風力と太陽光で2035年に「1100 GW」、電力部門の脱炭素に現実味 米カーボンニュートラル戦略、変動性再エネと蓄電池を大量導入

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CO2排出量は予測値から半減

　温暖化ガス削減を目指し「カーボンフリー」「カーボンニュートラル」という言葉が、企業、市町村などの地方自治体、州、そして連邦政府で頻繁に使われるようになった。実際、バイデン新米国大統領も、「2035年までに100％カーボンフリー・エネルギー」という野心的な目標を設定し、気候変動対策に乗り出している。

　そんな中、今月米エネルギー省（DOE）の研究所であるローレンス・バークレー国立研究所（LBNL）が、「ゼロまで道半ば：エネルギー（電力）部門のカーボンフリーへの進展」と題するレポートを発表した。

　タイトルから、「米国はカーボンフリーまでもう半分達成したのか？」と疑問に思い、同レポートの筆者でLBNLのシニア・サイエンティストを務めるライアン・ワイザー氏に質問してみると、「『ゼロまで道半ば』とは、2020年の（電力部門における）実際の温暖化ガス排出量が、以前に予測された2020年の排出量より52％少なかったことを意味する」との回答だった。

　ちなみにこの場合の予測値は、平常状態が惰性的に続く「なりゆき（Business As Usual＝BAU）シナリオ」を採用している。

　米エネルギー省エネルギー情報局（EIA）が発表した「2005年（米国）年次エネルギー見通し」では、2020年の電力供給からの年間CO2排出量は、BAUシナリオで3008 MMT（百万メトリックトン）になると予測されていた。しかし、実際、2020年の電力部門からのCO2排出量は1450 MMTに留まり、ワイザー氏が言ったように、予測より52％、つまり半分に減った（図1）。...Read More Here

図1●電力部門での「BAUシナリオ」によるCO2排出量予測（グレー色面）と実際のCO2排出量（薄緑色面）

（出所：LBNL）

「原発」跡地に690MWのメガソーラー建設へ、蓄電池を併設 2050年までに太陽光は原子力を上回り主要電源に

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　米アイオワ州にある、同州で唯一だった原子力発電所の跡地に出力690MWものメガソーラー（大規模太陽光発電所）開発プロジェクトが着々と進んでいる。

　米国中西部は「コーンベルト」と呼ばれ、トウモロコシが主要作物として盛んに生産されている。米西部に位置するアイオワ州は、その中心地であり、米国の燃料エタノール生産能力の4分の1を占める米国の主要なバイオエタノール生産地でもある。

　トウモロコシ由来のバイオエタノール、バイオディーゼルだけでなく、発電分野でも再生可能エネルギーの導入量が多い。実は、アイオワ州は、これまで米国でメガソーラーなどの大規模再エネ発電所の普及を牽引してきた「再生可能エネルギー・ポートフォリオ・基準（RPS）」制度の法案を全米で最初に成立させた州である。1983年のことだ。

　米エネルギー省・エネルギー情報局（EIA）によると、2019年のアイオワ州における総発電量のうち、5分の2以上は再エネで、そのほとんどが風力発電である。事実、同州はテキサス州とオクラホマ州に次ぐ米国で第３位の風力発電導入量を誇る（図1）。

図1●アイオワ州は米国の州別風力発電導入量で3番目

（出所：Iowa Farm Bureau）

太陽光では出遅れ

　しかし、太陽光発電の導入量では、大きく遅れている。米太陽光エネルギー協会（SEIA）によると、同州における2020年までの太陽光発電の累積導入量は、わずか287.8MWに過ぎない。米国における州別導入量での順位は35位に留まる。だが、2023年には太陽光の順位も飛躍するかもしれない。

　太陽光の躍進を予感させる話題の１つに、米ネクステラ・エナジーが、アイオワ州パロ郡の「デュアンアーノルド原子力発電所」跡地にメガソーラーを建設すると発表したことがある（図2）。...Read More Here

