次世代分散型電力システムにおけるDR・料金型DRの整理
1. 資料の目的
本資料は、次世代分散型電力システムの検討に向けて、デマンド・レスポンス（DR）の国内外の事例を整理したものである。
主な対象は以下のとおりである。
- DRの契約形態と収益源
- 国内におけるDRサービスの事例
- 海外における料金型DRの事例
- TOU（時間帯別料金）
- CPP（クリティカルピーク料金）
- RTP（リアルタイムプライシング）
- 料金型DRの普及が進むカリフォルニア州およびイギリスの制度・普及方法
2. DRの契約形態と収益源
2.1 契約形態
DRは、需要家との契約形態によって、需要削減の確実性（Dispatchability）が異なる。一般に、料金によって需要家の行動を誘導する方式から、設備の制御権を第三者に譲渡する方式に向かうほど、DRの確実性は高くなる。
| 類型 | 概要 | DRの確実性 |
|---|
| TOU | 時間帯ごとに異なる電気料金を設定する | 低 |
| CPP | 需給ひっ迫時など、特定時間帯に高い料金を設定する | 低～中 |
| RTP | 需給状況や卸電力市場価格に応じて料金を変動させる | 中 |
| 非コミット型リベート | 需要削減を事前に約束せず、実際に削減できた場合に報酬を支払う | 中 |
| コミット型リベート | 需要削減をあらかじめ約束し、必要時に削減を依頼する | 中～高 |
| 制御権譲渡 | 設備の制御権をアグリゲーター等に譲渡し、必要時に制御する | 高 |
2.2 主な収益源
アグリゲーターや小売電気事業者にとっての収益源として、資料では以下が挙げられている。
- 容量市場
- 卸電力市場
- 配電事業者からのフレキシビリティ調達
- インバランスの低減
- 電力調達コストの低減
- 容量拠出金の低減
- 需要家の電気料金削減
契約形態と収益源は、一定程度結び付いて選択されるものとして整理されている。一方、関連する市場については、資料では「市場自体の立ち上がりは先」とされている。
3. 国内のDRサービス事例
国内事例では、料金によって需要を誘導するTOU・RTP、削減実績に応じて報酬を支払うリベート型、機器を遠隔制御する制御権型DRが確認されている。
3.1 TOU：アイ・グリッド・ソリューションズ「スマ電CO2ゼロ」
家庭向けに、太陽光発電の発電量が増える9～15時の電力量料金を割安にする料金メニューである。
主な特徴は以下のとおりである。
- 日中時間帯の料金を通常より約10％割安に設定
- 基本料金は0円
- 使用量に応じた電力量料金のみを支払う
- グループが保有する太陽光発電所の余剰電力を活用
- 日中への需要シフトにより、太陽光発電の余剰電力を活用する
| 電力エリア | 昼間時間 | その他時間 |
|---|
| 東北電力エリア | 27.70円/kWh | 30.80円/kWh |
| 東京電力エリア | 26.90円/kWh | 29.90円/kWh |
| 中部電力エリア | 26.90円/kWh | 29.90円/kWh |
| 北陸電力エリア | 22.90円/kWh | 25.50円/kWh |
| 関西電力エリア | 22.90円/kWh | 25.50円/kWh |
| 中国電力エリア | 23.90円/kWh | 26.60円/kWh |
| 四国電力エリア | 24.40円/kWh | 27.30円/kWh |
| 九州電力エリア | 25.10円/kWh | 27.90円/kWh |
3.2 RTP：Looop「スマートタイムONE」
Looopは、2022年12月からリアルタイムプライシング型の「スマートタイムONE」を提供している。
- 電源料金がJEPX価格に連動
- 電気料金の単価が30分ごとに変動
- 基本料金は0円
- 蓄電池等を活用し、料金の安い時間帯へ需要をシフトできる
市場価格が比較的落ち着く春・秋には、固定単価の料金プランより安くなる場合がある。一方、夏・冬など市場価格が高騰する時期には、固定単価のプランより高くなるリスクがある。
スマートタイムONEは、市場価格の変動を需要家が直接受ける料金メニューである。
3.3 非コミット型リベート：国の「節電プログラム」
国が支援する節電プログラムでは、需要家が所定の電力使用量削減を達成すると、ポイント等の特典を受け取ることができる。削減を達成できなかった場合のペナルティはない。
