東日本大震災から、まもなく10年が経つ。J-CASTニュース 会社ウオッチではコロナ禍の「ドイツのいま」を連載しているが、今回は太陽光発電をはじめとした再生可能エネルギーの先進国であるドイツから、その電力事情をベルリンに在住する環境・エネルギー政策を調査するUmwErlinの西村健佑氏に、寄稿いただいた。
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ベルリン市内のバス停。屋根はPVパネル、公共充電ポストもある。後ろに停まっているのは電気バスで、充電できる（提供：西村健佑氏）
再エネ、さらなる普及に「セクターカップリング」
ドイツの再生可能エネルギーを発電容量で見ると、太陽光が54GW（ギガワット。1GW＝100万キロワット）、洋上風力が7.7GW、陸上風力が54.8GW、バイオマスが8.3GW、揚水発電が1GW、流れ込み式水力が3.9GWで、合計130GW近くある。
ドイツ全体の発電容量は216.7GWなので、全体の60％が再エネである。ドイツの電力需要はピーク時で80GW程度なので、一日の需要をならすとだいたい40～50GW程度であり、計算上は再エネだけでもピーク電力をまかなえるということになる。
ただ、よく言われるとおり太陽光と風力は「お天気次第」であり、これらの設備は毎日24時間発電してくれるわけではない。2020年の発電量に占める割合は45％だった(系統を流れて実際に消費されたネット電力消費で見ると50.90％で初めて半分を超えた)。
陸上風力が19％、太陽光が9％、バイオマスが9％、水力が3％、内訳を見ると太陽光は設備容量の割に発電しないということになる。
もちろん再エネだけでは電力事情は満たせないので、それ以外の電源で埋め合わせることになる。2020年は褐炭16％、天然ガス16％、原子力11％、石炭7％だった。再エネが増えると化石燃料の発電量は減ることになる。近年は特に石炭の発電量が減っており、電力セクターのCO2排出量もその分低減している。
これまでのところ、再エネ電力の成長は想定よりも力強く、成功したと言える。しかし、電力を運ぶ系統や需要と供給をバランスさせる仕組みの大部分は再エネが成長する前に作られたものであり、再エネの成長に伴い大幅な変更が必要になっている。
そこで、ドイツではデジタル技術を用いて再エネの変動に対応し、余剰の再エネ電力をこれまで再エネ導入が進んでいない熱や交通分野に利用しようという「セクターカップリング」が検討されている。
デジタル技術で小規模分散型の再エネ設備とエネルギー消費設備を何百万個も統合し、まるで一つの大きな設備に見立てて管理するため、「バーチャル発電所(VPP)」と呼ばれる。
現在ドイツ国内で大規模なものは発電設備だけで10GW程度の容量がある。こうしたVPPが複数あって電力を調整しているが、今後は電気自動車(EV)やヒートポンプが加わることで、交通や熱も再生可能エネルギーへと切り替わってゆく。
日本でもVPPの導入は始まっており、今後は多様なVPPが生まれてゆくだろう。日本のような資源に乏しい国では、エネルギーをいかに効率的に作り出すかだけでなく、再エネの事情にあわせて需要を調整することが求められる。
わかりやすく言えば、電気がないときは使わないという手段がビジネスモデルになる必要がある。VPPはそうした調整能力でも力を発揮するだろう。