ワイン産地で米最大の水上メガソーラーが稼働 PPAモデルを採用、電力コストを削減し池の環境改善も

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両面発電パネルを採用

　カリフォルニアワインの発祥地として有名なソノマ郡。サンフランシスコの北約55kmに位置する。世界的にも有名なワインの産地のソノマ郡の中心であるヒールスバーグ市で、米国最大の水上フロート式メガソーラー（大規模太陽光発電所）が稼働を開始した（図1）。

図1●米国最大の水上フロート式メガソーラー稼働開始

（出所：The City of Healdsburg）

　「ヒールスバーグ・水上フロート式・ソーラー」と呼ばれるこのプロジェクトの竣工式が2月末に行われた。同発電所は、太陽光パネルの出力4.78MW、連系出力約3.0MWのメガソーラーで、ヒールスバーグ市が運営する排水処理施設のため池に設置された。

　合計で1万1600枚の太陽光パネルが合わせて15エーカーの2つの池の約半分を覆っている。さらに、使用されたのはバイフェイシャル（両面発電型）パネルで、太陽が上から当たる時だけではなく、パネル背面に水面からの反射光を取り込んで発電できる仕組みになっている。

　ヒールスバーグ市公共事業部でディレクターを務めるテリー・クロウレイ氏によると、このプロジェクトは稼働したばかりで、両面発電パネルによる発電量の増加効果については、これから検証していくという。

　水上に太陽光パネルを浮かべる架台は、フロート大手の仏シエル・テール製で、パワーコンディショナー（PCS）は、独SMAソーラーテクノロジー製だ。

　米プロジェクトデベロッパーであるホワイト・パイン・リニューアブルズが、米ノリア・エネルギーとこのプロジェクトを開発した。ノリア・エネルギーは、米国で水上フロート式太陽光発電の開発・建設においてリーダー的な存在である。

　ヒールスバーグ市は、このプロジェクトから電力を購入する25年間にわたる長期電力購入契約（PPA）をホワイト・パイン・リニューアブルズと結んだ。ヒールスバーグ市は、この電力購入契約の期間中、卸電力価格と比較して約100万ドルのコスト削減を見込んでいる。..Read More Here

「カーボンゼロ」に本気の米電力、「系統蓄電池」導入を加速 「資源総合計画」で上積み、蓄電池市場は「転換点」、１GW超に

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世界最大のエネルギー貯蔵設備

　世界が温暖化ガスの排出量を実質ゼロにする「カーボンゼロ社会」に向けて動き出している。米カリフォルニア州では、「2045年までに電力供給の100％をゼロエミッション電源とすること」を2018年に義務付けた。これに伴い、2045年までにすべての天然ガス火力を廃棄することになっている。

　天然ガス火力の代替に太陽光発電など再生可能エネルギーの導入を大幅に拡大し、温室効果ガスを排出しない電源システムへの移行が必要になるが、その成功には、エネルギー貯蔵設備の普及が重要な鍵を握っている。

　昨年12月カリフォルニア州サンフランシスコの南約200kmに位置する港町・モントレー郡で、世界最大規模のエネルギー貯蔵プロジェクトが稼働した。「モス・ランディング・エネルギー貯蔵施設」と呼ばれるこのプロジェクトの出力は300 MW、容量1200 MWhに達する。敷地内にある火力発電所用に設置されていた変電所と送電インフラに接続されるだけでなく、この発電所から送られる電力サービスも代替し、クリーンエネルギー転換に貢献する（図1）。

図1●カリフォルニア州で稼働した世界最大規模のエネルギー貯蔵設備（出力300 MW /容量1200 MWh）

（出所：Vistra）

「ビハインド」と「フロント」

　この「モス・ランディング」の導入により、米国エネルギー貯蔵市場は飛躍的に拡大した。

　米国エネルギー貯蔵協会（ESA）と再エネを含む天然資源産業のリサーチ・コンサルティングサービスを提供するウッズマッケンジーによると、2020年第4四半期（10～12月） に商業運転を開始したエネルギー貯蔵設備の設置容量は、前期比182％増の2156 MWhに達し、四半期の導入量で、過去最高となった。