| 種類 | 削減の単位 | 達成条件・特典 |
|---|
| 月間型 | kWh | 前年同月比で3％以上削減。低圧は月額1,000円相当、高圧・特高は2万円相当 |
| 指定時型 | kW | 指定日時にベースライン比で削減。削減量に応じて特典を付与し、上限は40円/kWhの同額上乗せ |
3.4 非コミット型リベート：九州電力のチャレンジ
九州電力は、スマートフォンアプリを活用し、需要を増やす上げDRと需要を減らす下げDRの双方を実施している。
| サービス | DRの方向 | 実施内容 | 2023年の実施期間 |
|---|
| 使ってお得・エコチャレンジ | 上げDR | 太陽光発電の供給が需要を上回りやすい時間帯に電気を使う | 4月25日～6月30日 |
| 節電チャレンジ | 下げDR | 需要が多く、太陽光発電の供給が減少する夕方等に節電する | 7月1日～9月30日 |
需要家は、九電ecoアプリで前日に案内を受け、チャレンジにエントリーする。指定時間帯に需要をシフトし、成功するとPayPayポイントが付与される。
3.5 制御権型DR：ENECHANGE「スマートデバイス型DR」
ENECHANGEは、小売電気事業者向けにDRプラットフォームを提供している。2021年にはサミットエナジーと協業し、スマートリモコンやスマートプラグを活用した実証を行った。
実施の流れは以下のとおりである。
- 需要家がスマートリモコンやスマートプラグを設置する
- DR発動日の前日に、メールやLINE等で実施時間が通知される
- DR時間帯にエアコン等の対象機器を自動制御する
- 制御による需要変化量、すなわちネガワットを確認する
- 変化量等に応じてポイントやインセンティブを受け取る
2022年冬の実証では、エアコンの暖房運転を20℃設定に遠隔設定し、DR指令時間帯のデマンド削減量は0.1～0.35kWh／コマであった。
4. 海外における料金型DRの普及状況
海外調査では、需要家への料金シグナルによって電力使用時間を誘導する料金型DRを対象としている。主な対象はTOU、CPP、RTPである。
2020年6月時点の主な提供方法と参加状況は以下のとおりである。
| 国・州・地域 | 料金タイプ | 提供方法 | 参加状況 |
|---|
| Arizona | TOU | オプトイン | APS：57％、SRP：36％ |
| California | TOU | デフォルト化 | 75～90％程度 |
| Colorado（Fort Collins） | TOU | 義務 | 100％ |
| Illinois | RTP | オプトイン | 50,000件 |
| Maryland | PTR | デフォルト | 80％ |
| Michigan | TOU | デフォルト化 | 75～90％程度 |
| Oklahoma | VPP | オプトイン | 20％、130,000件 |
| Canada（Ontario） | TOU | デフォルト | 90％、360万件 |
| France | TOU | オプトイン | 50％ |
| Great Britain | TOU | オプトイン | 13％、350万件 |
| Hong Kong | PTR | オプトイン | 27,000件 |
| Italy | TOU | デフォルト | 75～90％程度 |
| Spain | RTP | デフォルト | 40％ |
なお、75～90％程度とされる参加率は、資料上、過去の傾向に基づく推定値である。
5. カリフォルニア州
カリフォルニア州では、制度的な措置によって家庭向けTOUの普及を促進している。また、2023年4月1日からは、大手電力会社等に対して、少なくとも1時間ごとに変動する小売料金の提供が求められている。
5.1 料金メニューの類型
| 類型 | 概要 |
|---|
| 固定型料金 | 時間帯にかかわらず一律の単価を設定 |
| TOU | 時間帯に応じて複数段階の単価を設定 |
| CPP | 需給ひっ迫時などに高い単価を設定 |
| RTP | 各コマの卸価格に連動して単価を設定 |
| EV向けTOU | EV充電向けに夜間等の単価を安く設定 |
EV向けTOUの一部では、EV充電専用メーターの設置が必要である。
5.2 主な制度・施策
