調整力の細分化及び広域調達に関する技術的検討報告
資料の概要
本資料は経済産業省の第20回調整力の細分化及び広域調達に関する作業会での審議内容をまとめたものであり、特に外国の需給調整市場におけるアセスメント結果に焦点を当てている。調査対象国として、イギリス、ドイツ、フランス、ベルギー、アメリカが取り上げられている。
調査内容
調査対象国および商品の概要
- 調査対象国: イギリス、ドイツ、フランス、ベルギー、アメリカ
- 調査商品:
- 三次調整力相当: 15分〜30分の応動時間
- 一次・二次調整力相当: 30秒〜数分の応動時間
国別調査結果
| 国名 | 対象TSO | 三次調整力相当商品 | 一次・二次調整力相当商品 |
|---|
| イギリス | National Grid | STOR : Short Term Operating Reserve | FCR : Firm Frequency Response |
| ドイツ | Amprion, Transnet, 50Hertz, TenneT | mFRR : Minutes Reserve | FCR : Primary Control Reserve |
| フランス | RTE | mFRR : Rapid Reserve | FCR : Primary Reserve |
| ベルギー | Elia | R3 : Tertiary Control | FCR : Primary Reserve |
| アメリカ | PJM | Primary Reserve Day-ahead Scheduling Reserve | Regulation |
選択した市場のアセスメント方法概要
| 国名 | 商品 | 計測地点 | 計測方法 |
|---|
| イギリス | STOR | 個別計測 | 直前負荷直近3日間の需給実績 |
| ドイツ | Minutes Reserve | 個別計測 | 5分先の想定MW |
| フランス | Rapid Reserve | 受電点計測 | 直前型調整依頼の直前30分間の使用電力の平均 |
| ベルギー | R3 : Tertiary Control | 受電点計測 | 直前型最初の15分間の使用電力 |
| アメリカ | Synchronized Reserve | 受電点計測または個別計測 | 事前計測 |
諸外国における調整力のベースライン設定方法
- フランスのRapid Reserve:
- DR発動指令前の30分間の平均需要量をベースラインとして設定
- ゲーミング防止策も併用
各市場要件に関する論点
調整力と計測要件
- メーター要件:
- フランスでは計量法の検定済み計量器のみを認可
- その他の国（イギリス、ドイツ、ベルギー）はTSOの要求仕様を満たすメーターを使用
計測方法の違い
- 計測方法に関して、フランスおよびアメリカは発動の直前負荷を利用しているが、イギリスは過去数日間のデータを使用している。
- 日本におけるDR基準算定時には、イギリスのSTORの性質や市場要件に留意が必要である。
重要な数値・データ
三次調整力相当の市場規模
| 国名 | 応動時間 | 継続時間 | 最低入札容量 | 全取引量 (MW) | DR含む取引量 |
|---|
| イギリス | 20分以内 | 最低2時間 無制限 | 3MW | 2,071 (2016年平均) | 約0 MW |
| ドイツ | 15分以内 | 15分〜1時間 | 5MW | 42GW上げ/41GW下げ | 約670MW |
| フランス | 9分, 13分 | 30分〜120分 | 10MW | 1,323 | N/A |
| ベルギー | 30分 | 30分〜90分 | 1MW | 264 | N/A |
| 米国 PJM | 15分以内 | 8時間, 2時間 | 100kW | 不明 | 不明 |
課題・リスク
- 各国によるメーターの要件や計測方法の違いが、日本の基準に与える影響が懸念される。
- DR市場の発展に向けた直接的な影響を受ける可能性がある。
まとめ
本資料により、各国の需給調整市場の状況やアセスメント方法を把握できる。特に、日本において提案される基準と他国との整合性確保のためには、今後の調査結果を各国の実績と共に検討することが重要である。
ベルギーの需給調整市場におけるDRアグリゲーション
概要
- ベルギーの需給調整市場では、**R1（Primary Reserve）及びR3（Tertiary Reserve）**にDRアグリゲーションの参加が認められている。
- Next Kraftwerke（本社：ドイツ）やRestore（本社：ベルギー）などのVPP事業者が、これらのリソースを提供している。
参加可能な商品分類
| 商品名 | 方向 | 応動時間 | その他 |
|---|
| R1 up | 上げ方向のRegulation周波数調整 | 30秒 | 年間発動回数約100回、継続時間平均30秒 |
| R1 down | 下げ方向のRegulation周波数調整 | 30秒 | 年間発動回数約100回、継続時間平均30秒 |
| R1 sym | 上げ下げ両方向のRegulation周波数調整力 | 数秒以内 | 連続的に上げ下げ |
| R3 Flex | 上げ下げ両方向 | 15分 | 発動回数制限最大8回/月、継続時間最大2時間、発動インターバル最小12時間 |
| Free bids(R3) | 上げ下げ両方向 | 15分 | 前日段階で提供されるフレキシビリティ、kWh価格のみ入札、ΔkWの入札事前確保無し |
PJMの瞬動予備力市場の状況
概要
- PJMによると、2017年の瞬動予備力市場に参加したDRリソースは平均168か所（444MW）であり、1需要地点あたりの調整能力は2MWを超えている。
参加リソースの内訳
- 工場プロセスの調整がリソースの過半を占めており、他に自家発や空調、冷凍、照明、温水器も利用されている。
参加需要家数と調整容量
| 月 | 需要地数(箇所) | 参加規模(MW) |
|---|
| 1 | 173 | 511 |
| 2 | 179 | 517 |
| 3 | 182 | 517 |
| 4 | 180 | 481 |
| 5 | 180 | 473 |
| 6 | 161 | 360 |
| 7 | 160 | 359 |
| 8 | 157 | 355 |
| 9 | 159 | 433 |
| 10 | 160 | 436 |
| 11 | 160 | 438 |
| 12 | 161 | 444 |
| 平均 | 168 | 444 |
価格および総額
- 2017年において、DRリソースの総量は1,062,642MWhで、平均約定価格は約2.79$/MWh、約定総額は約3百万ドルとなった。
- 必要量に対するDRの比率は6~10%程度で、時間帯によっては必要量の20%以上がDRで賄われることがあった。
英国のFrequency Responseの調達状況
概要
- National Gridによると、2016年度のFrequency Response年間調達コストは以下の通りであった。
- 需要削減によるFFRは**£21万（1.9%）**
- 需要アグリゲーションによるFFRは**£12万（1.0%）**
月間調達コスト
以下のグラフは2016年4月から2017年3月までのFrequency Responseサービスの月間調達コストを示す。
Load Response(Non-BM)FCDM + Bilateral Optional
BM Optional Static response services
BM Optional Dynamic response services
Other(Non-BM) Static FFR
Load Response(Non-BM) Dynamic FFR
Generation: Balancing Support(Non-BM) Static FFR
BM Dynamic response energy
BM Dynamic FFR
Enhanced Frequency Response（EFR）について
概要
- 2015年にNational Gridは、従来の周波数応答サービスにEnhanced Frequency Response（EFR）を追加した。EFRは応答時間が1秒以下のリソースが対象で、主に蓄電池が使用される。
調達実績
- 2016年8月にEFRの公募入札を実施し、64の入札の中から8事業者の蓄電池を落札した。調達容量は合計201MWであり、総落札金額は**£6,600万**であった。
コスト削減効果
- 従来、周波数応答予備力の調達に年間**£1億6,000万〜£1億7,000万を拠出していたが、EFRの導入により4年間で計£2億**のコスト削減効果が見込まれている。
