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びわ湖ローカルエネルギー研究会
地域エネルギーとネットワーク

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どちらにしても、ある一定の台数にならないと、そもそも社会システムの一部としての部分を担うということは無理であって、まだまだシステムをどう構築していくべきかはこれからなのでしょう。

その様な意味では、スマートグリッドは、EVもコントロールされる側のデバイスの一つでしかないということで、なんらかの役割や責任を担わすということでもないのでしょう。

転載


木野龍逸:電気自動車狂想曲
EVは本当にスマートグリッドに利用できるのか?
ECO Japan 2011年1月28日
http://eco.nikkeibp.co.jp/article/column/20110127/105755/?P=1
米国は2020年に年間100万台
 日本時間の1月26日昼過ぎ、オバマ米大統領の一般教書演説が行われた。各種税金や医療保険などとともに、最近は定番の仲間入りをした感のある再生可能エネルギーや、それに関連した電気自動車(EV)やプラグインハイブリッド車(PHEV)についても触れていた。EV、PHEVについては、2015年までに世界で初めて100万台を国内に走らせるという目標を掲げた。 

 前々回の本コラム「中国EVモーターショーで見た中国の実力」で触れたように、中国は2015年までに50万台の新エネルギー車(基本的にはEVを指している)を走らせることを目指している。これを意識したのかどうか、その2倍の数字を出してきたあたり、米国の熱意を感じる。 

 一方、日本の場合はどうか。経済産業省の次世代自動車戦略研究会が昨年4月に発表した「次世代自動車戦略2010」の中で、EVやPHEVの普及予測をしている。これによれば、政府の積極的な支援がない場合、新車販売台数に占めるEVおよびPHEVの割合は、2020年で10〜15%、2030年で20〜30%となっている。 

 ところで「戦略2010」は、2008年7月に閣議決定した「低炭素社会づくり行動計画」に盛り込んだ、2020年までに新車販売台数の2台に1台を次世代車にするという目標に触れ、メーカーの開発状況やモデルチェンジのサイクルなどを考えると、いくらなんでもムリだろうとしている。そうして出てきたのが、2020年に15〜20%、2030年に20〜30%という目標だ。実現には、開発や購入補助、税制やインフラ整備などのインセンティブが必要だとしている。 

 では、「戦略2010」の目標は台数ではどれくらいなのか。昨年度の日本の自動車販売台数は、登録車と軽自動車を合わせて約495万台。2年連続で500万台を下回った。やたらにバラまいた印象のあるエコカー補助金が終了したため、今年はさらに販売台数が減るかもしれない。今後は人口減が進むなど国内市場は縮小していくため、10年後、20年後の販売台数が今より増えることは考えにくい。 

 それでもこれ以上減らないと仮定すると、最大に見積もって2020年では、年間100万台のEVやPHEVが販売されることになる。これを多いと見るか少ないと見るかは様々あるだろう。けれども同時期までにCO2を相当量削減する必要があることを考えると、個人的には、もう少し目標数を増やしてもいいんじゃないだろうかという思いもある。 

移動体にバッファの役割?
 さて、前置きが長くなってしまったが、ここからが本題だ。今回は、スマートグリッド(次世代送配電網)の枠組の中で触れられることが多い、V2G(Vehicle to Grid)について少し考えてみたい。 

 スマートグリッドは、これから導入量が増えると思われる(増えないと困るのだが)再生可能エネルギーを有効利用したり、電力系統に与える影響を緩和したりするために、情報通信技術を活用して需給バランスを最適化する電力送配電網のことだと、2010年版のエネルギー白書は説明している。ついでにいえば、生活の快適さも実現するそうだ。 

 政府などの説明によれば、再生可能エネルギーは天候などに左右されるため、現状の電力網の中で増やしていくと電圧変動や周波数の不安定化を招き、場合によっては太陽光発電の出力を抑制せざるを得ない恐れがあるとしている。こうした事態を避けるため、スマートグリッドでは、需要と供給を制御して平準化することを目指している。 

 V2Gは、平準化のためのバッファ(緩衝材)としてEVやPHEVを利用する考え方だ。基本的にはEV(PHEV)を蓄電池のように利用し、余剰時には電力を貯め、需要がピークを迎える昼間の時間帯などに放電するようなことが想定されている。現在は自動車メーカーも、スマートグリッドの中にEV(PHEV)を組み込むV2Gに賛意を示しているように見える。EVやPHEV関係の発表会で、自動車メーカーからV2Gの説明が出てくる機会は多い。 

 だが、V2Gにはいくつかの疑問がある。第1に、移動体であるEV(PHEV)を、本当に電力需給の安定化に利用できるのかという点だ。スマートグリッドは、制御の難しい再生可能エネルギーの変動を抑えるために、V2Gを利用するとしている。仮にこの目的を果たそうとすると、バッファとなるEV(PHEV)について常時、その状況を管理する必要がある。 

