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VPPとは、バーチャルパワープラント(Virtual Power Plant)の略で、日本語で「仮想発電所」とも言います。
仮想の発電所? いったいどういう発電所なのでしょうか。
電力自由化や電力システム改革が進むにつれ注目度も高まっている「VPP」についてご説明します。

VPP(バーチャルパワープラント)とは何か?

バーチャルパワープラント(以下VPP)は、点在する小規模な再エネ発電や蓄電池、燃料電池等の設備と、電力の需要を管理するネットワーク・システムをまとめて制御することです。
複数の小規模発電設備やシステム等を、あたかも1つの発電所のようにまとめて機能させることから「仮想発電所」と呼ばれます。

バーチャルパワープラントイメージ

バーチャルパワープラントのイメージ 出展:「エネルギー革新戦略」の検討状況 | 資源エネルギー

  1. 再生可能エネルギー発電設備などの「創エネ」
  2. 蓄電池等の「蓄エネ」
  3. デマンドレスポンス等需要家側の「省エネ」

の各取り組みを、情報・通信技術を駆使したエネルギーマネジメント技術により統合制御します。
1つ1つが小規模でも、束ねてマネジメントすることで大規模な発電設備に匹敵する電力となり、効率的に需給バランスを最適化させる技術として注目を集めています。

例えば以下のようなコントロールが可能です。

再エネ発電設備での発電が増大し、電気が余る時には、
各戸の蓄電池への充電を増やし、需要を増大させることができます。
現在は出力制御※1で供給が調整されていますが、再エネ発電の有効活用が広がることで、さらなる再エネ導入も期待できます。

電力需要がひっ迫する時には、
蓄電池から放電した電気を使ったり、電力消費を抑制させるデマンドレスポンス※2の実施で需要を縮小させることができます。
現在は火力発電などピーク電源の焚き増しが行われていますが、ピーク時しか稼働できない発電所を保有する必要もなくなります。

VPPには

  • 再生可能エネルギーの導入拡大
  • 更なる省エネルギー
  • 負荷平準化

が進むというメリットがあるのです。

参考記事:
※1 「出力制御」については、今さら聞けない「出力制御」〜なぜ出力制御が必要なのか?〜 で詳しく解説しています。
※2 「デマンドレスポンス」については、ネガワット取引とは?注目キーワードを解説 で詳しく解説しています。

VPPをとりまく環境

太陽光発電や燃料電池、蓄電池などのエネルギー設備の普及が拡大してきたことに加え、エネルギーシステム改革が進んできたこと、IoTが進化してきていることで、VPPを実現できる環境が整いつつあります。

需要家側のリソースの普及拡大

従来の集中電源に依存したエネルギー需給システムが⾒直され、需要家(電気を使う人)側でも、創エネ(分散型電源)・蓄エネ(蓄電池)・省エネ(デマンドレスポンス)といった各種のエネルギーリソースの普及が拡⼤してきました。

エネルギーシステム改革

電力システム改革、ガスシステム改革が進んでいます。
これにより多様な事業者の参入が可能になり、新たな競争環境が整います。

IoTの進化

IoTとは、モノのインターネット(Internet of Things)のことで、様々な物がインターネットに接続され、情報交換することにより相互に制御する仕組みです。
IoTが進化することで、HEMSやBEMSといったエネルギーマネジメントシステム(EMS)や、蓄電池の群制御、⾃動制御などが可能になり、地域でエネルギーを有効活用する次世代の社会システム「スマートコミュニティ」の実現につながります。

スマートコミュニティのイメージ

出展:経済産業省

VPP事業化に向けた政府の取り組み

「エネルギー革新戦略」が2016年4月18日に決定しました。
この戦略は、
(1)徹底した省エネ
(2)再エネの拡大
(3)新たなエネルギーシステムの構築
の3つのポイントで成り立っていますが、
この中の(3)新たなエネルギーシステムの構築に含まれる「再エネ・省エネ融合型エネルギーシステムの立ち上げ」として、VPPの技術などの実証を進め、事業化を支援することが書かれています。

これを受けて「平成28年度バーチャルパワープラント構築事業費補助金(バーチャルパワープラント構築実証事業)」が行われています。
これは2016年(平成28年)から2020年(平成32年)までの5年間の事業を通じて、50MW以上のバーチャルパワープラントの制御技術の確立等を目指し、更なる再生可能エネルギー導入拡大を推進するものです。

バーチャルパワープラント構築事業費補助金概要

バーチャルパワープラント構築事業

バーチャルパワープラント構築に向けた実証事業を国内において実施する者に対して、補助金を交付する事業です。
アグリゲーター事業、バーチャルパワープラント基盤整備事業が補助されます。

高度制御型ディマンドリスポンス実証事業

高度制御型ディマンドリスポンス実証事業を国内において実施する者に対して、補助金を交付する事業です。
一般送配電事業者が活用するネガワット取引の技術実証、ネガワット取引に係る共通基盤システムの開発・調査・研究・接続実証
上記の事業が補助されます。

まとめ

電気は需要と供給を常に一致させる「同時同量」が必要で、これまで大規模電源の供給量(発電量)を調整することで、需要と供給を一致させてきました。
東日本大震災での福島第一原子力発電所事故を契機に、電気料金の値上げ、ひっ迫した状況の下での需給調整など、従来の集中型電源を中心とした電力システムの様々な課題が顕在化しました。
それに加え「経済成長」と「CO2排出抑制」の両立も必要で、対応が難しくなっています。
VPPはそうした課題の解決手段の1つとして有効なのではないでしょうか。

ヨーロッパでは電力市場の自由化も進んでおり、VPPも成長しています。
電力システム改革が進んできた日本においても、今後実証が進み、新たなエネルギーシステムとして確立されることが望まれます。

参考: