EVと電力システムの統合に向けた検討方針
1. 資料の目的
本資料は、EV（電気自動車）等を電力システムで活用する際の、今後の検討方針を示すものである。
EVは、移動手段であると同時に、充放電を通じて電力系統に貢献できる分散型エネルギーリソースでもある。一方、EVや充電器の普及が進むと、同時充電による負荷増大や配電系統の混雑など、新たな課題が生じる可能性もある。
そのため、資料では以下を両立することが重要としている。
- EVユーザーが不便なく移動・充電できること
- EVを活用して電力システムの課題を解決すること
- 系統への貢献に応じてEVユーザーが対価を得られること
- EV・充電器の普及による系統課題を未然に回避すること
- EVの高付加価値化と関連産業の競争力を高めること
- エネルギーの安定供給を確保すること
2035年に国内の新車販売を全数電動車とする方針も踏まえ、EVや充放電器の普及後に対応するのではなく、普及段階から将来の影響や必要な対策を検討することが求められている。
2. EVを電力システムで活用する基本的な考え方
EVは、次のような複数の価値を持つものとして整理されている。
- 需要家の移動を支える重要なインフラ
- 電力系統に貢献する分散型エネルギーリソース
- カーボンニュートラル実現に向けた自動車産業の重要な選択肢
- EVユーザーにとっての移動手段、充電サービスなどの価値を持つ財
したがって、EVを電力システムに統合する際には、電力系統側の都合だけで充放電を制御するのではなく、移動ニーズやユーザーの利便性を維持する必要がある。
また、EV単体で活用するだけでなく、複数のEVや他の分散型リソースを束ねることで、より安定的に電力システムへ貢献できる可能性が示されている。
3. EVに期待される電力システムへの貢献
3.1 現在実現している活用
現時点では、EVは主に以下の用途で活用されている。
- BGにおける需給調整
- 災害時の給電
- EVを非常用電源として活用する
- 需要家や地域のレジリエンスを高める
3.2 今後期待される活用
将来的には、以下のような活用が議論されている。
- 需給調整市場での調整力の供出
- 配電系統における電圧調整
- 系統混雑の緩和
- 配電設備の増強回避
- 小売電気事業者による電力調達の最適化
- インバランスの回避
3.3 分野別のニーズとEVの貢献
| 分野 | 主なニーズ | EVによる貢献の可能性 |
|---|
| 系統 | 需給調整、需給バランスの確保 | 充放電による調整力の供出、充放電時間のピークシフト |
| 配電 | 電圧調整、混雑緩和、設備増強の回避 | 充放電制御による電圧調整、混雑緩和、増強回避 |
| 小売 | 電力調達、インバランスの回避 | 充放電時間のシフトによる電力調達の最適化 |
| 需要家 | 電気料金削減、レジリエンス向上 | ピークシフトによる料金削減、災害時の非常用電源 |
活用分野によって、制度・技術の検討状況は異なる。BGでの需給調整や災害時の給電では、既に一定の価値が発揮されている。一方、需給調整市場や配電系統での活用には、技術面・制度面の整備が必要である。
EVの系統への貢献は、電力システム側だけでなく、EVユーザーにとっても以下のメリットとなり得る。
- 充電時間のシフトによる電気料金の削減
- 系統への貢献に対する対価の取得
- 災害時の非常用電源としての利用
- EV保有へのインセンティブ
4. EV普及に伴う系統への影響
EVの普及は電力システムへの貢献をもたらす一方、充電需要の増大によって系統への負荷を高める可能性がある。
想定される主な課題
- 多数の急速充電器・超急速充電器が同時に稼働することによる負荷増大
- 高出力充電器による急激な負荷変動
- 多数のEVによる同時充電
- 配電系統における瞬時・多頻度・深刻な混雑
- 充電器の設置場所によっては系統設備の増強が必要となる可能性
- EVの利用予測と実際の利用のずれによるインバランス
- マンション等における通信環境や設置合意の確保
特に、超急速充電器は充電負荷が大きく、充電特性も急峻であるため、配電系統に大きな影響を与える可能性が高いとされている。一方、普通充電器や急速充電器は、現在の負荷管理で対応できる可能性が高いと整理されている。
ただし、EVの増加に伴う充電設備の増設が、系統にどの程度影響を与えるかについては、定量的な評価がなお不十分である。
5. 系統影響を抑制する施策の方向性
EV普及後に対策を講じるのではなく、将来のEV・充電器の設置状況を想定し、普及が進む段階から対策を進めることが重要である。
想定される施策は以下のとおりである。
- 充電器の適正配置
- 充電時間のピークシフト