　モス・ランディングがこの四半期に占める構成比は55％となる。

　米国エネルギー貯蔵市場は、太陽光発電市場と同じように、住宅用、 非住宅用（商業・産業）、そして、発電事業用の３つに分類される。さらに、電力会社の視点から、エネルギー貯蔵設備が、電力需要家側に設置される場合 「ビハインド・ザ・メーター（電力量計の後ろ側）」（需要家蓄電池）、そして、電力系統側に設置される場合 「フロント・オブ・ザ・メーター （電力量計の前側）」（系統蓄電池）との分け方もある。後者の「フロント・オブ・ザ・メーター」のほとんどは電力会社による発電事業用になる... Read More Here

2021年に15GW超のメガソーラーが新規導入へ 最大460MW案件は蓄電池併設、両面発電と1軸追尾を採用

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太陽光と風力でシェア8割

　2021年1月に発表された米国エネルギー省（DOE）・エネルギー情報局（EIA）の調査によると、2021年には、約40GWの発電所が新たに稼働する予定になっている。そのうち、太陽光発電は全体でもっともシェアが大きく39％、それに続く風力は31％と、太陽光と風力で全体のなんと80％に達する。次に続くのは、天然ガスでシェアは16％、そしてエネルギー貯蔵が11％となっている（図1）。

図1●2021年に稼働が予定されているテクノロジー別・月別発電所（G W）

（黄色＝太陽光発電、緑＝風力、青色＝天然ガス、藍色＝エネルギー貯蔵設備、赤色＝原子力、出所：Energy Information Administration）

　太陽光発電デベロッパーと発電所所有者は、2021年に連系出力15.4GWもの発電事業用の太陽光発電所を新設・稼働する計画である。EIAのデータによると、この容量は、昨年2020年の約12GWを大きく超えることになる。

　ちなみに立地を見ると、新設太陽光発電所の28％はテキサス州、続いて9％はネバダ州、同じく9％はカリフォルニア州、そして7％がノースカロライナ州となっており、これらの４州で全体の半分以上を占める。

「両面発電・一軸追尾」に蓄電池

　現時点で、2021年に稼働する太陽光プロジェクトで最大規模になるのは、「パーミアン・エネルギー・センター」で、テキサス州アンドリュー郡で開発されている。このプロジェクトは、連系出力420MWの太陽光発電所に出力40MW（容量40MWh）のエネルギー貯蔵施設が併設され、合計出力は460MWに達する。バイフェイシャル（両面発電型）パネルと一軸追尾式の架台システムを採用し、約130万枚のバイフェイシャル太陽光パネルは、中国ジンコソーラー製と中国JAソーラー製で、一軸追尾架台は米国ネクストラッカーにより供給される。

　このプロジェクトを開発しているのは、デンマークの風力発電事業で有名なオーステッドだ。同社は米国内では洋上風力発電でリーダー的な存在になっている。2018年に太陽光発電デベロッパーであるリンカーン・クリーン・エネルギーを買収したことにより、パーミアンプロジェクトを代表とする太陽光発電、そしてエネルギー貯蔵設備も同社のポートフォーリオに加わることになった。

　プロジェクトは今年中期に稼働する予定である。Read More Here

世界最大「ギガソーラー＋蓄電池」プロジェクトが米加州に着工！ スターバックスや大手電力、地域新電力がPPAを締結

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「大規模太陽光の首都」に建設

　米カリフォルニア州で、ギガワット（GW＝1000MW）を超える巨大な太陽光発電と大規模なエネルギー貯蔵プロジェクトの建設が始まろうとしている。

　「エドワーズ＆サンボーン・ソーラー・エネルギー貯蔵」と呼ばれるこのプロジェクトは、米再エネ・プロジェクト・ディベロッパーであるテラジェン（Terra-Gen）社が開発した。同社は先月ミネソタ州に本社を構える太陽光発電のEPC（設計・調達・施工）サービス事業者であるモーテンソン社にプロジェクトの施工を委託した。

