次世代送電網『スマートグリッド』は再エネの弱点を補う？カーボンニュートラルの観点から解説
パリ協定で定められた「世界の気温上昇を産業革命前に比べ1.5度までに抑える」を達成するための指標として、先進国では「2050年までにCO2排出量をゼロにする」ことが目標になっています。これがいわゆるカーボンニュートラルですが、日本でも段階的な目標として2030年までにCO2排出量を46％削減することを目指しています。TOMORUBAの連載「カーボンニュートラル達成への道」では、各業界がどのように脱炭素に向けた取り組みをしているのか追いかけていきます。
今回取り上げるテーマは「スマートグリッド」です。近年、グリーンエネルギーへの世界的な移行が進む中、エネルギーの供給と消費を最適化するスマートグリッドの技術が注目を集めています。この技術は、電力供給と需要の間のバランスを取りながら、エネルギー効率を向上させ、再生可能エネルギーの利用を促進する役割を果たします。
今後、再生エネの利用が増えることが予想されますが、その影響で電力供給の不安定性が増す可能性があります。このような状況では、スマートグリッドのような技術がエネルギー供給の安定化と電力の効率的な使用に対して有効な手段となるポテンシャルを秘めています。スマートグリッドとはどのような技術なのか、解説していきます。
スマートグリッドの特徴は災害時のレジリエンスと、再エネの弱点を補う電力配分
スマートグリッド（次世代送電網：Smart Grid）とは、デジタル技術を活用して電力網をリアルタイムに最適化することでエネルギーの浪費を削減し、供給の信頼性を向上させるシステムです。スマートグリッドの大きな特徴はふたつあり、ひとつは電力供給をより柔軟に管理することで災害時の復旧を迅速に行えるレジリエンス性、もうひとつは需要に応じて発電施設からの電力を効率よく配分できるなどといった特徴があります。
スマートグリッドを導入することで災害時には、損傷箇所を迅速に特定することができますし、再エネなど電源を分散しているため特定の電源が損傷した場合も他の電源で供給を補填することができます。また、電力の供給が少なくなったときには医療施設など重要度の高い場所を優先して電力供給することも可能なことから、レジリエンス性に優れている技術です。
さらに、需要に応じて発電施設から電力配分をできることで、太陽光発電や風力発電といった天候や気候に左右される再エネの弱点を補うことが可能になります。
再エネ先進国の日本はスマートグリッド導入に向けてアドバンテージがある
前述したとおり、スマートグリッドは再エネを社会実装するために重要な役割を果たしています。EUが描いているシナリオによると、日本国内では2050年までに全世界の電力の約81〜85%が再エネに置き変わると予測しています。
国際エネルギー機関（IEA）の分析によると、日本は再エネ導入容量は世界第6位、このうち太陽光発電容量は世界第3位、さらに発電電力量について、この6年間で約3倍という世界トップクラスの増加スピードを誇っています。
要するに現状では日本は再エネ先進国であるため、スマートグリッド導入に向けてアドバンテージを持っている状態だと言えます。
テスラや日立など、国内でも導入事例が増えている
国内でもスマートグリッドは社会実装が進んでおり、有力な導入事例が増えてきています。米国の自動車大手テスラは家庭用蓄電池を利用したスマートグリッドの一種である「バーチャルパワープラント（VPP）」を展開しています。
VPPは多拠点にある多様なエネルギー資源を束ねて「仮想発電所」として運用するシステムで、自宅にテスラの家庭用蓄電池『PowerWall』を導入済みであればこのネットワークに参加することができます。VPPに参加しているユーザーは電力の使用状況をアプリで確認することができ、電力が安いときに充電、高い時には放電（売却）して報酬を得ることも可能になります。もちろん、台風などの災害時には自宅の充電池から電力を供給し停電を防ぐこともできます。
テスラは沖縄県宮古島をスマートグリッドの実証実験フィールドとして展開しており、家庭用蓄電池を利用した商業用のVPPとしては現在、日本トップクラスの規模となっています。
参照ページ：Powerwallによるバーチャルパワープラント「宮古島VPP」が日本最大級に。 | テスラ ジャパン
また、日立ではスマートグリッド事業の『電力系統解析サービス』の展開を本格化させています。
出典：電力系統解析サービスとは
