フレデリック・ゴデメル氏は、シュナイダーエレクトリックのエネルギーマネジメント担当エグゼクティブ・バイスプレジデントである。
太陽光発電と風力発電が世界中で急増する中、「ダックカーブ」、すなわち正味負荷曲線（風力や太陽光などの再生可能エネルギー源による発電を除いた電力の総需要）は、一部では課題と見なされているが、私は大きな機会と考えている。オーストラリアからドイツ、テキサスからインドに至るまで、世界各地で日中の電力供給過剰と夕方の電力不足が発生しており、再生可能エネルギーの無駄、不必要に高い電力コスト、送電網の不安定化を招いている。
ダックカーブに馴染みのない方のために説明すると、これは日々の正味電力需要と、日中の太陽光発電の過剰供給がその曲線に与える影響を示したものである。アヒルの頭と尾は、朝と夕方のピークを示している。この時点では、より伝統的な電力源が私たちの生活を支えている。アヒルの腹部は、日中の落ち込みと表現するのが最適だろう。歴史的に電力消費のピーク時間帯であったこの時点で、今日では太陽光が多くの電力需要を賄っているため、送電網からの需要は減少する。その後、夕方になると送電網の需要が再び急激に上昇し、太陽が沈んで太陽光発電が減少し、消費者が夕方の活動を始めて家電製品の使用が急増することで、アヒルの首が形成される。
ダックカーブは新しい現象ではないが、より長く暑い夏によって、腹部の落ち込みはより深く、首の上昇はさらに急になると予想される。日照時間の延長は太陽光発電量を増加させ、気温上昇は夕方の冷房需要を押し上げる。しかし、この曲線に「乗る」ことを学ぶ企業は、利益とレジリエンスの新たな機会を引き出すことができる。
AIの役割
今後10年間は、AIとデジタル化によって変革がもたらされることが期待される。機械学習を活用した高度な予測ツールは、一部の地域ですでに太陽光発電と需要の予測精度を30%以上向上させており、送電網運営者がより効果的にリソースを計画し、バランスを取ることを可能にしている。そして、計画とバランス調整は大きな前進ではあるが、それだけでは拡大するダックカーブを管理することはできない。良いニュースは、ダックカーブの管理を支援するためのツールがさらに用意されているということだ。
仮想発電所（VPP）とスマート制御は、太陽光パネル、バッテリー、空調システムなど、数千の分散型資産を集約し、リアルタイムで需給バランスを取ることができる柔軟で応答性の高いネットワークを構築している。これは、すべての人に利益をもたらす重要な前進である。米国では、VPPが住宅用バッテリーを接続し、夕方のピーク時の送電網の安定性を強化している。
バッテリーによるバランス調整
バッテリー蓄電は依然として重要な技術であるが、唯一の解決策ではない。日中の安価で余剰な再生可能エネルギーを蓄え、夕方のピーク時に放電する能力は、複雑な課題に対するシンプルな解決策である。現実には、今日のバッテリー蓄電の導入は、ダックカーブの課題を単独で解決するために必要なレベルには達していない。そして、電化の取り組みを強化し、より多くの再生可能エネルギー資産を導入し続ける中で、単一の技術よりも幅広いソリューションが必要になるだろう。
バッテリーが余剰電力を吸収できない場合、ダックカーブを平坦化するために他にどのような変更が可能かを検討する必要がある。デジタルプラットフォームによって強化されたデマンドレスポンスプログラムは、太陽光発電が豊富で送電網への負担が少ない日中の時間帯、または需要が通常大幅に低い夜間に電力使用をシフトするよう企業に促す。これは、EV充電のように、活動が行われる時間がそれほど重要でない場合に特に効果的である。長時間駐車されているフリートを運用している場合、日中の充電や夜間の充電は、再生可能エネルギーが少なく需要が高い時間帯の送電網の負担を軽減しながら、業務に悪影響を与えることはない。これはカーブを平坦化するだけでなく、柔軟性を持つ意思のある企業に新たな収益源をもたらす。
導入の障壁を克服する
デジタル柔軟性と高度なエネルギー管理の可能性にもかかわらず、企業と送電網運営者がこれらの機会を完全に活用するためには、いくつかの重要な障壁に対処する必要がある。
多くのエネルギー市場は、依然として集中型の化石燃料ベースの発電向けに設計された古い規制の下で運営されている。規制環境は、技術変化のペースに追いついていない。例えば、米国の一部の州では、長期にわたる許可と系統連系プロセスが、新しい太陽光発電と蓄電プロジェクトの導入を数カ月、場合によっては数年遅らせる可能性がある。欧州でも、送電網接続の待機列が再生可能エネルギーの導入を妨げているという話をよく耳にする。標準化された系統連系規則の採用や迅速な許可手続きなど、これらの手続きを合理化することで、イノベーションと送電網の近代化を加速できる。
そして、時代遅れに感じられるのは規則だけではない。私たちの送電網は、しばしば老朽化したインフラである。国際エネルギー機関（IEA）は、世界の送電網投資をほぼ倍増させ、2030年までに年間6000億ドルを超える資金を、変動性を管理し再生可能エネルギーの出力抑制を防ぐための送電、配電、蓄電システムの近代化に向けることを求めている。この規模の投資が必要なのは、多くの送電網が双方向の電力フローや太陽光・風力に伴う急速な変動に対応できるように設計されていなかったためである。高度な配電管理システム（ADMS）や分散型エネルギー資源管理（DERMS）、自動化された変電所、リアルタイム監視などのデジタル送電網技術への投資が不可欠である。
現在の市場構造は、デマンドレスポンスや分散型蓄電が提供する柔軟性を過小評価したり、見落としたりすることが多い。ドイツやカリフォルニアなどの地域では、先進的な電力会社が動的価格設定と柔軟性市場の提供を開始しており、企業はエネルギー使用をシフトしたり、送電網のサポートを提供したりすることで報酬を得ている。しかし、これらのプログラムはまだ広く普及していない。
ダックカーブを平坦化する上での課題にもかかわらず、1つ確かなことがある。この現象は今日存在しており、明日のより安価でレジリエンスの高い電力供給の可能性を引き出すために対処する必要がある。革新的で柔軟性があり、商業的な企業は、すでにダックカーブを管理する計画を立てることができる。政策とインセンティブが追いつくにつれて、彼らは柔軟性の優位性を活用する好位置につくだろう。カーブを平坦化するために必要な技術は今日存在しているため、企業がそれらの方針を導入し、エネルギーをより適切に管理する方法を理解することが可能である。より電化され、デジタル化された未来に向かう中で、適切なエネルギー技術パートナーが、今日そして明日への成功に向けてあなたを位置づけるだろう。