　エドワーズ＆サンボーンプロジェクトは、出力1118MW （1.1GW）の「ギガソーラー」と容量2165MWh（2.165GWh）の「ギガストレージ」から構成される。使用される太陽光パネルは250万枚を越え、エネルギー貯蔵設備には、11万個以上のリチウムイオン電池モジュールが使用される。

　このプロジェクトは「太陽光＋蓄電池」プロジェクトで、現時点で世界最大規模といわれている。

　建設は今年第1四半期（1～3月）から開始し、来年の2022年第4四半期（10～12月）に完工する予定だ。

　立地するのは、カリフォルニア州のカーン郡。同郡は、カリフォルニア州セントラルバレー南部に位置し、その面積はなんと東海岸のニュージャージー州に匹敵する。農業が盛んだが、郡の経済は石油採掘にも深く関係している。また、多くの大規模な太陽光発電プロジェクトが建設されているため、カリフォルニア州における「大規模太陽光発電の首都」としても知られている。もちろんこれは俗称で公的な意味があるわけではない。ちなみに、エドワーズ＆サンボーンプロジェクトの「エドワーズ」とは、航空機開発の拠点として知られる「エドワーズ空軍基地」の隣接地に開発されることに由来する（図1）。

図1●カーン郡に設置された大規模太陽光発電の1つで、出力は450MWになる

（出所：8minute Solar Energy）

スターバックスがPPA締結

　このプロジェクトのEPCを担当するモーテンソン社は、今まで米17州で計7GWの太陽光発電プロジェクトの建設に携わり、エドワーズ＆サンボーンプロジェクトは、同社にとって78番目の太陽光プロジェクト、11番目のエネルギー貯蔵プロジェクトになるという。

　プロジェクトディベロッパーであるテラジェン社は、これまでに1.3 GWを超える太陽光、風力、そして地熱発電所を開発・運営する。

　現時点でプロジェクトから発電される電力の購入者（オフテイカー）は、サステイナビリティ（持続可能性）向上を目標とするリーディング企業、地方自治体、そして大手電力会社が含まれる。

　まずは、コーヒーチェーン世界大手の米スターバックス。同社は、環境負荷を低減するために、2030年までに、CO2排出量を50％削減することを目指している。さらに、昨年9月に2025年までに北米1万店舗を環境配慮型店舗に転換する計画を発表した。同社は、風力発電、太陽光発電から電力購入契約（PPA）を通じて、米国、カナダ、英国にある直営店舗について、既に「再エネ100％」の電力で賄っている。

「もっとソーラー、もっと安い」、電力会社も太陽光で割安料金を打ち出す 米電力大手、大規模蓄電池から「安い太陽光の電気」を供給へ

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かつては「プレミア付き」だったが…

　「太陽光発電で電気代がお得に！」「太陽光発電で家庭の電気代を削減できます！」――住宅用太陽光発電システムの販売促進では、施工会社がこうした広告で訴求するのは珍しくないが、最近ではこうした宣伝文句を、大手電力会社が打ち出している。つまり、自家消費だけではなく、電力会社の電力販売サービスのレベルでも、太陽光発電から提供する方が「お得」なのだ。

　「もっとソーラーエネルギー、もっと安い」と、顧客にアピールするのは、米ネバタ州を管轄エリアとしている大手電力会社であるNVエネルギー（NV Energy）。同社は、気候変動対策として温室効果ガス排出量の削減と再生可能エネルギーの導入拡大を進めると同時に、顧客の電気料金削減に成功している。以前だったら、電力会社からの「再エネプラン」は環境価値プレミアムが付き「割高」とされていたが、現在は、電力会社が「ソーラーエネルギーと低価格」を共に消費者に提供できるようになったのだ（図1）。