| 制度・施策 | 時期 | 主な内容 |
|---|
| Residential Rate Reform | 2015～2019年 | 段階料金の価格差を是正し、大手電力会社にTOU移行を義務付け。移行後は顧客に選択権を付与 |
| TOU Pilot Program | 2016～2017年 | 住宅向けTOUをオプトインで実証し、需要削減や支払額への影響を検証 |
| Load Management Standards | 2022年採択、2023年4月1日施行 | 大手電力会社等に時間変動料金の開発・提供、料金情報の更新、第三者サービスへの情報アクセス支援等を義務付け |
Residential Rate Reformにより、従来4段階であった段階料金は2段階料金へ整理された。
5.3 TOU Pilot Program
TOU Pilot Programでは、PG&E、SCE、SDG&Eの大手3社が参加し、各社が複数のTOUメニューを用意した。各メニューには5万世帯以上を割り当て、需要家は選択バイアスを排除するため無作為に割り当てられた。
検証項目は以下のとおりである。
- ピーク時のデマンド削減
- 需要家の支払額
- 顧客離脱率
- 気候地帯や所得層などによる影響の違い
需要削減効果
詳細な実証結果では、ピーク時間帯の需要削減率は概ね**3～6％**であった。多くの料金メニューで、冬季より夏季の削減率・削減kWが大きかった。
| 電力会社 | 料金メニュー | 2016年夏季 | 2016/17年冬季 | 2017年夏季 |
|---|
| PG&E | Rate 1 | 5.8% | 3.6% | 5.3% |
| PG&E | Rate 2 | 6.1% | 3.6% | 3.8% |
| PG&E | Rate 3 | 5.5% | 3.5% | 5.6% |
| SCE | Rate 1 | 4.4% | 1.4% | 3.6% |
| SCE | Rate 2 | 4.2% | 2.9% | 4.1% |
| SCE | Rate 3 | 2.7% | 3.2% | 4.0% |
| SDG&E | Rate 1 | 5.4% | 2.3% | 4.6% |
| SDG&E | Rate 2 | 4.6% | 1.7% | 4.1% |
料金差の大小と、削減率・削減kWとの間には、明確な傾向はみられなかった。
なお、資料の別の整理にはピーク時デマンド削減効果を**約36％とする記載もあるが、TOU Pilot Programの詳細表および結果整理では約3～6％**とされている。本資料では、実証結果として具体的に示された3～6％を中心に整理する。
支払額への影響
TOU導入により、夏季の支払額は通常料金より増加した一方、年間支払額はほとんどの顧客でわずかに減少した。
- 夏季の支払額は、通常料金より約5～40ドル高い
- 夏季の増加幅は、概ね以下の順で大きい
暑い気候地帯 ＞ 穏やかな気候地帯 ＞ 涼しい気候地帯
- 年間支払額は、3社を通じてほとんどの顧客でわずかに減少
- 暑い気候地帯では、季節ごとの支払額の変動が大きい
顧客離脱率
顧客離脱率は、電力会社、料金メニュー、サービス地域、気候地帯、顧客セグメントなどによって異なった。
| 電力会社 | 離脱率の範囲 |
|---|
| PG&E | 1～10％ |
| SCE | 0.5～14％ |
| SDG&E | 1～3.9％ |
細かなセグメント別では、離脱率は概ね1～15％程度である。気候地帯別では、暑い地域ほど離脱率が高かった。
所得層による傾向は電力会社ごとに異なる。
- PG&Eでは、低所得者層より高所得者層の離脱率が高い
- SCEでは、高所得者層より低所得者層の離脱率が高い
- 暑い気候地帯では、ピーク料金が高いメニューほど離脱率が高い傾向が示された
- CAREは、低所得者向けの料金支援プログラムである
5.4 パイロット料金の設計
各電力会社は、複数の料金メニューを用意し、ピーク時間帯や季節ごとの料金区分を変えていた。
PG&E
| 料金メニュー | 主な特徴 | 夏季ピーク料金 |
|---|
| Rate 1 | 比較的単純なピーク・オフピーク構成。平日16～21時が主なピーク | 41.0 |
| Rate 2 | 夏季にPartial-Peakを設定 | 43.5 |
