Paddocks, Fawley
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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）内容を編集してご紹介しています。
前回は、レポートの4章「Barriers」から、ASサービスへのDR資源参入障壁についてご紹介しました。
現在のところ、日本ではデマンドレスポンスというとCPP（Critical Peak Pricing）のような価格反応型、それも一日前／数時間前にDRイベント実施が通知されるタイプが想定されがちですので、そのようなDRをアンシラリーサービスに使えるのか－という疑問をお持ちの方が多いと思います。その点米国では、DLC（Direct Load Control）ベースのDRが第一に想定されているので（？）、日本で良くDRの欠点として話題に上がる「実際に需要を削減する効果があるのか」といった議論は、このレポートを読む限り懸念事項として挙げられてはいませんでした。
基本的に、DRを実施する技術に関しては、今のままでも問題はないけれども、必要な初期投資を誰がするのか？現在利用可能な通信インフラをAS向けのDRで利用する場合のセキュリティは大丈夫か？が、問題である－としています。
そして、それよりも大きな問題は制度的なもので、従来の発電機向けに設定されてきたAS市場への入札条件がDR資源にそぐわないケースや、省エネ制度や建築基準法とのコンフリクト。ISOのルールとしてDRアグリゲータの新規参入ができないようになっているケース。また、これは米国ならではの問題ですが、例えばDRアグリゲータがPJMのAS市場に参入する場合で、利用する大口需要家がPJM管内の複数の州に工場などを持っている場合州規制機関ごとにDRアグリゲータ登録を行わなければならないこと等が挙げられていました。
日本でDR資源をASに適用するに当たって、参考になるものも多かったのではないかと思います。
さて、今回は、このレポートの最終である5章「Opportunities」についてご紹介します。
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。
DR資源のASへの適用を成功させるために実践すべきこと
ワークショップでの議論およびプレゼンテーションを通じて、米国エネルギー省（DOE）は、DR資源をASに適用するに当たって、いろいろやるべきことがあることを認識した。
すなわち、
①個々人が達成目標を設定しエネルギーコスト管理が行えるよう啓蒙し、賢い顧客づくりを行うこと。
②広くDR資源をASに適用している情報を収集し、成功・失敗事例を共有すること。
③DR資源をASに適用しやすいような法体系の整備と標準規格の策定を行うこと。
④DR資源の潜在能力を評価し、データを収集すること。
⑤DR資源をASへ適用するやり方をモデリングし、シミュレーションによって結果を検証すること。
⑥そのためにも関連技術に関する更なるR&Dを実施すべきこと。
以下では、これら6項目についてワークショップ参加者で話し合われた内容を簡単に紹介する。
賢い顧客づくりと、そのためのツールの提供
従来エネルギーの消費者でしかなかった顧客は、今やエネルギーを消費するだけではなく、DR資源の供給者となることができる。しかし、DR資源の供給は彼らの主要な仕事ではない。
したがって、顧客の負荷をDR資源としてASに利用するには、DRの価値、AS用に彼らのDR資源を売ることで利益が得られる可能性があることを説明しなければならない。
更に、彼らが提供できるDR資源の価値を評価できるようなツールを提供することが望ましい。例えば、大口顧客に対しては、従来の生産性評価ツールを改良して、単に生産関連のコストと製品の売り上げで得られる収益を見るだけでなく、生産性を維持・改善しつつ生産工程から捻出できるDR資源の販売と、生産工程の省エネ化による追加収益を合算した総合評価の提示が可能なツールの提供が考えられる。
DR資源のAS適用に関する情報と、成功・失敗事例の共有
DR資源がどのようにASに適用されているかの情報を共有することは非常に大切である。
現在、米国内ではDR資源をASに適用するさまざまなパイロット・プログラムや実証プロジェクトがある。これらのプログラムやプロジェクトの活動成果を広く公表することで、ダブルエフォートを最小化し、異なる組織の成功・失敗事例をベースとした新たな挑戦が可能となる。
一般消費者も、自分達の「省エネ」努力が、単に電気代を安くするだけではなく、自分達のDR資源をAS向けに提供することで系統全体のエネルギーコストを下げる潜在的な可能性を認識することができる。
ある系統運用者の負荷をASに適用する成功事例が、他の系統運用者に、それとは異なるタイプの負荷をASに適用するきっかけとなるかもしれない。
規制当局も、他の地域でDR資源をASに適用するに当たってどのようなアプローチがとられたのかを知ることは非常に重要である。なぜなら、消費者保護と市場アクセスの優先度に関してどうバランスをとれば良いかについては、種々の方法が考えられるからである。
また、DR供給者の観点からまとめられたAS市場参入障壁の一覧を共有することで、市場設計者は、そのような市場参入障壁を排除し、特定の技術に依存しない将来のAS市場を設計することができる。
