[スペシャルインタビュー]

新国際標準をつくるIECのスマートグリッド戦略を聞く!<第4回>=SMB SG3(スマートグリッド担当)が目指すもの=

第4回:20XX年に向けた「新しい電力システムの提案」とその構築
2011/11/11
(金)
SmartGridニューズレター編集部

スマートハウスからスマートコミュニティへと進展をみせるスマートグリッドの世界は、電力・エネルギー危機を背景に、新しいビジネスを求めて、日本を含むアジアや、米国、欧州においても、活発な展開を見せている。ここでは、スマートグリッドの国際標準化を推進しているIEC(国際電気標準会議)/SMB(標準管理評議会)のSG3(スマートグリッド担当)の日本代表である、九州大学大学院 電気システム工学部門の合田忠弘(ごうだただひろ)教授に、スマートグリッドについて国際標準化の動向や、世界各国の取り組みをお聞きした。また、合田教授がマイクログリッドやスマートグリッドに取り組んだ動機をはじめ、IECとNISTやIEEEなど他の標準化団体との連携や、スマートグリッドが拓く新しいビジネスモデル等もお聞きした。

新国際標準をつくるIECのスマートグリッド戦略を聞く!<第4回>

≪1≫欧州は製品化前に「デジュール標準」を優先して取り組む

■ 前回(第3回)では、スマートグリッドに関する世界の標準化動向をお話しいただきましたが、日本のスマートグリッドの標準化活動につきましてはいかがでしょうか。

合田 そうですね。国際的には、例えば、この連載第3回の図1(再掲載)に示したように、IECの中でもTC100(オーディオ・ビデオ・マルチメディア機器およびシステム)では、セクレタリー(国際幹事)としてソニーの江崎 正氏が活躍され、宅内の通信(ホームネットワーク)関連の規格などに取り組んでいます。IECで規格を作成するうえで、チェアマン(議長)やセクレタリーというようなポジションをとることは、標準化に対して日本の意見を反映させリードするうえで、大変重要なことなのです。

図1 IECのスマートグリッド関連のTC(技術委員会)(再掲載:クリックで拡大)

図1 IECのスマートグリッド関連のTC(技術委員会)(再掲載)


合田 忠弘教授(九州大学大学院、IEC SMB SG3日本代表)
合田 忠弘教授
(九州大学大学院、
IEC SMB SG3日本代表)
 

合田 このほか、スマートグリッド関係のIECの技術委員会(TC)として、TC8(担当分野:電力供給にかかわるシステムアスペクト)では、分散型電源の系統連系に関する規格を、それからTC57(担当分野:電力システム管理および関連する情報交換)では、電力通信関係の規格を扱っています。

国際標準化に関しては、日本の活動にはまだまだ努力の余地があると思います。

私自身は、標準に関して、日本は米国と同じような傾向があり、極端な言い方をすれば、いい製品をつくれば、それで市場では勝っていけるというデファクト標準重視のスタンスではないかと感じています。すなわち、よい製品が市場を制覇し、その製品の仕様が標準となる「事後標準型」であると思います。

ところが欧州の場合は、どちらかというとそうではなくて、まず「デジュール標準」ありきという考えで、標準規格に取り組んでいるのです。

■ さすが哲学の欧州ですね。

合田 ですから、製品が出る前に事前に標準規格を作ることが重視されているのです。そのことについて、私は必ずしもデファクト標準がだめだっていうことではないのです。スマートグリッドのような大きな社会インフラになってくると、欧州では、製品開発の前にデジュール規格をつくってから取り組む、という考え方が基本になっているのではないか、という気がしますね。


≪2≫マイクログリッドの登場とスマートグリッド

■ なるほど。先生、スマートグリッドというと、言葉や展示会などがたいへん先行していて、初めての人たちにとっては、すでにスマートグリッドが完成したように見えるたり、現実は、まだこれからのようなところもあります。実際のところ、今スマートグリッド、山でいうとは何合目ぐらいのところにいるのでしょうか。

