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電力小売 クラウドソリューション Enability®シリーズ

VPP(バーチャルパワープラント)推進の背景とそのメリット

VPP(バーチャルパワープラント)とは?

バーチャルパワープラントイメージ図
太陽光や風力、地熱など、様々なタイプの再生可能エネルギーが徐々に普及している現在、それに呼応するようにクローズアップされているのがVPP(バーチャルパワープラント)という新たな構想です。これは、直訳の「仮想発電所」という言葉が示すように、大規模な施設や設備を必要とする従来の発電所ではなく、小規模な再生可能エネルギーの発電施設や、燃料電池などを使用した蓄電施設、デマンドレスポンスなどによる省エネの取り組みから生じる電力、さらに、小規模な電力の需要抑制システムなど、様々な電力のリソースをまとめ、あたかもひとつの発電所のように機能させるという考え方です。ここでは、VPPにおける主要なエネルギーリソースとなる「創エネ」「蓄エネ」「省エネ」の3つのポイントから、VPPの全体像を探ります。
バーチャルパワープラント イメージ図
  • ポイント1:創エネ
    VPPにおける「創エネ」とは、分散型電源を指します。VPPでは、発電をひとつの発電所の電力生産力のみに頼るのではなく、複数かつ多様な発電施設で生じる電力の確保を目指します。電源が分散型であることで、従来の大規模な施設(=集中型電源)と異なり、エネルギー需給構造に柔軟性を持たせることにもつながると期待されています。そんなVPPにおける発電の主役として期待されるのは、太陽光発電、地熱発電、そして風力発電など、いわゆる再生可能エネルギー。これらの発電施設は規模も小さく、従来の発電所と比較すれば発電量も少量ですが、様々な地域に数多く点在する発電施設を取り込むことで、まとまったリソースとして考えることができるようになります。また、家庭用燃料電池エネファームのコジェネ *1 (熱電併給)など、需要者がわが利用する小規模発電設備も重要なリソースになると考えられています。
    *1 コジェネとは
    コージェネレーション(熱電併給)は、天然ガス、石油、LPガスなどを燃料として、エンジン、タービン、燃料電池などの方式により発電し、その際に生じる排熱も同時に回収するシステムです。
    (出典:資源エネルギー庁HP)
  • ポイント2:蓄エネ
    VPPでは、蓄電池などを使用した「電力貯蔵」も、重要な電力リソースとなりえます。技術の進化により、比較的安価に導入できるようになった蓄電機器を、企業や商業施設など、様々な場所に設置します。それらの機器を遠隔で運用し、電力リソースとして活用することを目指します。
  • ポイント3:省エネ
    電力が逼迫する時間帯に節電を行うことで、消費者の側からも電力需要を調整する「デマンドレスポンス」をはじめ、省エネの取り組みによって生じるネガワットもVPPにおける大切なリソースのひとつです。デマンドレスポンスの浸透により、今後、ますます省エネによるリソースの増大が期待されています。

    様々な施設や技術が不可欠となるVPP。そのためVPPの実証実験には、エネルギー関連企業をはじめ、自治体、大学など多くの組織・団体が参加しています。異なる場所に点在する設備や機器を統合し、遠隔でコントロールする上では、HEMやBEMなどのエネルギーマネジメントシステムやIT、通信技術も欠かせません。これらの技術革新にともなうエネルギーマネジメントシステム全体の進化が、VPPの進展にも大きく関わっているのです。