| Rate 3 | 春季にSuper Off-Peakを設定 | 55.6 |
SCE
| 料金メニュー | 主な特徴 | 夏季の高料金帯 |
|---|
| Rate 1 | Super Off-Peak、Off-Peak、Peakを設定 | 34.8 |
| Rate 2 | Rate 1より高いピーク料金 | 55.2 |
| Rate 3 | Super On-Peak等、季節・曜日による区分が多い | 37.0 |
SDG&E
| 料金メニュー | 主な特徴 | 夏季ピーク料金 | 冬季ピーク料金 |
|---|
| Rate 1 | Super Off-Peak、Off-Peak、Peakの3区分 | 62 | 41 |
| Rate 2 | Off-PeakとPeakの2区分 | 62 | 41 |
5.5 RTP提供義務と想定便益
2022年10月に採択された2022 Load Management Standardsにより、2023年4月1日から、PG&E、SCE、SDG&E、SMUD、Los Angeles Water and Power、大規模CCAなどが対象となった。
主な義務は以下のとおりである。
- 少なくとも1時間ごとに変動する小売料金を開発・提供
- MIDASデータベースに時間変動料金を提供・更新
- 第三者サービスが顧客の料金情報にアクセスするための標準ツールを開発
- 時間帯別料金や自動化技術に関する顧客教育・アウトリーチを実施
資料では、この制度により、以下の便益が想定されている。
- 緊急時に自動的な負荷シフトを促し、系統の信頼性を向上
- 電力価格、GHG排出原単位、フレックスアラート等に応じた機器の自動制御
- 建物性能の最適化
- 夏季ピーク時のエネルギー使用量を約120GWh削減
- 2,400万ドルのコストにより、15年間で消費者に合計2億6,700万ドルを節約
5.6 PG&Eにおける普及状況
PG&Eでは、2021年時点で料金型DRへの参加世帯は総世帯の約半数であった。家庭用総メーター数は491万世帯とされている。
2020年10月から2022年にかけて、多くの顧客がTOUへ自動的に移行されたため、資料では現在の参加率は2021年時点より高くなっていると見込んでいる。
6. イギリス
イギリスでは、カリフォルニア州のように制度によって家庭全体をTOUへ移行させるのではなく、小売事業者が個別の料金メニューを提供している。
6.1 主な料金メニュー
| 料金メニュー | 特徴 |
|---|
| Fixed tariff | 固定料金型 |
| Standard Variable Tariff（SVT） | 一律単価だが、市場状況に応じて定期的に変更 |
| Economy7・Economy10 | 時間帯別料金 |
| CPP | クリティカルピーク料金 |
| RTP | リアルタイムプライシング |
| EV tariff | EV向け時間帯別料金 |
イギリスではSVTが主流である。Economy7・Economy10は従来型のTOUとして存在するが、新規契約を受け付ける事業者は限られ、契約顧客数は減少している。
6.2 Economy7・Economy10
- Economy7は7時間の夜間料金を設定
- Economy10は10時間のオフピーク料金を設定
- 対応する計量器を用いて時間帯別に使用量を計量する
- 新規契約を受け付ける事業者は限定的である
EDFの料金例は以下のとおりである。
| 料金メニュー | 基本料金 | 昼間・ピーク料金 | 夜間・オフピーク料金 |
|---|
| Economy7 | 33.25ペンス／日 | 50.60ペンス／kWh | 14.56ペンス／kWh |
| Economy10 | 33.25ペンス／日 | 62.07ペンス／kWh | 14.56ペンス／kWh |
Economy7の減少要因として、資料では以下が挙げられている。
- 前提となる蓄熱暖房の利用世帯が減少
- 蓄熱暖房の利用者にとっても、必ずしも望ましい料金メニューではないことが判明
- 蓄熱暖房から電気暖房への移行が進展
蓄熱暖房住宅の割合は、以下のように減少している。
| 年 | 蓄熱暖房住宅の割合 |
|---|
| 1996年 | 8.0％ |
| 2013年 | 6.1％ |
| 2017年 | 5.1％ |
6.3 EV向けTOU