合田 何合目にいるかというのは、なかなか難しい質問ですね。各国によってスマートグリッドの中のどこ部分を取り組むのかについて、それぞれ違うと思います。最初に、米国からスマートグリッドという言葉がブームのように登場してきたとき、日本の電力会社の反応というのは極端でしたね。当時米国が、スマートグリッドを提唱し、ICT(情報通信技術)を利用して、例えば電力ネットワークや基幹系統を強くしていこう、さらに配電の自動化をしていこう、ということを前面に押し出していたため、日本の電力会社は、極端な言い方をすればね、「そのようことは、もう日本ではとっくに終わっている」というような反応でした。

■ はい、その通りでした。

合田 ところが、日本の実態はそうではなかった。図2に示すように、スマートグリッドというのは、地域的な小規模規模のマイクログリッド(μG)をはじめ、需要家のネットワーク(例:一般家庭のホームネットワーク。HAN)や、太陽光発電や風力発電などの再生可能エネルギーなども全部含んでいるのです。このようなところまで日本の電力ネットワークは十分に対応できているかといったら、そうではなかったのです。


図2 スマートグリッド(次世代電力網)の概念(分散型電源による次世代電力網の構築)(クリックで拡大)

図2 スマートグリッド(次世代電力網)の概念(分散型電源による次世代電力網の構築)


ですから、マイクログリッド(μG)をどの視点から見るかによって、まったく反応が違ってくるのです。現在では、日本でも、需要家ネットワークや再生可能エネルギーも含めたスマートグリッドに取り組むようになってきています。さらに、とくにこの震災(2011年3月)以降は、それまでは世界でも最強(ストロング)と言われていた日本の電力ネットワークが、実は最強ではなかったことが国民の目にも明らかになりましたので、そこをもう1回見直すようなことを言われているので、スマートグリッドは、まだこれからなのです。

国際標準機関のIECの中でも、スマートグリッドの定義については、まだはっきりしていないところがあるのです。

■ エッ!もうとっくに定義が終わっているものと思っていましたが。

合田 忠弘教授(九州大学大学院、IEC SMB SG3日本代表)
合田 忠弘教授
(九州大学大学院、
IEC SMB SG3日本代表)
 

合田 ええ。実際にそうなのです。スマートグリッドの定義というのは、各国でいろいろと定義されていますが、IEC SG3の報告書では、スマートグリッドは技術用語ではなく、マーケティング用語であると明記されています。ですから、これからきちんと「スマートグリッドの定義をしていく」というようになっています。

その定義をつくるのはSG3ではなく、TC8が担当で、このTC8はそれなりの定義は出していますが、それは必ずしもまだはっきりとしたものではありません。ですから、何か問題があると、それはスマートグリッドで解決すればいいという状況になっています。スマートグリッドの概念を明確にし、その実現のためのファンクションを明確にしていくことが重要であり、このためにSG3では2010年5月にロードマップ第1版を発刊し、スマートグリッドの基本構成要素などを確定していっています。2012年にはロードマップ第2版を発刊予定です。

■ はい、わかりました。しかし、スマートグリッドに関連して、日本でも国内の代表的なスマートシティー・プロジェクトとして、日本政府の「環境未来都市」構想に基づく「次世代エネルギー・社会システム実証事業」で、2011年4月から実証地域として選ばれた4市(神奈川県・横浜市、愛知県・豊田市、京都府・けいはんな学研都市、福岡県・北九州市)でのプロジェクトがスタートしています。その場合、スマートグリッドの概念がある程度あって、その考えに基づいて進めているのではないかと思うのですが。

合田 日本としての共通概念があって、それに基づいて、その各プロジェクトがやっているということではなくて、全体はまだぼんやりしているので、各プロジェクトが自分たちの思い描くスマートグリッド、スマートコミュニティという実証実験をやっていっているのだと思います。そのような実証プロイジェクトをやりながら、日本としてのスマートグリッド、スマートコミュニティはこういうものだ、というようなものをつくっていこうとしているのだと思います。