- 充電タイミングをシフトできる機能の充電器への搭載
- 充電器への蓄電池の併設
- 一定条件下での充電制限
- 系統接続ルールの整備
- EV充電に適した電気料金の設定
系統接続ルールを厳しく設定すると、充電器の設置コストが増加し、EVの利便性を阻害する可能性がある。そのため、系統対策だけでなく、充電時間の変更などに参加するEVユーザーにもメリットが生じる電気料金制度や対価の仕組みを組み合わせることが論点となっている。
6. 制度・技術面で今後検討すべき5つの課題
① 需給調整市場における機器個別計測の活用
EV等のリソースについて、以下を検討する。
- どの需給調整市場の商品に適しているか
- 機器個別計測をどの範囲で適用できるか
② 需給調整市場における低圧リソースの活用
EVやV2H等の低圧リソースについて、需給調整市場で活用できる可能性を検討する。
- 低圧リソースの市場参加の可能性
- 活用に必要な制度・技術
- 費用対便益
現状では、需給調整市場にV2H等の低圧リソースが参加できないことが課題として指摘されている。
③ 配電系統における分散型リソースの活用
EV等が配電系統のニーズに応えられるかを検証する。
- 電圧調整への活用
- 系統混雑の緩和
- 配電設備の増強回避
- DERフレキシビリティ取引の可能性
NEDO実証等を通じて技術検証を継続する方針であり、以下の論点も整理が必要である。
- 費用を誰が負担するか
- 取引主体を誰とするか
- 複数用途での活用、いわゆるマルチユースをどう扱うか
- 配電情報をどのように連携するか
④ 関連データの取得・制御方法に関するルール整備
EVを電力システムで活用するためには、車両・充電器・電力系統間で必要な情報を取得し、適切に制御する仕組みが必要である。
検討対象は以下のとおりである。
- 制御対象
- 車両情報・充電器情報の取得方法
- 通信プロトコル
- データ規格
- 充放電の制御方法
経済産業省が作成を検討する充電インフラロードマップ等において、まず海外動向を調査する方針である。
⑤ 充放電器等のコスト低減
将来普及すべき機能を備えた充放電インフラの導入を進めるため、以下を検討する。
- 遠隔制御機能等を備えた機器の在り方
- 補助金等による導入促進
- 追加機能の導入に伴うコスト低減
7. データ・通信・運用面の課題
EVを分散型リソースとして活用するには、車両や充電器の状態を把握し、複数台を適切に制御する必要がある。しかし、現状では以下の課題がある。
- 車両情報をリアルタイムで取得することが難しい
- 複数台のEVを識別するためのID活用が進んでいない
- EVの電池残量データがV2H機器と連携していない場合、実態把握が難しい
- 各社で通信方式や充放電器の仕様が異なる
- オープン情報とクローズ情報を区分する仕組みが必要である
- EV単体では利用予測のずれがインバランスに直結する
- EVを群としてどの程度活用できるか検証が必要である
実証等を通じて、次の点を定量的に評価することも求められている。
- 日中にどの程度のEVが逆潮流できるか
- EVの活用が地域の配電系統にどの程度影響するか
- 複数のEVを群としてどの程度利用できるか
移動する車両に充放電を求めるためには、適切なインセンティブも必要である。特にEV単体では利用予測のずれが大きくなり得るため、複数のEVや他の分散型リソースを束ねるVPP等の仕組みが論点となる。
8. 関係者から示された主な課題
制度・ビジネス面
- EV単体では利用予測のずれがインバランスに反映され、需給調整リソースとして評価しにくい
- 複数の分散型リソースを束ねることで、地域規模のVPP市場を安定運用できる可能性がある
- V2H等の低圧リソースが需給調整市場に参加できない
- 複数のEVを設置しても、BCP時には1台当たり10kWまでしか出力接続できないという課題がある
- 移動する車両に充放電を求めるには、適切なインセンティブが必要である
充電事業・設備面
- 現状では、EV充電が充電事業者の収益につながりにくい
- EV導入が先行し、エネルギーマネジメント機能を備えたインフラの導入が後回しになっている
- EVが増加すると、安価な時間帯への一斉充電によって契約電力を超える可能性がある
- マンションでは、充電器設置に必要な管理組合の合意形成が難しい
- 地下駐車場等では通信が届かず、遠隔制御できない場合がある
活用が期待される車両
利用時間や運行予定を比較的把握しやすい、以下のような地域密着型・業務用車両が例として挙げられている。
- 郵便配達・宅配便の車両
- 運行時間が決まっているバス
- 公共車両
- 土日に利用されない高所作業車
- 工事会社や電力会社が保有する車両群
