再エネを主力電源に！ カギは「エネルギーの自分ごと化」にあり

出力変動の大きい再生可能エネルギーをいかに安定させるか？

日本のエネルギー政策基本法では「安定供給の確保」「環境への適合」「市場原理の活用」がエネルギー政策上の重要課題としてうたわれており、「エネルギーの3E」と呼ばれてきた。さらに近年は安全性（S）も重視されるようになり、この「3E＋S」を確保することが再生可能エネルギーにも当然求められる。

天候や時間帯によって発電量が大きく変わってしまう再エネにとっては、安定性の確保が大きな課題だ。また、需要側の消費電力に応じて出力を調整できないという特性もある。この問題を解決しない限り、再エネが主力になり得ることはない。

「エネルギー源を多様に、かつ大量に確保することは、変動を抑えるのに有効です。太陽光は天候と昼夜による大きな周期の変動、風力はより細かい時間周期の変動がありますが、風力については大量に導入することで、ある程度の均（なら）し効果が生まれます。太陽光については、たとえば発電した電力を蓄電池に蓄え、一定出力で放出する方法、あるいは電力を水素など別のエネルギーに変換して蓄える方法などが現在検討されています。北海道などでは既に蓄電池を併設したメガソーラー発電所が稼働しています」と井上裕史氏は語る。
※【前編】の記事「2050年にカーボンニュートラルは実現する？ 三菱総研がひも解くエネルギービジョン」

太陽光パネルや風力など再エネ発電所を増やすだけでなく、電力供給を安定させる施策も同時に考える必要がある

日本でも一部地域では既に、太陽光発電による電力が一時的に過剰供給になる事態が生じている。

多過ぎる分には問題ないのではないか？ と思ってしまいがちだが、電力は需要と供給を一致させることが肝心。再エネは発電側の変動が大きく、かつ需要側の変動に対応できないため、停電などのリスクにつながりやすい。つまり現状のままでは、再エネ発電所をいくら増やしても、供給量全体における再エネの比率を高めることは困難なのである。

現時点では太陽光による発電が過剰になると火力発電所の出力を下げる、揚水発電所のくみ上げ量を増やす、大容量蓄電池に充電する、それでもダメなら出力制御（電力会社が発電事業者に対して発電設備からの出力停止または抑制を要請すること）するといった方法でどうにか対処されているが、それも限界に近づいている。今後、再エネによる発電所が増加すると、この問題は全国に広がるだろう。

そうした中、電力需給を調整するための発電能力“調整力”を、民間から広く募集する全国一体の取り組みが経済産業省資源エネルギー庁主導のもとで始まっている。電力会社が工場など独自の発電設備、蓄電設備を持つ事業体を募り、その余剰能力を系統電力（発電・送電・変電・配電設備から構成される需要者に電力を届けるためのシステム）の需給バランス調整に役立てることで系統安定化コストを低減し、再エネの導入を促そう、という狙いだ。

また、電力需給が逼迫した際に需要者が電力消費を控えると、そこで抑えられた電力を“発電したもの”と見なし、報酬がもらえるなどの電力会社ごとの新しい取り組みも盛んになりつつある。

発電所によって作られた電力を、独立したエネルギー調整市場が介在して安定化させるエネルギーマネジメントサービスの将来像

さらに今後は、各家庭に設置された蓄電池を統合制御し、電力の安定供給に生かす先進的なエネルギーマネジメント技術も登場してくるだろう。

既存の大規模発電所（集中電源）に依存せず、需要家側のエネルギーリソースを電力システムに活用して需給バランスの調整に役立てるVPP（バーチャル・パワー・プラント=仮想発電所）や、DR（デマンドレスポンス）といった分野の技術は、ますます発展していくに違いない。

災害時のレジリエンス確保も重要な課題

電力における安定化にはもう一つの意味がある、と小川崇臣氏は言う。

「ここまでは通常時における安定性の話でしたが、災害発生時の安定性、いわゆるレジリエンス（強靱さ、しなやかさの意。防災の分野においては災害発生時の対応力、回復力の意味で使われる）についても考える必要があります」