≪3≫スマートグリッドが提供する新しい可能性

■ ところで、震災以降、日本で「計画停電」とか、聞きなれない言葉が出てきましたが、こんなにIT(ICT)が進んでいるのに、家庭の冷蔵庫までも止められてしまって、とても原始的な感じをもちましたが。

合田 おっしゃる通りですね。それは、今後スマートグリッドが何をするかということとも関係があります。例えば、冷蔵庫の電気でも病院の手術室の電気でもいいのですが、今後、電気の絶対量が不足している時にどのように対応していくかをきちんと考えていく必要があります。今回は震災によって原発などが停止し、電気が足らない状態になっているので、どこかをとめざるを得ないのです。それを、各家庭に任せて電気を止めるようにお願いしても、その実現が難しいときに「根元(電力会社)で止めてしまう」のか、「一番末端(一般家庭)で止めるのか」という、ことです。

■それはどのような仕組みで実現されるのでしょうか。

合田 例えば、これから日本で設置されようとしている、「スマートメーター」の機能の中には、使用電力量を計測するという機能ほかに、直接負荷(家庭の冷蔵庫やエアコン)を切るというような機能も入れようとしています。これによって、電力会社の指令で、強制的に電気を「家単位で止める」という停電ではなくて、「各家電機器の単位」であまり影響のない電気を止める(例:ご飯を炊いている電気釜は除外する)ということが可能になります。

ですから、このようなことができるように、きちんと議論をしていく必要があると思います。


≪4≫20XX年に向けた「電力供給システムの新コンセプト」の提案

■ 具体的に、どのような議論を行い、どのように変えていくとよいのでしょうか。

合田 そうですね。それでは、図3を見ながら簡単に説明しましょう。図3は、私が提案している20XX年(2020年か2030年かは不明ですが)の実現をめざす、電力(エネルギー)供給システムの新概念の構築図です。


図3 電力(エネルギー)供給システムの新概念の構築図(クリックで拡大)

図3 電力(エネルギー)供給システムの新概念の構築図


■ 図3は、これまでの電力システムとはずいぶん違う流れですね。

合田 はい。ご存じのように今までは、図3の上部に示すように

         発電 ⇒ 送電 ⇒ 配電 ⇒ 需要家

というように、電気は送られていましたが、これらとはがらりと変えた考えとなっています。すなわち、図3の下部に示すような

         発電 ⇒ 輸電 ⇒ 共電 ⇔ 用電

のような流れの考え方です。

■ 4つであることは変わりませんが、ずいぶん聞きなれない新しい用語が出てきましたね。

合田 そうですね。図3の下部では、末端の需要家側で太陽光発電や風力発電などが行われ、従来とは異なる電源利用される環境になりますので、セキュリティの問題への対処も含めて、少し従来の電力システムとその概念を変えたらどうかということです。今までは、電力会社の「配電」の概念の中には、太陽光発電や風力発電などの「発電」という考えはなく、上位系統から送られてきた電気を需要家に配るということをその役割としてきました。

■ そうですね。

合田 しかし、今後、配電の中に、例えば大規模な太陽光発電のメガソーラー(メガワット級の太陽光発電)なども入ってくる可能性がありますし、もちろん需要家側(ユーザー宅)にも小型の太陽光発電も入ってきます。

このように需要家側で発電した電力を使うということもありますから、従来の「配電」というところでも、発電が行われているという意味を込めて、「供電」(この名前が適切かどうかわかりませんが)という名前を提案にしています。

■ 「供電」ということですね。もう少し説明していただけますか。

合田 「供電」の「供」というには、「供給の供」という意味です。これは単に電気を配るという意味ではなく、

(1)電力事業者が従来の配電の中で発電も行い、ここで発電した電力を上位系統から受電する電力と合わせて上手に使って、供給エリア内へ高信頼度かつ経済的な電気を供給していく、
(2)一方、需要家のほうも、これは電気を「消費する」だけではなく自らも発電を行いながら、電気をいかに「利用する」かを考える

