今冬の電力需給ひっ迫のなかで政府は、節電要請を進めるなど、電力の需給バランス維持に注力しています。
今回は、需給バランス維持に資する取り組みとして、国の支援による実証事業などが進められてきた「仮想発電所（VPP）」についてご紹介します。
変化する需給の関係
電気はその性質上貯めておくことが難しく、使う量とつくる量を常に同じにしておく必要があります。これを電気の同時同量の原則といいます。このバランスが崩れると電気の品質の一つである周波数が不安定になり、時には停電を引き起こしてしまうこともあります。
そのため、発電事業者は需要量を予測して発電していますが、需要を完全に予測することは困難で、瞬間的に発電量を増やすなど、常にその動きを見極めながら、需給バランスを調整しています。
（『イチから学ぼう デンキのキホン』編集 日本テクノより）
一方で、再生可能エネルギーの利用拡大、蓄電技術の向上などにより、これまで電力システムの命題とされてきた「電気を必要なときに必要な人に安定的に届ける」という一方通行の電気の流れに変化がみられるようになりました。供給側だけでなく、企業や家庭など需要家側でも電力のバランスを調整して、みんなで電気をムダなく効率的に使っていこうという動きが出てきたのです。
そうした状況を実現するエネルギーマネジメントのひとつとして「仮想発電所（VPP）」の仕組みがあります。2016年より国による支援のもと実証事業などが進められてきました。
電気を分け合うVPPの仕組み
VPPとはバーチャルパワープラント（Virtual Power Plant）の略。一般的に発電所といえば、火力発電所や原子力発電所のような発電施設を指します。しかしVPPでは発電設備のほかにも、蓄電池やEV（電気自動車）、家庭の機器類、企業の生産設備（工場）などもエネルギーリソースであると考えます。一定エリア内の「電気が余りそう」「電気が足りない」といった状況を一括で管理して、「発電」「蓄電」「需要」のそれぞれが、発電量や使う量を調整したり分け合ったりすることで、あたかも一つの発電所のように機能させる仕組みです。
VPPのエネルギーリソースは多岐にわたります。たとえば太陽光発電はもちろん、家庭用燃料電池やヒートポンプ。蓄電池の充電・放電。ＥＶの充電・放電。工場の生産設備の稼働を、電力の需給状況に合わせて調整するデマンドレスポンス（DR）もエネルギーリソースのひとつ。エアコンや照明などの使用を控える省エネも同様です。
エネルギーリソースの一つひとつの規模は小さいですが、VPPではIoT（モノのインターネット）を活用し、これらリソースをひとつに束ねて制御することで、電力の需給バランスを調整するのです。
（経済産業省・資源エネルギー庁Webサイトより）
アグリゲーターの役割
VPPでは、発電側と需要家の間に立ち、エネルギーリソースの管理を行う2種類の「アグリゲーター」が存在します。
ひとつはリソースアグリゲーター。これは、需要家と直接契約を結び一つひとつのエネルギーリソースの制御を行う事業者のことです。またもうひとつはアグリゲーションコーディネーター。リソースアグリゲーターが制御した電力量をさらに束ねて、一般送配電事業者や小売電気事業者などの電力会社と電力取引を行う事業者です。場合によっては、リソースアグリゲーターとアグリゲーションコーディネーター両方の役割をひとつの事業者が担うことや、電力会社がアグリゲーターを兼務することなどもあります。
なおVPPを通してアグリゲーターが行うさまざまな事業を総称して、エネルギー・リソース・アグリゲーション・ビジネス(ERAB:Energy Resource Aggregation Businesses)といいます。アグリゲーターは、一般送配電事業者、小売電気事業者、需要家、再生可能エネルギー発電事業者といったさまざまな取引先を相手に、各所に調整力の提供、インバランス回避、電力料金削減、再エネ出力抑制回避といった各種サービスを提供します。
2022年4月より、特定卸供給事業者（アグリゲーター）制度がスタートし、ERAB実施に際してはアグリゲーターとして経済産業大臣への届け出が必要となりました。
この制度は、アグリゲーターが電気の供給能力を有している家庭や企業（発電事業者を除く）に対して、発電や放電の指示を行い、集約した電気を小売電気事業などに供給する制度です。電力会社や通信会社、再エネ事業者など、2023年1月時点で46事業者が届出を行っています。
DRによる需要制御
上記のVPPの仕組みでお伝えしたように、電力の使用を制御する手法として広く使われているのがDRです。
DRには2つのパターンがあり、「上げ下げDR」などと呼ばれています。たとえば、再生可能エネルギーの発電量が増える時間帯（市場価格の下がる時間帯）に、工場の生産設備を集中的に稼働させたり、蓄電池の充電を行ったりして需要を増やすのが「上げのDR」。
逆に電力需要がピークの時間帯（市場価格高騰時）に生産設備を計画的に停止させたり、エアコンや照明の使用を控えたりして需要を減らすことが「下げのDR」です。
またアグリゲーターからの依頼によって、電力ひっ迫が懸念されるタイミングで省エネ・節電を行い、その成果によって報酬を受け取る下げのDRのことを「ネガワット取引」ともいいます。
（経済産業省・資源エネルギー庁Webサイトより）
VPPにより何が実現するの？
VPPによる需給バランスの調整は、電力需要のピークの波を抑えることとなり、需要家の電気料金の低減につながります。これはピーク時間帯の発電燃料の焚き増し抑制（発電コスト抑制）にもなり、VPPの大きなメリットといえます。
またこれまで発電設備では、電力ピークの時間帯を考慮した設備規模の維持・管理が必要とされてきました。ピークの抑制が図れれば、その分の維持・管理コスト抑制にもつながります。
さらに上げのDRの活用が増えれば、出力制御などにより管理していた太陽光をはじめとする再生可能エネルギーの出力抑制量も減らすことができ、これまで以上に再生可能エネルギーの導入拡大につながります。
一方、課題としてあげられることのひとつが安全性の問題です。これまで日本では、大手電力10社が中心となり安定的な電力供給がされてきました。電力自由化後、そうした大手電力と新電力の垣根が取り払われた今でも、一般電気事業者としての電力会社の役割・責任は変わりません。
そうしたなかで、分散したエネルギーリソースの安全性を個々の企業や家庭が継続的に担っていくことは大変なことであり、それにかかるコストも考えなければなりません。アグリゲーターによる管理の役割も大きなものです。
また複雑になる電気の流れに対応する配電網の重要性も増し、より高度な運用が求められるようになります。
いずれにしても、実証事業などを通じ、事業制度としてすでにスタートが切られました。容量市場や需給調整市場の登場により本格的始動も期待されています。2025年カーボンニュートラルの達成に資する動きとしても注目していきたいですね。
【参考資料】
VPP・DRとは（経済産業省・資源エネルギー庁Webサイト）
電気に関する総合サービスを提供する日本テクノの広報室です。エコな情報発信中。