これらの車両を活用し、データ取得や系統への貢献可能量を定量的に評価することが期待されている。
9. 関係業界が連携する検討体制
EVと電力システムの統合には、自動車、充電器、電力、通信、データ等の複数分野が関係する。そのため、個別業界だけで課題を解決するのではなく、関係業界が互いの課題を解決し、全体最適につながる仕組みを検討する必要がある。
5項目の検討体制
| 区分 | 検討項目 | 位置付け |
|---|
| 需給調整 | 需給調整市場における機器個別計測の活用 | 本検討会で議論中 |
| 需給調整 | 需給調整市場における低圧リソースの活用 | 本検討会で議論中 |
| 配電 | 配電系統における分散型リソースの活用 | 本検討会で議論中 |
| 共通基盤 | EV等のデータ取得・制御方法に関するルール整備・統一 | 新たな検討の場で扱う対象 |
| 機器 | 充放電器等のコスト低減 | 補助金等で支援する方向 |
10. EVグリッドワーキンググループ（仮称）
設置の趣旨
資料では、関係業界が参加し、EVと電力システムの統合に向けた共通課題を検討する場として、来年度に「EVグリッドワーキンググループ（仮称）」を立ち上げる方針が示されている。
検討事項は以下のとおりである。
- 関係業界が互いの課題を解決し合える仕組み
- EV関連データの取得等に関するルール
- EVと電力システムの統合に必要な施策
- 普及段階から必要な対策を講じるための方策
検討結果は、来年度内を目途に取りまとめ、本検討会へ報告する予定である。
想定される参加者
| 分野 | 参加者 |
|---|
| 自動車 | 自動車メーカー |
| 機器 | 充放電器等の機器メーカー |
| サービス | 充電器サービス事業者 |
| 電力 | 一般送配電事業者、小売電気事業者 |
| エネルギーサービス | アグリゲーター |
| データ | データプラットフォーマー |
| 専門家 | 有識者、標準化に関する有識者 |
事務局は、資源エネルギー庁の電力・ガス事業部、省エネルギー・新エネルギー部、製造産業局自動車課、産業技術環境局国際電気標準課が担う案とされている。
整理が必要な役割・責任
検討にあたっては、EVや関連データ、取引の担い手を明確にする必要がある。
- EVを誰が所有するのか
- EVに関する情報を誰が保有するのか
- EVや関連情報を誰が取引するのか
- データの保有者と利用者をどのように連携させるのか
- 電力システムで活用するために、どの種類・粒度のデータが必要か
特に、EV関連データを扱うデータプラットフォーマーの出現が想定されており、TSO／DSO、小売電気事業者、アグリゲーター、自動車・充電器メーカー、EVを保有する需要家等との関係整理が課題となる。
11. 料金制度・実証による充電シフト
再生可能エネルギーの導入が進む地域では、再エネ余剰等によって卸市場価格が0.01円/kWhとなる時間帯が増加している。
これを背景として、資源エネルギー庁は令和2～4年度に「ダイナミックプライシングによる電動車の充電シフト実証事業」を実施した。
実証の仕組み
- 小売電気事業者が卸市場価格等に連動した料金を設定する
- 料金を通じてEVユーザーに充電時間の変更を促す
- 充電データ等を分析する
- 充電シフトの効果を検証する
この実証は、再エネ電気を最大限活用することを目的としたものである。料金制度は、系統負荷の抑制だけでなく、EVユーザーにとっての料金削減というメリットにもつながる施策として位置付けられている。
12. 海外の参考事例
12.1 IEA：通信プロトコルの標準化と部門横断の連携
IEAの報告書「Grid Integration of Electric Vehicles」（2022年12月）では、EVのグリッド統合に向けて、以下の4分野で提言が整理されている。
A. 電動モビリティへの移行に向けた機関の準備
- モビリティ・電力部門に加え、建設・不動産部門等も関与させる
- 学際的なワーキンググループを設置する
- 政策立案レベルで協力体制を構築する
- 部門横断的な調整窓口を設ける
B. EVが電力システムに与える影響の評価
- 電動化する車両の優先順位と充電ソリューションを定める
- 移動調査、GPS、充電データベース等を活用する
- 移動ニーズや充電パターンを把握する
- 車両、充電設備、利用者の嗜好、地域の移動パターンを踏まえて影響を評価する
C. グリッド統合施策の展開
- 系統負荷を軽減するよう充電ステーションを配置する
- ホスティング・キャパシティ・マップ等を活用する
- EVが提供する柔軟性を評価し、報酬を与える
- 必要な技術やビジネスモデルを整備する
- 標準化と相互運用性を強化し、アグリゲーションを促進する