というように変わっていくべきでないかと思うのです。

■ 需要家側(一般家庭等)は、電力を単に「消費」するということではないということでしょうか。

合田 忠弘教授(九州大学大学院、IEC SMB SG3日本代表)
合田 忠弘教授
(九州大学大学院、
IEC SMB SG3日本代表)
 

合田 ええ。ですから需要家側で「用電」という「電気をいかに利用するか」という概念が必要になってくるのではないか。具体的に言いますと、例えば、「用電」(電気をいかに利用するか)ということ、すなわち、電気が足らない場合は供給に見合った消費をするということですから、例えば今電気が足りませんといったときに、直接制御する(例:電気が不足するときは電気事業者が直接エアコンを切る)という方法もあります。しかし、例えばHEMSのような家庭内エネルギー管理システムや、あるいはCEMS(地域のエネルギー管理システム)のような、その家庭や、地域内の電気を管理しているところから、今、「電気はこれだけしかないので、これだけ使ってください」というような指令を出して、供給に見合った需要をしていくというようなシステムに、つくり変えていく必要があるのではないか。

私は、まず、こういうところを本当は、きちんと議論すべきだと思っていますので、今までの概念(図3の上部)のままで話しても発展がないので、言葉から変えていくほうがいいと思っているところです。


≪5≫ストロングな「発電」とスマートな「用電」を

■ おっしゃる通りと思います。スマートグリッド時代を迎えるのに従来の電力システムの流れのまま、ということはあり得ないことです。ところで、この考え方は、今どういうところで提案されて、議論されているのですか。

合田 いや、これは私が言っているだけです。図3の下部に「新しい電力(エネルギー)供給システム(Strong & Smart NW)」と書いていますが、「発電」のところを「Strong NW(Network)」、「用電」のところを「Smart」(電気の効率的な使い方)と呼んでいます。

一方、日本の場合、今までは非常に電力の供給体制は強いと言われていましたが、今回の震災では、60Hzの関西の電力と、50Hzの関東地域の電力がお互いに融通できない(一部可能であったが)という、電力の融通力の問題がありました。

■ そうでしたね。

合田 日本では、電力会社間の相互融通は必要最小限にするという考え方を基本にして、電力ネットワークをつくってきていますが、本当にそれでよいのかということを、もう1回議論すべきという意味で、「ストロング(Strong)なネットワーク」を新しいネットワークの検討課題に入れています。

■ たしかに、今回の地震以降、電力の相互融通が話題になりましたね。その時、関西・中部と関東の中間地点ある60Hzと50Hzの周波数変換能力は「佐久間周波数変換所が30万kW、新信濃変電所が60万kW、東清水変電所が10万kW(将来は30万kW)、合計100万kW」と言われましたが、なぜあんなに細い(100万kW程度)相互融通なのでしょうか。その理由は何でなんのでしょうか。なぜでもっと太くしないのでしょうか。

合田 はい。太くすることは可能なのですが、そうするとお金がかかってしまうということもありますが、もともとお互いに電力の相互融通はしないという前提でつくってあるのです。これは極論ですが、各電力会社は自分自身で電力の需給のバランスをとるといことを前提に電力システムをつくっています。ですから、緊急状態のときに少しだけ融通しますということになっているのです。すなわち、今回のように大規模な電力の融通するということは、最初から考慮されていないのです。逆に、そういう設備をつくってしまうと、ふだんは使わない設備ですから、その分、電気代にもはね返ってくることになります。

ただ、現状では、電力会社間の連系が弱いので、今後、例えば再生可能エネルギーが、北海道や東北、あるいは九州などで、たくさん発電しても、相互融通の制限があるため、完全に利用できないという問題は検討課題として残っています。

■ たしかにそうですね。

合田 そういうことも含めて、次世代の電力網というのは、私はスマートでなくて、「ストロング・アンド・スマート」ネットワークを目指してやっていくべきではないかと思っているのです。

■ そのような先生の考え方は、日本の政策にならないのですか。いつも、図3の上部の「発電⇒送電⇒配電⇒需要家」という図式の流れですと、絶望感がありますね。電力会社からの一方通行のダウンストリームみたいになっていますので。

合田 そうですね、私は2005年頃から、図3の下部のようなことを自分の中では思っていていまして、シンポジウムとか、講演会では、将来ビジョンとして話していますが、現状はこのレベルです。


≪6≫緊急状態を考慮した電力の自由化・規制緩和の議論を!

