Former Lytham Lifeboat Station and Lytham Windmill
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本ブログシリーズ「DRはどこへ向かうのか」では、2011年10月、米国エネルギー省（DOE）エネルギー効率化・再生可能エネルギー局（EERE：Office of Energy Efficiency & Renewable Energy）および配電・エネルギー信頼性局（OE：Office of Electricity Delivery and Energy Reliability）が共同開催したワークショップのレポート「Load Participation in Ancillary Services WORKSHOP REPORT」（以下、単に「レポート」と略称）をご紹介しています。
前回は、レポートの2章「Background」から、アンシラリーサービスが提供する電力系統の信頼性に立ち返って、その必要性を再確認し、周波数調整力と瞬動予備力に関するFERCの定義をおさえた上で、これらのアンシラリーサービスにDR資源で参画する場合に考慮すべき点についてご紹介しました。
今回は、その2.3節「Demand Response Types」から、DRについて、もう一度基本に立ち返り、考えてみたいと思います。
例によって、全訳ではなく、超訳です。独自の解釈および補足／蛇足／推測が混じっているかもしれないことをご承知おきください。文字色＝緑の部分は、筆者のコメントです。
では、はじめます。
本レポートではDRを大きく3タイプ、5種類に分類した。
それらは、すべて系統信頼度に影響を及ぼすものであるが、影響度合いには大きな違いがある。
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省エネタイプ
省エネ型（1．Energy Efficiency）DRは、すべての時間帯にわたって電力消費を削減し、根本的な発電・送電量縮小を目指すもので、系統のひっ迫度に応じた対応や、周波数調整や予備力提供など特定の系統信頼性への貢献を目指すものではないが、ピーク負荷削減にも貢献する。
これは以前から行われていたもので、従来はDRとは別のものと考えられていましたが、本レポートでは、DRの１種としています。
ピーク負荷削減タイプ
TOU（時間帯別料金制）やRTP（リアルタイム料金制）など、従量料金を上下することで電気料金の安い時間帯に負荷を誘導する価格反応型（2．Price Response）DR、直接負荷制御（DLC）により更に意図的に負荷パターンの変化を目論むピーク負荷削減型（3．Peak Shaving）DRは、ともに特定の時間帯（＝ピーク時間帯）に、需要家に負荷削減を促すものである。
これら2つのDR型は、電源・送電容量不足に起因する系統の信頼性低下に対応するもので、いわゆるASを提供するものではない。
アンシラリーサービスタイプ
周波数調整力（4．Regulation Response）と瞬動予備力（5．Spinning Reserve）は、系統の信頼度向上に多大な影響を与えるASである。従来は特別な電源のみが対応できるものとされてきたが、近年Fast-DRと呼ばれるDR資源のASへの適用が行われるようになってきた。
ピーク負荷削減タイプのDRでは、削減できる電力（MW）の大きさに提供価値があるのに対して、ASタイプのDRには、リアルタイムの負荷削減（および負荷増大）要求に対する即応性が求められるのが特徴である。
この他にも、まとまったMW単位である程度の時間継続して負荷削減が行えるDR資源は、待機予備力（Non-spinning Reserve）のAS市場や、EmergencyDR、Interruptible Load、Demand Bidding and Buy Back等としてリアルタイム市場にも参加可能であるが、周波数調整力あるいは瞬動予備力として提供できるDR資源は、価値の高いこれら２つのAS市場に投入すべきである。
AS市場のない地域でDR資源をアンシラリーサービスに適用する場合の問題点
とはいうものの、ISO/RTOが運営し、DR資源も参加できるようなAS市場が整備されていないような地域では、DR資源を定常的にASに適用することは難しい。
なぜなら、そのような地域においては、電気料金収入がDRプログラム実施にあたっての運用原資となるからである。現状では、DR資源のASへの適用をも視野に入れた電気料金プログラムは少ない。
更に、小売りが自由化されていない地域では、顧客にその電気料金プログラムを提示する以前に、電力会社は州規制機関の承認プロセスを経なければならない。
一方、DRアグリゲーターは、小売り自由化が行われていない地域においても、独自のDRプログラムを提供する上で規制機関の承認を受ける必要はない。しかし、米国内の州によっては、DRアグリゲーションビジネス自体が許されていない州も存在している。
今回は非常に短いですが、DRの分類に関して、まったく新しい考え方をご紹介しました。
振り返ってみると、デマンドレスポンスという言葉がまだ耳慣れなかった数年前、電力会社が顧客と契約を結んで、必要な時に無条件に直接負荷制御（DLC）によって負荷削減を行うDSM（デマンドサイドマネジメント）に対する新しいスマートな負荷削減方法がDRであるという風に考えられていたと思います。（参考：DRはDSMの一種？）
DRの英語本来の意味から離れて誤解を恐れずに言えば、電力需給バランスを取るに当たって電力会社が主体となり、需要側（デマンドサイド）を管理（マネジメント）するのがDSMであるのに対して、DRは、電力需給バランスを取るに当たって需要家が主体的に電力会社の需給調整の要求（デマンド）に応じる（レスポンスする）もの－と考えられていました。
CPP、RTP、PTRのようなダイナミックな価格反応型DRがDRであり、あらかじめ時間帯ごとに電力料金が定まっているTOUはDRではないと考えられていました。
それが、NERCの「2012 State of Reliability Report」示された、TOUも含めてCPP、RTP、PTR等が価格反応型（あるいは時間帯型：Time-based）DR、それ以外はインセンティブ型DR（Incentive-based）というDRプログラムの分類が一般的になってきました。
ここでは、NERCがDSMを一番広い需要家サイドの負荷削減概念と捉え、それを、まずEE（Energy Efficiency）とDR（Demand response）に分類しています。そして、DRを、まずDispatchable（負荷制御可能なもの）とNon-Dispatchable（電力料金を上下するなど、間接的にしか負荷制御できないもの）に分け、更に、DispatchableをCapacity、Reserve、Emergency、Regulationという系統の信頼性向上に係わるの４つのカテゴリと、経済的な観点から電源などよりコストがかからないならDR資源を用いるというEconomicのカテゴリに分類した図を完成させました。
DRの分類はこれで完成したかに思われたのですが、このレポートではEEもDRの１つとし、DRを一番広い需要家サイドの負荷削減概念としています。今回ご紹介しているレポートの元となったワークショップが「負荷のASへの参加（Load Participation in Ancillary Services）」を対象とし、かつ、現状でDR資源が参加しやすいASである周波数調整力と瞬動予備力にフォーカスした議論の中でのDR分類ですので、少々荒っぽい分類ですが、『こういう切り口もあるのか』と、新鮮に感じた次第です。
また、最後の「AS市場のない地域でDR資源をアンシラリーサービスに適用する場合の問題点」の記述は、容量市場の立ち上げもこれからの日本にとって非常に参考となるものと思います。
AS市場ができ、それが有効に機能するようになれば、（もしそれが非現実的な価格にならない限り）周波数調整力価格も、瞬動予備力価格も市場に委ねればよいだけですが、AS市場ができるまでは、そのようなASに適用するDRプログラムの原資は、基本的には電力料金から得られる収益のみとなります。そう考えると、果たしてDR資源を周波数調整力に使えるようにするためのインフラ構築コストがペイするのかが懸念されるところです。
終わり
