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間違いだらけの、経産省の出力抑制解消対策、これじゃ脱CO2も脱原発もはかない夢

連携線容量を増やすことしか知恵のない経産省の出力抑制解消策。
供給過剰は、全電力レベルで瞬時々々に同時同量で解決している、
だから、全域が供給過剰に突入した後は、
再エネをさらに導入しても、出力抑制として捨てられるだけ。
これじゃ、再エネ化率は世界最低レベルに低迷し、
脱CO2も、脱石油も、脱原発もはかない夢となる。



Ⅰ.現状;日本全体の同時同量実現で供給過剰を解消
        
      (1)日本全体の系統連携       
                    日本の電力会社9社は、連携線で結ばれている。その姿は (図1)の通りである。
                                                                                                                        (図1)
(出典)電力広域的運営推進機関
    
            
        (2)全国規模の同時同量
                何時如何なる時点でも、同時同量は成り立たなければならない。
                   それは一つの地域内だけでなく、沖縄を除く9地域全体で同時同量が成り立たなけれ
                   ばならない。これは電力事業に携わる人たちにとっては常識である。

                (図2)の表の意味と表の作成方法
                   ●意味
                     電力会社別に、5月3日の午前ゼロ時から23時までの時間ごとに、連携線を利用して
                     地域外に送電した量と、地域内に流れた量を表示したものである。   
                  (量の単位は東京と四国が"万kWh"、その他地区は"MWh"である事にご注意ください)
                   ●作成方法
                     電力会社は毎日の電力需給実績を公表するよう義務付けられている。
                     全社はEXCELシートで公表し、日別時間別電源種別ごとに表示している。
                    そのシートの一部が(図4)である。そのシートの中に右端に連携線の項目がある。
                    その連携線のデーターを電力別に並べたものが(図2)である。
                                                                                                                        (図2)
(図表をクリックすると拡大します)


            ②同時同量は成立しているか?
               全国規模レベルで且つ瞬時瞬時に同時同量が成立していることを、次に証明する。
                  5月3日12時のデーターで説明する。
                 ●出力抑制が発生している九州電力をスタート(九電の詳細は(4)に記載)
                   12:00の需要超過1834MWh(以下単位は省略)を連携線に乗せる。
                その時中国は供給不足だったため九州から送られた電力から367を使用した。
                   ●1834から差っ引きした残り1467を関西向けに伝送する。
                   ●供給過剰だが出力抑制となっていない四国の連携線は2本ある、1本は瀬戸大橋経由で
                     中国に送られる。もう一本は徳島、歌山間を結ぶ送電線で関西に送られる。
                   ●四国からの2本の送電線で合計1500(注;単位が万kWのため10倍した)が関西に送
                     られるが、中国で消費した分を除くと関西には2967届く。
                   ●関西では3152不足していたので届いた2967を当てがったが、それでも185不足して
                     いた。
                   ●関西は北陸と中部が接続しているので、不足分をそれらの地域からの電力で補充す
                     る。
                   ●北陸の超過分は338、中部の超過は19、その2社の超過分を関西に供給し、残り
                     172を周波数変換所経由で東京に贈る。
                   ●一方、東の世界は北海道から始まる。北海道は通常、供給不足であるがその日は晴天
                     であったため太陽光発電が大いに発電したため12時にだけ24の供給過剰となった。
                   ●供給過剰分を東北に送るが、東北も3829も供給過剰であったので出力抑制解消のた
                     め、まとめて3853を 東京に送った。
                   ●東京は4020(注;単位が万kWのため10倍した)不足していたので東北からの3853
                     で補充した。補充するもまだ167不足であったため、中部からの172をあてがった。
                   ●西側と東側をドッキングさせると5MWの誤差が出ているが、これは送電ロスや周波
                     数変換ロスによるものと解釈している。

                   ●全国レベルで、瞬時瞬時に同時同量が成り立っていることが証明された。
                   ●連携線を利用して出力抑制が減少できるのは、どこかで供給力不足の地域があるから
                     であることが明確になった。
                   ●系統容量を増やすことは出力抑制解消にとって必要条件であるが、必要十分条件では
                     ない。あるいは、すべての地域が供給過剰になった時は、傾倒容量増設は何ら効果が
                     ない。