サステナビリティ本部 脱炭素ソリューショングループの小川氏

「従来、電源は大きな発電所から各地域へと供給する大規模集中型でしたが、再エネは至るところが発電所となる分散型です。しかし、レジリエンスを考えると分散させているだけでは意味がありません。小規模発電所で作られた電力を近い地域内に供給し、電力系統を独立させるエネルギーの地産地消『マイクログリッド』を構築することが大切です」

電力はこれまでの集中型から分散型、マイクログリッドへとシフトしていく。

系統から供給を受ける一方通行であった電力が、これからの時代は需要者と供給者が双方向にやりとりする存在になるということだ。

エネルギーを地産地消する分散型エネルギーシステムを構築することは、災害発生時のレジリエンス確保にも有効だ

脱炭素化には私たち自身の行動変容が必須

家庭やオフィスが発電所・蓄電所となり、電力を流通させることが可能になる将来──。

それはある意味、電力が身近になっていく時代と言えるかもしれない。そんな時代を前にして、需要者である私たちにはどのような姿勢でいることが求められるのだろうか。

「脱炭素社会の実現に向けては、家庭に太陽光パネルや蓄電池を導入する、EV（電気自動車）に乗り換えるといったエネルギーの分散化、電化を意識することと同時に、社会全体のエネルギーコストを減らしていく努力も必要です。省エネをこれまで以上に意識する、ピークカットやピークシフトといった電力消費の安定化に協力する、といったことですね。最終消費エネルギーを抑えなければ、化石燃料に依存しない電源だけで全ての電力をまかなうのは難しいからです。

一方で、温暖化を解決するために、今ある豊かさを放棄するのはちょっと違うな、とも感じています。もちろん、過渡期において節電などを心掛けることは大事ですが、できるだけITなどの技術を駆使しながら、我慢せずに脱炭素化できる道を模索していく。人々が特に意識しなくても持続可能な暮らしになっている……将来的にはそんな社会を目指していくべきでしょう」（小川氏）

脱炭素化はどこかの段階に終わりがあるわけではなく、永続的に続けていく必要がある。

だからこそ無理なく、誰もが自然に実践できるシステムを作り上げていくことが大切ということだろう。

現在の経済的・文化的な豊かさは維持したままで、脱炭素化を同時実現し、持続可能な社会とするのがエネルギーの理想像だ

最後に2050年の社会を見通すにあたり、今、最も重要な視点とは何か？について2人に聞いてみた。

「今回は電力の話に終始しましたが、2050年に向けては製造業なども含めて石油に依存する体質から抜け出す方法を考え出さなくてはなりません。化石燃料を燃やしてエネルギーを得る現状の姿はそもそも単体で成り立っているものではなく、原油を無駄なく使い切るシステムの中で成立しているものです。原油を分解し、製造業の原料などを取り出す過程で液体燃料ができる。ならば、それをエネルギーとして有効活用しよう、という発想です。

従って、エネルギーだけ脱炭素化にシフトするのではなく、製造業や鉄鋼業なども含めたあらゆる産業において石油に代わるものを見つけ出す必要があります。私たちの周りには今、プラスチック製品があふれています。それらを全てバイオ由来の原料に置き換えるのは現実的に難しいでしょう。今後、再エネの導入、EVの普及などで液体燃料の需要が減ってきたとき、石油化学はどうするのか？ 少なくとも消費量を減らす工夫は必要でしょうが、抜本的な解決策は出ていません。難しい問題だけにチャレンジしがいがありそうです」（井上氏）

「カーボンニュートラルな社会の実現に向けて、政府やエネルギー供給者側の施策が重要であると同時に、需要者側の行動変容が大きな課題です。先ほど2050年の時点では人々が意識しなくても持続可能な社会になっているべき、と言いましたが、たとえそれが実現するとしても2049年まで何もしなくていいわけではありません。温室効果ガスは排出量で語られていますが、本来は濃度の問題。イノベーションを待つのではなく、現状の技術を使いながら、いかに早い段階からCO₂を減らしていくか、一人一人が考え、行動することが大切です」（小川氏）

カーボンニュートラルという言葉は、一般的によく耳にするようになった。

国や電力会社の施策はもちろん肝心だが、私たち自身もカーボンニュートラルを意識し、何らかのアクションを起こす必要があるだろう。
 
脱炭素化の恩恵を受けるのは、私たち自身と将来の子どもたちなのだから。