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東京電力は再生可能エネルギーの調整弁に水素を活用

投稿日:2022年04月07日

東京電力は再生可能エネルギーの調整弁に水素を活用

東京電力は、再生可能エネルギーの余剰発電電力の無駄を削減するために新たな電力系統を整理しています。
従来は再生可能エネルギーの発電量のブレを火力発電の稼働で調整していました。
4月以降は、水素の製造装置を電力の送電網と連携し、水素の生産量の増減で調整します。
これは素晴らしい取組で、従来は余剰発電電力が十分に活用できず、「出力抑制」という名のもとに電力が捨てられていました。
余剰発電電力を水素の製造量で調整することで、余った電力を水素として貯蓄し、需要に応じて活用でき、再生可能エネルギーの普及につながり、脱炭素に向けての大きな効果となります。

◆ 電力系統の仕組み
電力は需要と供給を常に一致させることが必須で、実現しなければ周波数が乱れて、大停電の引き金となる。
昨今の再生可能エネルギーのメインは、太陽光発電システムや風力発電など発電量が天候次第で大きく変動し、需給バランスの調整が課題でした。
実際に、北海道では2030年には再生可能エネルギーの発電量の49.3%、東北では再生可能エネルギーの41.6%が抑制される見込みとなっています。

◆ 従来の電力系統システム
上述のように、従来は再生可能エネルギーの調整を火力発電で調整していました。
火力発電は、出力をすぐに変更でき、機動的に電気の供給量を増減できる。
2020年の発電比率は以下です。
 火力発電の比率:82.6%
 再生可能エネルギーの比率:21.1%

再生可能エネルギーは増加しているが、火力発電も増加しており、今回の東京電力の取組は調整弁として脱炭素を実現する新たな方法で、日本初、海外でもフランスで試験導入されている程度です。

◆ 東京電力の取組み
今回の東京電力の取組みでは、山梨県の水素製造装置を東京電力の電力系統に組み込みます。
再生可能エネルギーの余剰発電量が多い時は、水素製造装置の稼働率をあげて電力を消費させます。
製造した水素燃料は周辺の工場に供給します。

調整力は、装置1台に対して、年間2000kWhの電力を調整できる。
経済産業省は普及促進のため、高額補助金を付与し、需給調整の効果などのデータを収集し、うまくいけば他の電力会社に横展開します。

本件の東京電力の取組みにより、再生可能エネルギーの普及拡大につながることは明白ですが、他にも再生可能エネルギーの出力抑制の回避オプションとして以下などがあげられております。
 1. 蓄電池の活用
 2. 既存発電所の出力抑制
 3. 送電網の強化

上記の解決策は、前から示されていた内容だが、未だすすんでいないのが現実。
今回の水素製造による再生可能エネルギーの出力抑制は、上記オプションの2番に該当します。

しかしながら、効果は限定的で、本丸は3番の送電網の強化が最も再生可能エネルギーの普及にインパクトのある手法です。
送電網が強化され地域を横断して電力を融通できれば、需給バランスは最適化に近づきます。
1~3の組み合わせで問題解決に向かっていくことでしょう。

脱炭素をすすめるうえでの新たな課題として「火力発電所の処置」があります。
火力発電所の稼働率が下がれば、所有している電力会社の費用対効果は下落し、企業の業績にも悪影響となります。
電力システムの変革はこれから過渡期になり、目がはなせません。

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