電力設備に関する課題を持つ事業者に対して検討段階からシミュレーション、提案までをワンストップで行うサービスです。導入することでコストカットや生産性向上が期待されます。また、事故事例などを参考にしながら疑似体験ができる研修プログラムとしても活用されています。
導入事例も増えてきており、今後も幅広い分野での活用が期待されています。
【編集後記】スマートグリッドは再エネ躍進のキーワード
スマートグリッドは災害時のレジリエンスとエネルギー利用の最適化、このふたつが大きなメリットとなります。カーボンニュートラルの観点からは、エネルギー利用が最適化されることで、電力供給が安定しない再エネの弱点を補う武器となるでしょう。導入事例も増えていますし、ここから加速度的に普及していくことを期待したいです。
（TOMORUBA編集部 久野太一）
■連載一覧
第1回：地球の持続可能性を占うカーボンニュートラル達成への道。各国の目標や関連分野などの基礎知識
第2回：カーボンニュートラルに「全力チャレンジ」する自動車業界のマイルストーンとイノベーションの種
第3回：もう改善余地がない？カーボンニュートラル達成のために産業部門に課された高いハードルとは
第4回：カーボンニュートラル実現のために、家庭や業務はどう変わる？キーワードは省エネ・エネルギー転換・データ駆動型社会
第5回：圧倒的なCO2排出量かつ電力構成比トップの火力発電。カーボンニュートラルに向けた戦略とは
第6回：カーボンニュートラルに向けた原子力をめぐる政策と、日本独自の事情を加味した落とし所とは
第7回：カーボンニュートラルに欠かせない再生可能エネルギー。国内で主軸になる二つの発電方法
第8回：必ずCO2を排出してしまうコンクリート・セメントを代替する「カーボンネガティブコンクリート」とは？
第9回：ポテンシャルの高い洋上風力発電がヨーロッパで主流でも日本で出遅れている理由は？
第10回：成長スピードが課題。太陽光・風力発電の効果を最大化する「蓄電池」の現状とは
第11回：ロシアのエネルギー資源と経済制裁はカーボンニュートラルにどのような影響を与えるか？
第12回：水素燃料電池車（FCV）は“失敗”ではなく急成長中！水素バス・水素電車はどのように社会実装が進んでいる？
第13回：国内CO2排出量の14％を占める鉄鋼業。カーボンニュートラル実現に向けた課題と期待の新技術「COURSE50」とは
第14回：プラスチックのリサイクルで出遅れる日本。知られていない国内基準と国際基準の違いとは
第15回：カーボンニュートラルを実現したらガス業界はどうなる？ガス業界が描く3つのシナリオとは
第16回：実は世界3位の地熱発電資源を保有する日本！優秀なベースロード電源としてのポテンシャルとは
第17回：牛の“げっぷ”が畜産で最大の課題。CO2の28倍の温室効果を持つメタン削減の道筋は？
第18回：回収したCO2を資源にする「メタネーション」が火力発電やガス業界に与える影響は？
第19回：カーボンニュートラル達成に向け、なぜ「政策」が重要なのか？米・独・英の特徴的な政策とは【各国の政策：前編】
第20回：カーボンニュートラル達成に向け、なぜ「政策」が重要なのか？仏・中・ポーランドの特徴的な政策とは【各国の政策：後編】
第21回：海水をCO2回収タンクにする「海のカーボンニュートラル」の新技術とは？
第22回：ビル・ゲイツ氏が提唱する「グリーンプレミアム」とは？カーボンニュートラルを理解するための重要な指標
第23回：内閣府が初公表し注目される、環境対策を考慮した「グリーンGDP」はGDPに代わる指標となるか？
第24回：カーボンニュートラルの「知財」はなぜ重要か？日本が知財競争力1位となった4分野とは
第25回：再エネ資源の宝庫であるアフリカ。カーボンニュートラルの現状とポテンシャルは？
第26回：「ゼロ・エミッション火力プラント」の巨大なインパクト。圧倒的なCO2排出を占める火力発電をどうやって“ゼロ”にするのか？
第27回：消費者の行動変容を促す「カーボンフットプリント」は、なぜカーボンニュートラル達成のために重要なのか
第28回：脱炭素ドミノを目指す「地域脱炭素ロードマップ」と「脱炭素先行地域」の戦略とは？
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第30回：『SAF』なら燃焼しても実質CO2排出ゼロ？廃食油をリサイクルして製造する次世代型航空燃料とは
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