図1●「もっとソーラーエネルギー、もっと安い」と、顧客にアピールするNVエネルギー

（出所：NV Energy）

法律で「2030年・再エネ50％」

　NVエネルギーは、2013年以降、ネバダ州南部に電力を提供する石炭火力発電所の所有権を完全に手放し、ネバダ州北部に残っている同社唯一の石炭火力を2025年までに廃止する予定である。実際、同電力会社の電力需要を満たすための石炭火力利用率は、2013年の18％から2020年4％にまで減少した（図2）。

図2●左はNVエネルギー社の石炭火力発電所の所有率、右は同社の再エネ調達量の推移

（出所：NV Energy）

　さらに、NVエネルギーは、ネバダ州の「再生可能エネルギーポートフォリオ基準（RPS）」を10年連続で超えた。ちなみに、「RPS」とは、全ての電気事業者または電力小売事業者に対して、電力販売量の一定割合を再エネ電源から供給することを義務付ける法律である。RPSは州レベルで法制化され、現在29州とワシントンDCで実施されている。

　大自然のスケールと迫力を満喫できるグランドキャニオンと1日中ネオンが輝くカジノが並ぶラスベガスで有名なネバダ州は、よりクリーンで、グリーンなエネルギーの将来を目指し、2030年までに同州の電力源の50％を再エネで、そして2050年までに100％をカーボンフリー（二酸化炭素を出さない）電源で満たすことを2019年4月に法制化した。...Read More Here

太陽光「過剰設備」と「出力抑制」で発電コスト削減！？ 「暗黙のストレージ」で、蓄電池の容量を減らす

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「再エネ100％」実現戦略を分析

　「過剰な設置と出力抑制でクリーン電力100％を達成する」という、何ともショッキングなタイトルのウエビナー（WEB 上でのセミナー）が今月中に15日間、開催された。主催者は、クリーン・エネルギーを推進する非営利連合である米クリーン・エネルギー・ステイツ・アライアンス（CESA）である。

　電力会社では、必要以上の「過剰な発電所」は無駄な投資であり、太陽光を含む発電事業者にとって「出力抑制」は収入の減少を意味する。「過剰な設備と出力抑制」を推奨するようなセミナータイトルには、誰しも違和感を持つだろう。

　この発表は、電力需要を100％再生可能エネルギーで賄うための研究活動の一環になる。具体的には、クリーン・エネルギーに関するリサーチを行う米クリーン・パワー・リサーチ（Clean Power Research）が、米中西部の地域送電機関（RTO）であるミッドコンティネント独立システムオペレーター（MISO）のサービス地域全体で再エネ100％を模索する研究・調査分析の一部である。

　この分析の結果としてMISO地域において、太陽光と風力発電の「過剰な建設と出力抑制」が最も費用対効果の高い「再エネ100％」実現戦略であることを示した。 

　「再エネの拡大と迅速な送電」を効果的に実現することを目指し、発電設備のテクノロジーと最適な導入量、そして需給バランスを調整するテクノロジーを見出すため、シナリオ分析が行われた。クリーン・パワー・リサーチでリード・アナリストを務めるマーク・ペレズ氏がそれぞれのシナリオと分析結果を発表した。

なぜ「暗黙のストレージ」なのか？

　まず、(1) 発電設備のテクノロジーには、太陽光と風力発電、(2) 需給バランスを調整するテクノロジーには、リチウムイオン蓄電池などの電力貯蔵、そして「暗黙のストレージ（貯蔵）」との位置づけで「過剰な発電設備」とその「出力抑制」を考慮した。どうして「暗黙」と呼ぶのかという質問にペレズ氏は、「過剰な発電設備と出力抑制は、事実上、需給バランスを調整する機能を持っているから」と答えた。

　シナリオでは、太陽光と風力発電、さらに電力貯蔵のコストを大きく左右するテクノロジーの発展度合いを、2025年に「高いケース」「低いケース」、そして2050年に「高いケース」「低いケース」の4つのシナリオも加えた。...Read More Here

住宅太陽光がさらに大容量化、「蓄電池併設」も増加 データで見る2019年の米国分散型太陽光市場

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　今月、米エネルギー省（DOE）の研究所であるローレンス・バークレー国立研究所（LBNL）が、2019年度（1～12月）における分散型太陽光発電の米国市場に関する統計データ分析を発表した。