        
 Ⅱ.(5月3日を例にして)九州電力の出力抑制の詳細解析
        (1)九州電力出力抑制指示報告         
                            図3は日本で唯一出力抑制が発生している九州電力の「出力制御指示報告書」で
                            ある。
                            19年度に実施された中の21回目と22回目を切り取って、その時の発電量や
                            供給量、抑制量、連携線を使用した域外送電量などが報告されている。5月3日
                            に実施された22回目について詳細に説明する。
                            実施前日に天気予報などから翌日の発電量等を予測、抑制の必要があるかを判断
                            し、必要と判断されれば、抑制対象発電所に発電停止の指示を出している。        
                            3日の午前8時から16時に制御した量は、190万kW   (当日太陽光発電の29%に
                            該当)   で、抑制を避けるために域外に186万kW(注)の支援を求めた。      

                         (注)関門海峡の連携線の容量は246万kWあるので、その量を送ればよい筈だった
                            が、前日に中国と協議した結果186万kWに落とさざるを得なかったと想定した。
                            5月7日には11:00に2412MW送った実績があるのを見ると、その日は中国か関西
                            で、それだけの余裕が有ったのが分かる。

                                                                                                              (図3)
(出典) 九州電力      (図表をクリックすると拡大します)

        (2)5月3日の需給実績
                        5月3日の0:00から23:00までの電源種別ごとの発電実績と、太陽光と風力の出力抑
                        制の実績および出力抑制対策として使用した揚水発電や連携線絵の送電実績が掲載
                        されている。
                        また時間ごとに同時同量が成立している。すなわち需要=(原子力+火力+水力+地熱
                        +バイオ+PV実績+WIN実績+揚水+連携線)となっている。(同時同量には、太陽光
                        と風力の抑制分は含まれない)
                        つぎは、12:00のライン上の数値で詳細に説明する。
                        需要7,652に対して供給力合計 13,095MWhであるので、供給過剰は5,443MWhであ
                        った。過剰分解消として揚水を働かせ1,771減少させ、域外に 1,834送り出したが、
                        結果、太陽光を1,826、風力を52だけ抑制せざるを得なかった。                       
                        揚水動力の最大実績  2,481MWhと連携最大実績 2,652MWhおよび 火力最小実績 
                        1,307と水力最小実績142を適応すれば、出力抑制はほとんど発生しなかったはずだ
                        と推測しているが、おそらく中国と関西から引き受け可能量の連絡があり、表の通
                        りの抑制となったのであろう。このことは、出力抑制は系統容量の大きさに比例す
                        るのではなく、引き受け手の有無やその能力に依存することが読み取れる。
                        ちなみに、九州と中国間の連携線の容量は246万kWであるが、当日連携線に送り込
                        んだ伝送量は1,834MWであった。また抑制量を少なくするため、揚水発電で
                        1,731MWを減少させた。
                        (注;右端の連携線の値を(図2)の九州の欄に乗せてます。ご確認ください)
                                                                                                              (図4)
(出典) 九州電力     (図表をクリックすると拡大します)

                    
        (3)電力9社の5月ゴールデンウィーク期間の稼働状況
                   ①供給が需要を超過している地域
                       需要超過で出力抑制になっている地域は九州だけ!!
 
                            現在供給過剰になっているのは、九州、四国、北陸、東北の4地域である。
                            四国は自分の地域の需要の50パーセント増しの発電を行っている。本来なら紛れ
                            もなく供給過剰で抑制対象であるが、抑制にはなっていない。理由は、超過分の
                            全ては関西用に発電しているためである。関西にとっては本来関西で発電しなけ
                            ればならない量の10パーセント程度を供給してもらっているにすぎない。
                            東北は北海道と東京で供給過剰分を処理してもらっているので抑制する必要がな
                            かった。原発が全部止まっている東京にとっては大変ありがたい支援である。
                            北陸は、関西と中部に直接接続し、毎時200~300MWの超過分を引き受けて貰っ
                            ている。関西電力にとっては全需要の2~3パーセントを供給して貰っているにす
                            ぎない。
                            供給過剰の4地域のうち、九州だけが出力抑制を実施している。
                            九州だけ抑制され、他は抑制にならなかった理由は、超過分の一部を中国と関西
                            で引き受けてもらったが、全てではなかったので残り分は抑制処理せざるを得な
                            かったということである。