D. 電力システム計画の改善
- 新たな接続需要が発生してから対応するのではなく、将来の拡張ニーズを先取りする
- 電力セクターのシナリオや計画にEVの価値を反映する
また、IEAは、EV、EVSE（充電設備）、電力系統の間の通信プロトコル標準化を推奨している。これにより、車種にかかわらず管理された充電を行いやすくなり、系統向けサービスに活用できるEVの範囲を広げられると整理されている。
12.2 ノルウェー：充電器データベース「NOBIL」
ノルウェーのNOBILは、EVユーザーや充電事業者等から情報を集め、充電器に関する主要データを公開するデータベースである。
| 項目 | 内容 |
|---|
| 開発・維持 | Norwegian Electric Vehicle Association |
| 所有権 | Enova |
| カバー範囲 | 約3,500充電ステーション、25,000以上の充電ポイント |
| 公開情報 | コネクタ種類、充電容量、位置、写真、利用可能性、技術情報等 |
| データ連携 | APIを通じてウェブサービスやモバイルアプリ等と連携 |
政府機関であるEnovaが資金を提供し、公的所有権を確保する一方、NOBILのデータを利用したサービス開発は市場に委ねられている。
12.3 英国：スマート充電器の要件
英国では、2022年6月末から、家庭・職場向けに販売される対象充電器に、以下の要件が義務付けられている。
- 遠隔で情報を送受信する機能
- 信号に応じて充電速度または充電時間を調整する機能
- 需要応答サービスへの対応
- 電力会社を変更してもスマート機能を維持する相互運用性
- 通信切断時にも充電を継続する機能
- サイバーセキュリティ要件への適合
- 充電電力量等の測定・表示
- オフピーク時間帯を初期設定とする機能
- 充電開始をランダムに遅延させる機能
12.4 米国：ホスティング・キャパシティ・マップ
米国のニュージャージー州等では、電力系統の空き容量を示すホスティング・キャパシティ・マップを作成・公開している。
このマップは、既存負荷、ネットワーク容量、配電会社の性能要件等を踏まえ、充電ステーションの接続可能性を示すものである。特に電力需要の大きい充電ステーションの設置場所を検討する際の指針となる。
12.5 英国：急速充電器への蓄電池併設
英国では、系統の供給力が十分でない地域にも急速充電インフラを整備するため、蓄電池の併設が計画されている。
- 系統が混雑していない時間帯に蓄電池へ充電する
- 混雑時に蓄電池から急速充電器へ電力を供給する
- 急速充電器を系統から直接供給できるようになるまでの対応として、約200の蓄電システムを導入する計画である
12.6 カリフォルニア：VGI Working Group
カリフォルニアでは、CAISO、CEC、CPUC等の共同機関が、EVのグリッド統合であるVGI（Vehicle-Grid Integration）を支援する政策を策定している。
政策立案に貢献する場としてVGI Working Groupが設置され、以下の事項が検討された。
- 現時点で価値を提供できるVGIのユースケース
- その価値の捉え方
- 将来のユースケース展開に必要な政策変更・政策導入
- 他の蓄電設備や分散型エネルギーリソースと比較したVGIの価値
自動車メーカー、電力会社、系統運用者、規制機関、アグリゲーター、充電器メーカー、交通事業者、研究機関等が参加しており、業種横断で検討する体制の事例となっている。
13. 資料が示す全体的な進め方
本資料では、EVの普及を電力システムとの統合につなげるため、次の手順で検討を進める方向性が示されている。
- 需給調整、配電系統、データ、通信、機器コスト等の個別課題を整理する
- EV・充電器の普及段階から、将来の系統影響を定量的に評価する
- 需給調整市場や配電系統でEVを活用するための制度・技術を検討する
- EV関連データの取得方法、通信プロトコル、制御方法等の共通ルールを整備する
- 充電器の適正配置、蓄電池併設、料金制度等により系統負荷を抑制する
- EVユーザーが利便性を維持し、貢献に応じた対価を得られる仕組みを構築する
- 関係業界が参加する**EVグリッドワーキンググループ（仮称）**で検討を深める
- 検討結果を来年度内を目途に取りまとめ、本検討会へ報告する
以上のように、本資料は、EVを単なる電力需要として扱うのではなく、移動サービスとしての価値を維持しながら、需給調整、配電系統運用、再生可能エネルギーの活用、災害時の電源等に役立つ分散型リソースとして活用するための制度・技術・ビジネスモデルを、関係業界が共同で検討する方向性を示すものである。