　ここでいう「分散型太陽光発電」とは、屋根置き、または地上設置で連系出力5MW以下の、住宅用と非住宅用の太陽光発電を対象としている。非住宅用システムは、大型と小型に分けられており、「小型」は100kW以下、「大型」は100kW以上5MW未満となっていてメガソーラー（大規模太陽光発電所）も含まれている。

　ちなみに、同研究所が収集したデータは、2019年までに設置された190万件を超えるシステムが含まれており、同期間中に全米で実際に設置・導入されたすべての分散型太陽光システムの82％をカバーしている。

住宅用太陽光の規模はかつての3倍

　2019年の住宅用システムの規模を見ると、中間値（データを小さい順に並べた時の中央の値）は6.5kWで、前年比1.25%増であった。10年前の2009年は4.7kW、データ収集が始まった1999年の中央値は2.3kWだったので、21年間で住宅システムの平均的なサイズは、実に約3倍に大容量化していることになる（図1）。

図1●米国セグメント別分散型太陽光発電のシステムサイズの推移（注：折線＝中間値、左＝住宅用、右＝非住宅用）

（出所：Lawrence Berkeley National Laboratory）

　非住宅用システムの中間値は、データ収集が始まった2001年は5.7kWに留まっていたが、2009年には16kWまで大きくなってきた。ただ、非住宅用システムの大規模化は、ここにきて頭打ち傾向にあり、2019年の中間値である40kWは前年比13％減で、初の減少を示した。... Read More Here

地域新電力8社、共同で500MWのエネルギー貯蔵を設置へ 「長周期」需給変動に対応、再エネ大量導入とレジリエンス強化

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「長周期」対応の重要性が増す

　米国では今年8月に起こった大規模な山火事、猛暑などで大停電が起こり、カリフォルニア州の電力システム（グリッド＝電力系統）の信頼性とレジリエンスがまた大きく見直しされている。太陽光発電を含む再生可能エネルギーの導入量では他州を引き離してダントツのカリフォルニア州だが、再エネを効率良くグリッドに統合しつつ、信頼性を高め、災害などに対するレジリエンスを強化するには、電力を長期間、放電できる「長周期」エネルギー貯蔵調達が必要になってくる。

　カリフォルニア州では、大手電力会社だけではなく、地方自治体による地域新電力も長周期エネルギー貯蔵の調達へ乗り出した。

　今月（10月）カリフォルニア州の8つの米国コミュニティ・チョイス・アグリゲーション（CCA）が共同で出力500MWもの長周期エネルギー貯蔵の提案依頼書（RFP）の公募を出した（図1）。

図1●8つのCCA共同での長周期エネルギー貯蔵のRFP（出所：Silicon Valley Clean Energy）

ちなみに、CCAは日本の地域新電力に似ていて、市や郡などの地方自治体が設立し、自ら発電所を開発、または発電事業者から電力調達し、 既存の大手電力会社が所有する送配電網を利用し需要家に電力を供給する 電気小売り事業を展開している。カリフォルニア州では、電力小売りが全面自由化しておらず、3つの大手電力会社が電力の送配電と供給を地域独占しているが、2002年に成立し法律で、地方自治体がCCAを設立することにより、地域の需要家に電力供給先の選べるようになった。特にCCAは、既存の大手電力会社との差別化として、再エネの比率がより高いプランを提供し、その再エネも「地産地消」型で調達している。...Read More Here

太陽光への出力抑制率が12％に、季節を超えた貯蔵に期待 「揚水式水力」が長周期のエネルギー貯蔵として再評価（後半）

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「古いものが新しい」

　米国水力発電協会（National Hydropower Association：NHA）は、「全ての古いものが、また新しい」と、水力発電のカムバックを表している。その意味するところは、 発電源としてだけでなく、水力を「貯蔵」として捉えている。揚水式貯蔵は、米国で最も大規模で、最も古いエネルギー貯蔵テクノロジーなのだ。