■ どんどん提案していただきたいと思います。

合田 現在は、前よりはこういうことを言える状況になっていますので、今後は、きちんと議論していきたいと思っています。これは、水平分割とか垂直統合とか言うことではなく、望ましい電力の供給形態にするにはどういう電力システムを構築しておいたら一番いいのかということです。

例えば、電力業界を自由化にして発電会社のビジネスをもっと競合状態にすれば、それで電力料金が安くなりますと言われます。たしかに競争の原理によって、定常的には電気の値段は安くなるかもしれませんが、それで今回のように、電力の供給量が不足したときの問題が解決するでしょうか。どの電力事業者が、例えば1,000万kWに相当するような遊びの電力(100万kWの発電所を10カ所)を持っているでしょうか。それは経済的にもてないのです。結局自由化しても、しなくても電力の予備力(予備の電力として供給が可能な電力量)としてはあまり変わってこないと思います。

■ しかし、流れとしては電力も自由化の方向に向かっていますね。

合田 そうですね。しかし、自由化によって定常的には電気料金は安くなるかもしれませんが、今度のような緊急状態のときに自由化という状態で、対応できるのかどうか。そういうことも含めてきちんと、議論をすべきで時がきたと思っています。現在の状態をどうしたら解決できるのか、よくなる方向に向かってまず当面の課題を解決したうえでその次のステップにおいて、課題が残っているのならもう1回自由化や規制緩和を含めた議論をやることが重要だと思います。それがまさにスマートグリッド時代の電力システム、電力ビジネスの方向性を創り出していくのだと思います。

(第5回につづく)


バックナンバー

<新国際標準をつくるIECのスマートグリッド戦略を聞く!>

第1回:日本におけるスマートグリッド/マイクログリッドの始まり

第2回:IEC SMBに、スマートグリッド戦略グループ(SG3)を設立

第3回:スマートグリッドの標準化に向けた各国の動き

第4回:20XX年に向けた「新しい電力システムの提案」とその構築

第5回(最終回):日本が目指すべきスマートグリッドの方向性


プロフィール

合田忠弘〔九州大学大学院 システム情報科学研究院 電気システム工学部門(電気エネルギー・環境工学講座担当)教授 工学博士〕

合田忠弘(ごうだ ただひろ)氏

現職:
九州大学大学院 システム情報科学研究院 電気システム工学部門(電気エネルギー・環境工学講座担当)教授 工学博士

【略歴】
1973年3月 大阪大学大学院工学研究科修士課程修了。
1973年4月 三菱電機(株)入社。電子計算機やマイクロプロセッサを使用した電力系統の保護制御システム(系統安定化・事故波及防止システムや電圧無効電力制御システムなど)の開発・製造、パワーエレクトロニクスや電力自由化・規制緩和関連システム(電力取引関連システムやPPS 向け需給制御ステムなど)の開発・製造、系統解析シミュレータやマイクログリッドの開発に従事。同社の電力系統技術部長、電力流通システムプロジェクトグループ長を歴任。
2006年3月 三菱電機(株)を退社。
2006年4月より、現職。電力系統の安定度解析やマイクログリッドおよびスマートグリッドの運用制御方式の研究を実施。

<受賞・学会活動他>
1980年 日本電機工業会進歩賞、1991年 電気学会論文賞を受賞。工学博士。
2006年 電機工業会功労賞受賞

<主な著書>(いずれも共著)
「ITが拓く電力ビジネス革命」:オーム社(2002年)。「マイクログリッド」:(社)日本電気協会新聞部(2004年)。「エネルギーの貯蔵・輸送」:NTS社(2008年)。「スマートグリッドの構成技術と標準化」:日本電気協会(2010年)。「スマートグリッド教科書」:インプレスジャパン(2011年)。


 

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