に関する数値シミュレーション分析を主に実施した。その結果、デマンドレスポンスの導入規模の拡大につれて、再エネ大量導入時に調整力の役割を担う水素発電、ならびに、揚水や系統用蓄電池の充放電量が減少し、太陽光発電の出力抑制量も減少する一方、風力発電や太陽光発電の導入量が増加する傾向を確認し、需要の柔軟性が再エネ大量導入に大きく貢献する可能性を定量的に確認した。このため、電力需要の柔軟性の向上は、調整力への投資の低減、再エネの導入拡大や有効利用に貢献する可能性があると考えられる。加えて、再生可能エネルギーの余剰電力により水電解で製造した水素や、大気中より直接空気回収技術(DAC)により回収した炭素を利用して合成した石油化学財(ナフサなど石油系原材料)や合成石油燃料を考慮したエネルギー需給モデルを開発し、再生可能エネルギーの部門横断的利用の可能性に関して、さらに精度を高めた分析を実施した。日本において2050年カーボンニュートラル制約の下で、数値シミュレーションを行った結果、再エネに起因した余剰電力を活用した二酸化炭素の原材料への固定は、経済合理的な技術オプションになりうることを定量的に確認することができた。

現在までの達成度 (段落)

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Development of Chinese Dynamic Optimal Power Expansion Planning Model Integrated with Hydrogen and Fuel Cell System2023

    • 著者名/発表者名
      Yi Ye、Komiyama Ryoichi、Fujii Yasumasa
    • 雑誌名

      IEEJ Transactions on Electrical and Electronic Engineering

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1002/tee.23793

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] CCU技術を詳細化した技術選択モデルによる日本の2050年カーボンニュートラル実現可能性に関する分析2023

    • 著者名/発表者名
      今川 智稀、小宮山 涼一、藤井 康正
    • 雑誌名

      エネルギー・資源学会論文誌

      巻: 44 ページ: 1~13

    • DOI

      10.24778/jjser.44.1_1

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 災害の予測可能性を考慮した近似確率動的計画モデルによる分散型エネルギーシステムのレジリエンスに関する定量的分析2023

    • 著者名/発表者名
      西倉 寛太、小宮山 涼一、藤井 康正
    • 雑誌名

      エネルギー・資源学会論文誌

      巻: 44 ページ: 74~86

    • DOI

      10.24778/jjser.44.2_74

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] A Comprehensive Analysis of the Role of Innovative Technologies for Achieving Green Transformation with Optimal Power Generation Mix Model2023

    • 著者名/発表者名
      Ryoichi Komiyama
    • 学会等名
      IEEJ PES-IEEE PES Thailand Joint Symposium on Advanced Technology in Power Systems 2023
    • 国際学会
  • [学会発表] 最適化型電力需給モデルによる電力需要の柔軟性に関する基礎的分析2023

    • 著者名/発表者名
      小宮山涼一
    • 学会等名
      電気学会全国大会
    • 国際学会
  • [学会発表] Optimal Deployment of Small Modular Reactors Under Large‐scale Integration of Variable Renewable Energy2022

    • 著者名/発表者名
      Ryoichi Komiyama
    • 学会等名
      39th USAEE/IAEE North American Conference(
    • 国際学会
  • [学会発表] カーボンニュートラル実現に向けたエネルギー・電力システムシミュレーション2022

    • 著者名/発表者名
      小宮山涼一
    • 学会等名
      日本学術会議 公開シンポジウム「2050年カーボンニュートラル実現に向けたエネルギーシナリオ」

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公開日: 2023-12-25  

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