                            詳細は Ⅰ (2)の②で詳しく説明している
                                   九州電力          北陸電力         四国電力        東北電力(図⒌)
(図表をクリックすると拡大します)

                      ②供給力不足の地域
                      東京と関西が供給力不足は理解できるが、中部ではなく中国が供給力不足だった
                          とは意外である。中部は、やや供給力不足のグループだったのも驚きだった。
                          供給力不足の地域は、需要超過の地域からの供給で同時同量を成立させている。
                                    東京電力                   中国電力              関西電力       (図6)
(図表をクリックすると拡大します)

                    ③やや供給力不足の地域
                        時々需要超過であるが、時々供給力不足になる地域が北海道と中部だった。
                                北海道電力                                    中国電力                  (図7)
(図表をクリックすると拡大します)



Ⅲ.現在の未稼働案件稼働後、全国規模の支援体制は
      崩れ、地域毎に自立せざるを得なくなる

    (1)未稼働案件はどれだけあるか?
             申込受付中または承認済みの容量と稼働中容量を、電力会社ごとに公表している。
             2019年9月末現在のその公表値を電源種別ごとに集計した表が(図8)である。
             その公表の特徴は、風力発電が急増していることである。たとえば、東京は42万kWであ
             った風力が、検討申込と承認済みが稼働したとすると合計3,159万kWとなり、実に75 倍
             の拡大である。風力の発電可能時間は24時間で、太陽光は7~8時間であることからする
             と、東電の再エネ中で最大発電量は風力になると容易に想像できる。従来は太陽光中心と
             思われていたが、今後は風力が中心と、大転換となる。9社合計でも、風力が中心と大転
             換である。
                               
                                                                                                             (図8)
(図表をクリックすると拡大します)

                          
    (2)供給力不足だった地域は、拡大後どうなるか?
            ①東京電力
                都市伝説「東京には出力抑制は発生しない」も終焉を迎える。
                風力が75.2倍の3,152万kW、太陽光が2.6倍の3,601万kW、バイオが2.4倍の852万kWで
                合計が3.6倍の8,164万kWとなる。
                この検討申込などの全てが稼働したとした場合の年間発電量をシミュレーションした結
                果、再エネ化率39.3パーセントとなり、再エネの主力電源の一歩手前まで来た。
                「地産都消」を連携線使用で実現したとすると、再エネ化率は49.6パーセントになる。
                出力抑制も多く、太陽光が発電した量の20.9パーセント、風力が18.2パーセントも出力
                抑制となる。

             (注)拡大後のシミュレーションでは、供給過剰対策として
                        ●原子力を非稼働とする
                        ●火力は現在の最低出力実績の1,355万kWより更に下げた1,200万kWにした。
                        ●水力は流入式発電を意識して全部60万kWとする。
                        ●将来の「地産都消」を実行するため、連携線を利用し、再エネとして供給する。

                東電の5月の需要超過量が多いときは1000万kW~2000万kWあったが、この量は、東北
                などの地方電力にとっては、自社の全処理量以上となるため、とてもじゃないが引き受
                けることは出来ない。世界一の民間電力会社である東京電力の供給過剰分を引き受けら
                れる電力会社は存在しない。

                従って、東電は、需要超過になったら即、抑制となることを覚悟しておくべきである。
                
                 東京電力の拡大後の1年間の発電量と出力抑制量は(図9)である。
                                                                                                         (図9)
(図表をクリックすると拡大します)

                5月ゴールデンウィーク期間の稼働をグラフ化したのが (図10)である。                                         太陽光も風力も抑制され。5月2日は合わせて2000万kWが抑制されているのが分かる。
                                                                                                           (図10)
(図表をクリックすると拡大します)

                風力の冬場の発電量は夏の2倍ほどあるので、冬の出力抑制が発生する。特に春一番
                吹きまくる春は風力の発電量も多くなり、抑制も頻発する。3月1か月間の稼働を(図
                11)に掲載した。
                                                                                                                        (図11)
(図表をクリックすると拡大します)