イギリスでは、EV向け料金が比較的多く提供されている。多くはEVの充電だけでなく、EVを保有する家庭全体を対象とした料金メニューである。
| 事業者 | メニュー | オフピーク時間・料金の例 | 主な加入条件 |
|---|
| British Gas | Electric vehicle tariffs | 0～5時、9.4ペンス／kWh | 自宅充電可能なEV、スマートメーター |
| EDF Energy | GoElectric Overnight | 冬季0～5時、夏季1～6時、8ペンス／kWh | 自宅充電可能なEV、対応スマートメーター |
| E.ON Next | Next Drive | 0～7時、9.5ペンス／kWh | 自宅充電可能なEV、スマートメーター |
| Octopus Energy | Octopus Go | 0時30分～4時30分、9.5ペンス／kWh | 自宅充電可能なEV、対応スマートメーター |
| OVO Energy等 | Charge Anytime | EV充電分を常時10ペンス／kWh | 対応スマートメーター、EVまたは充電器 |
Charge Anytimeは時間帯にかかわらず同一単価であるため、厳密にはTOUではないが、EV向けメニューとして資料に含まれている。
6.4 RTP：Agile Octopus
Octopus Energyの「Agile Octopus」では、30分ごとに小売価格が設定される。
- 毎日通常16時頃に、翌日の24時間分、48コマの料金を公表
- スマートメーターの保有が加入条件
- 2023年7月時点の価格上限は100ペンス／kWh
- EVや蓄熱式設備を保有し、ピーク時間帯から需要を移行できる需要家が主な対象
卸電力価格がネガティブとなるタイミングには、使用電力量に対する報酬を受け取れる「Plunge Pricing」も導入されている。需要家にはSMSやアプリで通知される。
7. カリフォルニア州とイギリスの比較
| 比較項目 | カリフォルニア州 | イギリス |
|---|
| TOU導入の主体 | 制度的措置により導入を推進 | 小売事業者が中心 |
| 家庭全般向けTOU | デフォルト化により普及 | Economy7・Economy10は存在するが縮小傾向 |
| EV向けTOU | 提供が進展 | 各小売事業者が複数メニューを提供 |
| RTP | 2023年4月1日から大手電力会社等に提供を求める | 一部の小売事業者が提供 |
| 普及方法 | TOU移行義務化、デフォルト化、RTP提供義務化 | 小売事業者による任意提供 |
| 料金型DRの特徴 | 家庭全体を対象とする制度的普及 | EVや蓄熱設備など、特定の需要家を対象とするメニューが中心 |
| 実証で確認された効果 | ピーク時デマンドを概ね3～6％削減 | 資料では、料金型DRの普及は限定的と整理 |
8. 資料全体からの整理
本資料では、DRを、料金による需要誘導から設備の自動制御まで、需要削減の確実性に応じて整理している。国内では、太陽光発電の余剰電力活用を目的とした上げDR、市場価格に連動するRTP、節電実績に応じたリベート、スマート機器を用いた制御権型DRなど、多様なサービスが提供されている。
海外の料金型DRについては、カリフォルニア州とイギリスで普及方法に違いがある。
-
カリフォルニア州
- TOUへの移行義務化やデフォルト化により、家庭全体への普及を進めている
- TOU実証では、ピーク時デマンドが概ね3～6％削減された
- 夏季の削減効果は冬季より大きい
- 夏季の支払額や顧客離脱率は、特に暑い気候地帯で大きくなった
- 2023年4月1日から、一定の大手電力会社等に時間変動料金の提供を求めている
-
イギリス
- 従来型のEconomy7・Economy10は縮小傾向にある
- 一方で、EV保有者向けTOUや、Agile OctopusのようなRTPが提供されている
- 料金型DRは、小売事業者による個別メニューを通じて展開されている
- カリフォルニア州のような、家庭全体への移行義務化を軸とする普及策は資料上確認されていない
したがって、資料の中心的な整理は、カリフォルニア州が制度・義務化を軸にTOUおよびRTPを家庭全体へ普及させているのに対し、イギリスでは小売事業者がEV保有者など特定の需要家に向けて料金型DRを提供しているという違いである。