 状況というのは、EV(PHEV)が搭載している電池の電圧、電池の状態(電池は経年変化するため、時間が経つと個体間にバラツキが出てくる)、そして電力貯蔵装置としてのEV(PHEV)の位置などだ。はたしてそんなことが本当に可能なのだろうか。 

ユーザーが感じる不安
 もともと、再生可能エネルギーは不安定だという前提があるのだが、V2Gで想定しているEV(PHEV)はパーソナルモビリティという性格を有している“クルマ”であり、移動の予測は極めて難しい。「すいません、ちょっと今はV2Gで利用しているので、動かさないでもらえますか?」と、ユーザーに対して言うことは困難だろう。 

 仮に位置だけを把握しても、必ずグリッドに接続されるという保証はない。つまり、不安定さを絵に描いたような物体だということになる。これでは再生可能エネルギーの不安定さと変わらないように思えてしまうのだが、そうでもないのだろうか。 

 また、自動車関係者や電力関係者の中には、クルマに搭載している電池容量の低下を促進する可能性を不安視する声もある。現在のリチウムイオン電池は、満充電の状態が長く続くと、電池容量が減っていく性質がある。そのため日産自動車などでは、電池に優しい充電モードとして、SOC(State of Charge=満充電に対する充電状態)80%で充電を止める機能を用意している。欧米の自動車メーカーは、電池寿命を延ばすために急速充電を避ける傾向もある。 

 ところでEV(PHEV)をV2Gに組み込むと、必然的にSOCは高めになることが予想される。なぜなら、送電網に接続しているということは、いつでも電池から放電する可能性があるからだ。ユーザーにしてみれば、使いたいときに充電量が少ないのは困る。ということは、少しは放電しても利便性に支障がないよう、クルマ側で多目の電気量を保持し続ける必要がある。 

 経年による蓄電池の容量低下はEVやPHEVの大きな課題であり、そのため充電機能などで電池寿命を延ばそうとしている一方で、SOCを高めに維持せざるをえなくなるV2Gのような使い方が許容されるのかどうか。まったく容量低下がない新しい電池が開発されれば別だが、それでも使いたいときに充電が減ってしまっている可能性は常にある。航続距離に制限のあるEVで、電池の充電量が減る事態はできるだけ避けたいと考えるのが普通のユーザー心理だろう。 

 もう1つの疑問は、EV(PHEV)が電力系統の安定化に寄与するほど、台数が普及するのかどうかだ。前述したように、「次世代自動車戦略2010」に基づく推計では、2020年のEVやPHEVの年間販売は最大100万台になる。 

容量不足
 仮に、100万台のすべてがEVだったとして、1台の電池容量が24kWh(日産「リーフ」並み)と仮定すると、1年間のEV販売で増える容量は2万4000MWhになる。年を経るごとに、世の中に出回るEVの累計容量は増えていく。ただ、数字はあくまでざっくりとした概算だと思ってほしい。実際には、100万台の多くをPHEVが占める可能性もあるため、場合によってはこの電気容量の半分にも満たないかもしれない。 

 ところで現在、深夜電力のバッファに使用している揚水発電の2009年度の発電量は、全国10電力会社の合計で約596万MWhだった。電力会社のうち北陸電力と沖縄電力は揚水の実績がゼロなので、実際には8電力会社ということになる。 

 つまり電力の安定化のためには、単純に考えると揚水発電並みの電気容量が必要になるのではないのだろうか。だとすると、EVやPHEVの電池容量は、あまりにも少ない。2020年に販売される(かもしれない)2万4000MWh分のうち、どのくらいの量がV2Gで利用できるのかは不明だが、揚水発電並みの量を確保するのは容易ではないだろう。 

 もちろん将来的にEVやPHEVの数が増えれば、加速度的に電池の電気容量も増えていく。しかしそれは同時に、状況把握の難しい、移動する電力貯蔵装置体が増えていくことを意味する。 

 そもそもエネルギー白書などによれば、V2Gは再生可能エネルギー、とくに太陽光発電の大量導入による不安定化を回避するためとしているが、そのためにはバッファ機能が昼間に必要だ。しかし、当たりまえだが昼間はクルマが活発に動いている。その中でEVやPHEVの移動を把握し、統合制御していくというのは極めて困難な挑戦になるだろう。 

 こうした疑問があるのに加えて、欧州などでは日本よりはるかに大量の再生可能エネルギーを導入済みであることを考えると、ほんとうにV2Gが必要なのかどうかという疑問さえ湧いてくる。いずれにしろ、EVやPHEV、それに再生可能エネルギーの導入は、日本ではこれからの話だ。今はまず、どうやってそれらを増やしていくかを本気で検討していくことが先ではないだろうか。 

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