法整備と標準化
DR資源をASに適用することを可能とするためには、関連製品やプロセスが一定のパフォーマンス基準および安全基準を満たす必要があり、そのための法整備と標準化が必須である。
法整備でDR資源をASに適用するに当たっての要件を定義し、標準化で、その要件をどのように実装すべきかが規定される。
気を付けなければならないのは、そのような法整備と標準化が、別の目的の法整備・標準化と矛盾する可能性があることである。
例えば、DRによる負荷削減を実施するには、ASHRAE（米国暖房空調冷凍工学会）の定めた快適規準を一時的に緩和する必要がある。
家電製品をDR対応とするためには、省エネ基準との調整が必要であり、「DR対応家電」をEnergyStar適合製品としてもらうためには、AHAM（米国家電製品協会）の了解を取り付けなければならない。
DR資源の評価とデータ収集
DR資源をASに適用して系統の信頼性を向上させるための負荷の使い方はいろいろあるが、それらに対する包括的な評価はできていない。例えば、DR資源として利用することで、耐用年数、メンテナンスおよびエネルギー効率にどのような影響があるのか、今のところ限られた情報しかない。
DR資源として利用できる負荷のリストを作り、データを収集してそれらができることを整理することで、
・新たにDR資源をASに適用するプログラム／プロジェクトの計画立案者は、DR資源の適用範囲を理解し、
・開発者は、対象とするDR資源のASへの適用が技術的・経済的に最適な使われ方を定め、
・規制当局は、彼らの決定がDR資源の可用性に如何に影響するかを理解し、
・市場設計者は、新たな価格決定メカニズム（および、限界費用と機会費用をモニターする仕組み)を構築し、
・そしてイノベーターは、そのリストから、更なるR&Dのニーズを汲み取って、新たなDR資源を模索することができる。
モデル化とシミュレーションの実行
ワークショップで指摘された多くの懸念事項は、系統のコンピュータモデルを作成し、シミュレーションしてみることで解消できる可能性がある。
DR資源をASに適用するやり方に関して、生産コストモデルのような系統シミュレーションモデルを作り、シミュレーションしてみれば、ASに関する要件、特に出力変動の大きな再生可能エネルギーの大量導入で何が起きうるかについて、問題点が明らかになるだろう。
特に、AS自体も自社内の発電設備で賄う垂直統合型の電力会社が需給バランスをとっていてAS市場が存在しない地域では、これまで需要と供給の時間的な変動がASにどう影響するかの知見が電力会社外に公開されていない可能性があるので、このようなモデルによるシミュレーションが有益である。
負荷削減のためのDR資源だけでなく、負荷を増加できるようなDR資源をこのモデルに投入したり、他地域の系統運用者が採用している種々の給電アルゴリズムや、新しいAS関連製品を含めたりした場合のシミュレーションを実施してみよう。
従来の発電機の運用効率へのDRのインパクトを評価し、エネルギーの消費・放出に関する系統レベルの変化量を計ることができるはずである。
更に、これらのモデルで、将来ASに適用される資源の大半がDR資源となった場合（枯渇資源である石炭、石油、天然ガス、更にはウランが使えなくなった場合）、DRとその価格に何が起きるかを研究することもできるだろう。
技術研究開発の実施
産業界と共同で技術ロードマップを作成することで、DR資源を様々なタイプのASに適用するに当たって必要となる低価格の通信制御技術が何時頃実現可能となるかが明らかとなり、DOEとしても長期的な研究開発投資戦略をたてることができる。
遠隔検針やサブメータリング設備、あるいは、小規模の負荷を大量に集約するための確率的M&V（計測と検証）アプローチ（スマートメーターを一般家庭に導入していなくても正確なプロファイリングで精度の高い電力使用量を推測する技術？）の実装コストを低減するような技術研究開発は、信頼度の高いDRの普及に貢献するだろう。
他の技術ニーズとしては、測定／検証／精算のためのより良いDRモデリングの開発、1日前DR（Day Ahead DR）からFast-DRまで、いろいろな時間スケールでの利用が可能で、安全、かつ、エネルギー／容量／AS市場のいずれにも利用可能な通信技術、そして、DRアグリゲーションアルゴリズムの改善がある。
また、商業ビルのエネルギーを原資とするDR資源をASに適用するためには、ビルの設備管理者の運用・意思決定ツールに、ビルのエネルギー管理・運用を工夫して捻出したDR資源をAS市場へ入札する手助けをするEMSを構築する必要がある。
以上、今回は、DR資源がAS市場に参加するに当たってどのような参入障壁がについてご紹介しました。
これで、『DRはどこへ向かうのか』のブログシリーズは終わりです。12回にわたってご紹介してきましたので、自分自身でも「－その１」、「－その２」辺りでは何を言っていたか復習しなければ忘れている部分もあります。いずれ時間を見つけてこれらを1編のInterTech Research Reportにまとめ、出来上がった暁には、弊社ホームページ「調査実績」に掲載しますので、いつになるかお約束できませんが、ご期待ください。
終わり