VPPの実現でもたらされるメリット

従来の発電所などに代表される「集中型電源」に対し、創エネ、蓄電、省エネなど、リソースを分散するのが最大の特徴となるVPP。そこには、どんな効果が期待されているのでしょうか。次に、VPPによって生じる新たなメリットについて確認していきます。
  • 再生可能エネルギーの普及・拡大
    VPPの進展により期待される効果のひとつが、再生可能エネルギーの導入拡大です。近年、太陽光やバイオマス、風力、水力、地熱といった再生可能エネルギーの導入拡大、さらにはそれらを次代の社会を支える安定的なエネルギー源として育てるための取り組みが、経済産業省などを中心に積極的に推進されています。VPPによって、再生可能エネルギー発電施設に由来する電力を効率的に分配する仕組みを確立することができれば、企業などによる発電事業への参入もさらに促進されることが期待できます。また、事業者だけではなく、需要者側にも発電のメリットについての認識が広がれば、コジェネ(熱電併給)などの発電設備の設置数が拡大するという予測もされています。
  • 省エネの促進
    VPPでは、省エネで生じたネガワット *2 も重要なエネルギーリソース。それを取引きすることで、安定的に利益が生じる仕組みを確立することができれば、省エネに関する既存の取り組みの活性化や、新たな動きの進展にもつながるはずです。さらに、VPPにより電力需要をより細かく管理できれば、創エネによってもたらされた電力を、より効率的に活用することも可能になるかも知れません。こうしたシステムの運用にともなう省エネの促進も、VPPの拡大によって期待される効果のひとつといえるでしょう。
    *2 ネガワット
    ネガワット取引は、事業者からの要請に応じて需要家が需要を抑制し、その抑制量に応じた対価を事業者が支払うもの。
    (出典:経済産業省HP)
  • 電力需要の負荷標準化
    「電力需要の負荷標準化」とは、季節や時間帯ごとに生じる電力需要の格差を是正するための取り組みのこと。従来の集中型電源は、ピーク時の需要量に合わせ、それに対応できるだけの発電量をまかなえるだけの設備を整える必要がありますが、ピーク時以外の設備の稼働率低下による余剰コストの発生や、それにともなう電力使用量の値上げなどが長年の課題となっていました。そのため、電力会社でもデマンドレスポンス *3 など、格差是正のための取り組みが行われてきました。VPPでは、需要家側のエネルギーリソースの活用や、デマンドレスポンスなどのさらなる促進により、電力需要の格差も是正できると考えられています。
    *3 デマンドレスポンス
    デマンドレスポンス(DR:Demand Response)とは、「卸市場価格の高騰時または系統信頼性の低下時において、電気料金価格の設定またはインセンティブの支払いに応じて、需要家側が電力の使用を抑制するよう電力消費パターンを変化させること」を指す。
    (出典:経済産業省HP)

VPPが進む背景

より効率的なエネルギー基盤の構築に向け、VPP実現のための様々な実証実験が行われています。その中でも大規模な取り組みのひとつが、経済産業省資源エネルギー庁の補助事業である「VPP構築実証事業」です。日本ユニシスもこのプロジェクトに参画し、様々なリソースを統合するためのエネルギーマネジメントシステムの構築などに取り組んでいます。こうしたVPP実現に向けた動きがにわかに活性化している背景には、どのような理由があるのでしょうか。ここでは、VPPが大きく進展しているいくつかの理由を確認していきましょう。
  • 需要家のエネルギーリソースの拡大
    技術の進歩、そしてそれにともなうコストダウンにより、企業や一般家庭でも、太陽光発電設備やコジェネ、さらにはEV、蓄電器等の設備の導入が広がっています。また、デマンドレスポンスなどの広がりにより、省エネへの貢献度も高まりつつあります。そのため、需要家も一方的に電力を消費するのではなく、「創エネ」「蓄エネ」「省エネ」などにより、エネルギー供給を担うことができるようになったことが、VPPが進展している大きな要因となっています。
  • エネルギーシステム改革
    電力、ガスの小売事業自由化により、多くの事業者がエネルギー事業へ参画したことで、市場では新たな競争が生まれています。こうした市場の活性化により、新たなサービスの登場や技術革新に向けた環境が整備されていくことも、創エネや省エネの多様化が必須となるVPPの実現においても重要と考えられています。
  • IoTの登場
    上述の通り、VPPでは様々な場所に点在する設備や機器を結び、遠隔で管理する技術が欠かせません。その中で大きな役割を果たすと考えられているのが、あらゆるものをインターネットに接続し、相互に制御できるようにする仕組みであるIoT(モノのインターネット)です。この進化によって、HEMSやBEMSといったエネルギーマネジメントシステムや、蓄電池などの群制御、自動制御などが可能になりつつあることが、VPP構築の実現性を大きく高めているといえるでしょう。
離れた地域に分散するリソースを統合し、安定かつ効率的な新たなエネルギー基盤づくりを目指すVPPは、エネルギー最適化や次世代型の交通・社会インフラの整備を目指す「スマートシティ」につながるものとしても大きな期待を集めています。その実現には、地域における新電力会社の台頭、それにともなう競争環境の整備がカギとなるかも知れません。

*Enabilityは、日本ユニシス株式会社の登録商標です。

*その他記載の会社名および商品名は、各社の商標または登録商標です。