                    太陽光と風力の月間発電量と月間抑制量を1年分グラフ化したのが(図12)である。
                    ゴールでウィーク期間のみならず、年中、太陽光と風力のいずれにも抑制が発生して
                    いるのが読み取れる。
                                                                                                             (図12)
(図表をクリックすると拡大します)


            関西電力
                    電力需要の大きい中央3社の中でも申込みまたは承認済みが一番少ない関西だが、
                        需要の少ない時期には出力抑制が必要な所まで来た。特に、太陽光の発電時間帯
                        は、揚水発電などを目一杯働かせても抑制が必要になることがある。
                        現在は、四国電力や北陸や九州の超過分を引き受けているが、今後はお断りせざる
                        を得ないことになる。
                                                                                                             (図13)
(図表をクリックすると拡大します)

            ③中国電力
                        現在、852万kWの再エネが拡大後約3倍の2,475万kWになる。内訳は太陽光が2.5倍
                        の1,115万kW、風力が14倍の510万kWになる。
                        夏ピーク時でも最大需要が1100万kW、春秋の平均的な日が700~800万kWの需要し
                        か無い所に再エネだけで2,475万kWになれば1年の殆んどの日は出力抑制となる。
                        九州の需要超過分を引き受ける余裕はなくなる。

                        5月のゴールデンウィーク期間の予想稼働は(図14)のとおり。
                                                                                                             (図14)
(図表をクリックすると拡大します)

    (3)やや供給力不足だった地域は、拡大後どうなるか?
               
               ①中部電力
                    電力需要の大きい中央3社の中で、関西と同程度の電力需要と再エネ環境だった中部だ
                    が、今度風力の申し込みが関西より1,000万kW多く、完全に関西より有利な再エネ環
                    境に立った。
                中部は現在再エネの合計が1,190万kWで、数年後は3,147万kWに拡大する。
                   内訳は、風力が1,374万kW、太陽光が1,268万kW、バイオが243万kW、水力が261万
                   kW、地熱が1万kWである。
                   中部の夏季ピーク時の最大需要は2,600万kWであった。春秋の平均的な日の最大需要
                   は1,100~1,500万kWであるので、3,147万kWの再エネと火力及び大型水力を含めると
                    1年のほとんどの日が供給過剰となる。
 
                5月のゴールデンウィーク期間の予想稼働は(図15)のとおり。
 
                                                                                                             (図15)
(図表をクリックすると拡大します)

               
            ②北海道電力
                        現在、406万kWの再エネが拡大後は4倍近い1,510万kWになる。内訳は太陽光が1.6
                        の253万kW、風力が22倍の950万kWになる。
                        冬ピーク時でも最大需要が540万kW、春秋の平均的な日が300~400万kWしか無い
                        所に再エネだけで1,510万kWになれば1年の殆んどの日は需要超過となる。
                        しかし、東北も需要超過のため超過分を引き受けて貰えない。自社で出力抑制を行
                        わなければならなくなる。

                        5月のゴールデンウィーク期間の予想稼働は(図16)のとおり。  風力の抑制が多い
                        のにご注目ください。                                                                                                                                                                                                               (図16)
(図表をクリックすると拡大します)

                
       
    (4)供給過剰だった地域は、拡大後どうなるか?
         
   ①東北電力
                  現在、供給過剰だった東北が、更に供給過剰が拡大する。
                  現在、1,680万kWだったのが、4,289万kWになる。2.6倍の伸びで、内訳は風力が1,603
                  万kW(10.2倍)、太陽光が1,415万kW(2.7倍)で完全に風力中心の再エネになる。
                  現在と同じ条件、すなわち東電に現在と同じ量の超過分を引き受けて貰うとした場合
                (図17)と引き受けてもらえなかった場合(図18)の2種類をシミュレーションした。
                  東電の支援は最大で420万kWhをお願いすることで出力抑制を解消できていたが、拡大
                  後は最大2,400万kW程度を引き受けてもらう必要があった。したがって、拡大後、最大
                  420万kWhを引き受けてもらっても出力抑制にはなる。全く引き受けてもらえない時
                  は、さらに抑制量が増える。

                                東電の支援あり       (図17)     東電の支援無           (図18)
(図表をクリックすると拡大します)
 
                  東電の支援がある場合とない場合の年間の発電量と抑制量の比較

                                  東電の支援あり        (図19)    東電の支援無     (図20)


                東電の支援がある場合は太陽光の場合は全発電量のうち26.2パーセントが出力抑制にな
                るが、支援がない場合は約半分の45.9パーセントが抑制として捨てられる。
                風力の場合は、支援ありの時は15.1パーセントだが、支援無の場合は32.7パーセントが
                抑制される。

                                  太陽光の場合      (図21)           風力の場合      (図22)
(図表をクリックすると拡大します)

             ②九州電力
                  現在、1,277万kWだったのが、2,801万kWになる。2.2倍の伸びで、内訳は風力が1,016
               万kW(17.8倍)、太陽光が1,219万kW(1.4倍)になる。
                  2019年の一年間だけで51回の出力抑制を実施したが、1発電所当たりの回数を「出力
                  制御指示報告書」の[再エネ接続量に対する比率]から計算すると6.5回となった。
                  検討申込の案件すべてが稼働した時、出力抑制は何回発生するか?
              
詳細は下記を参照ください。
                                                                                                             (図23)
(図表をクリックすると拡大します)

                                    
            ③四国電力
                これまでは供給過剰の全てを関西が引き受けていたが、関西も供給力不足は解消し
                   たので、いつまでも四国電力に頼るわけにはいかない。
                   従って四国は超過分の全てを自前処理しなければならない。出力抑制が膨大になる。                      酷い時は、発電したものの殆どを抑制しなければならない事が頻発する。発電業者は
                    1年の内の殆どが発電禁止になり、収入の殆どが得られないという悲劇に直面する。

                                                                                                             (図24)
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            ④北陸電力
                  現在、供給過剰だった北陸ははどうなるか?
                  現在、合計が136万kWだったのが、512万kWになる。3.8倍の伸びで、内訳は風力が
                  209万kW(13.1倍)、太陽光が180万kW(1.8倍)になる。
               北陸の特徴は大型水力が多く、全発電の50パーセント近くが水力のため、再エネ化率
                  が80パーセントと日本一となる。
                  また、水力は調整が容易なため出力抑制もほとんど発生しない。抑制率は0.4パーセン
                  トと驚異的である。

                                                                                                             (図25)
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結論

区間連携線容量を増やしても、何ら効果がなく、
導入拡大後、日本全国で一斉に出力抑制が拡大する。

風力発電の増加で再エネ化率が、
40~50パーセント程度に高まるが、それ以上にはならない。

技術大国の日本が、発電したものの多くを、出力抑制で捨てる。
世界へ恥をさらすことになる。情けない。



出力抑制を解消し、再エネ化率を高める方法


Ⅳ.再エネ化率を100パーセントにする経産省もびっくりの世界初技術
(1)太陽光大量導入するタケノコシンドローム狩り
(2)天気に左右されない太陽光発電の実現
(2)バックアップ電源を不要にする秘策
(3)調整力を火力発電に頼らない最先端制御


近日公開  乞う御期待




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2018年11月12日(日)、経済産業省資源エネルギー庁は有識者会議で、出力抑制縮小対策として下記の4種の案を発表した。
対策1.連携線の容量を105万kWから135万KW程度まで拡大
対策2.オンライン制御の拡大。
対策3.火力発電の最低出力を下げる。
対策4.経済損失を事後に均等化する。
対策3以外は全く効果なし。

「連系線の活用」に関して、これまで関門連系線に流せる再生可能エネルギーの量は45万kWだったが、「転送遮断システム」による電源制限量を増やすことで135万kWまで増やせるという。同システムは、連系線に事故があった場合に需給バランスが崩れないように瞬時に九州内の再エネ電源などを遮断するもので、太陽光や風力、バイオマスなど15カ所の電源を対象に、事故時の必要制御量を瞬時に分析して遮断する仕組みという。 
「火力などの最低出力の引き下げ」とは、本来、定格出力30%以下に下げるべき6事業者(混焼バイオマス2社、専焼バイオマス発電3社、火力1社)の最低出力が55~80%に留まっていることから、「他事業者との公平性、太陽光・風力の抑制量低減の観点から可及的速やかに(少なくとも)最低出力50%への引き下げを図るべき」としている。







5/1~5/7の連携実績
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