　ちなみに、日本の電気事業連合会によると、揚水式水力発電は、「発電所の上部と下部に大きな池（調整池）をつくり、電力需要の多いときは上の調整池から下の調整池に水を落として発電し、発電に使った水は下部の調整池に貯めておく 」となっている。さらに、「日本では特に夏の昼間にはエアコン、屋内照明などに最も多くの電力が必要とされている。一方で、夜は逆に電力消費が少なくなる。そこで、電力需要の少ない夜間に火力・原子力発電所の電力を利用して、揚水発電下部の貯水池から上部の貯水池まで発電用水を汲み上げ、再び昼間の発電に使う」と、解説されている。

　米カリフォルニア州では、「温室効果ガス（GHG） 排出フリー電源システム（ゼロ・エミッション）への移行」を達成するため、太陽光発電の導入拡大と化石燃料による火力発電所の廃止を同時に進めている。そんな、同州にあっては揚水式貯蔵の位置づけが日本と違う（図1）。

図1●カリフォルニア州にある揚水式貯蔵の1つ（出所：The Walsh Group）

太陽光で昼間に水を組み揚げ

　電力の供給が高い太陽が照っている時に、下部調整池に貯まった水を上部調整池にくみ揚げ、電力需要の高い太陽が沈んだ後に、上部調整池にためられた水を下部調整池に放水し、電力を供給する。

　昼間の太陽光発電による余剰電力を活用して、水を組み揚げ、夕方の電力ピーク時に水を落として発電する。この活用方法により従来の蓄電池とは比較にならない量の電力を貯蔵することかができ、さらに、夜間の火力発電や原子力発電の削減にも繋がり、真のGHG排出フリー電源システムが形成できる。

　このモデルが現在成り立つのは、太陽光発電導入拡大により、太陽光発電の供給と実際の電力需要のミスマッチが起こっているからだ。カリフォルニア州では、需要ピークは太陽光の出力が減少する夕方から夜になる。需要の小さい昼間に大量に発電する太陽光発電は、過剰供給を起こし、出力抑制の対象となってしまう。昼間の太陽光発電の出力を抑制すると同時に、夕方にかけて急に立ち上がるピーク需要を満たすため、化石燃料による火力発電を稼働させると、 本来の意図と反対にGHGの排出量を高めることになる。 ...Read More Here

太陽光の大量導入を支える「古いテクノロジー」！？ 「揚水式水力」が長周期のエネルギー貯蔵として再評価（前半

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長周期」の調整力不足が露呈

　このコラムの前回記事（米加州で大停電！、再エネ導入で前進も系統の安定運用が後手に）で、米カリフォルニア州が「温室効果ガス（GHG） 排出フリー電源システム（ゼロ・エミッション）への移行」を達成するため、太陽光発電の導入拡大と化石燃料による火力発電所の廃止を同時に進めるが故に、系統運営に問題が生じている実態を取り上げた。

　一方、昼間に太陽光発電からの電力を充電し、夕方のピーク時に放電できるリチウムイオン電池がメインとなるエネルギー貯蔵テクノロジーが、天然ガス火力の代替に再エネを増やしていく上で重要な役割を果たす、という方向性をこれまでのコラム記事で再三、触れてきた。

　住宅用蓄電池、さらに発電事業用のリチウムイオン電池と言えば、米国の著名起業家で、話題に事欠かないイーロン・マスク氏の創業した企業「テスラ」がまず頭に浮かぶであろう。

　テスラの住宅用蓄電池「パワーウオール」、発電事業用蓄電池「パワーパック」は、革新的な蓄電テクノロジーとして、人をワクワクさせ、市場を斬新に変え、大きなシェアを占めることが期待されるものだ。

　しかし、今回、カリフォルニア州で起きた大規模停電で、重要性が評価されたのは、こうした新タイプの蓄電テクノロジーばかりではない。大停電で、明らかになった課題の1つは、長時間での需給バランスの改善に効果のある「長周期エネルギー貯蔵」の必要性である。こうした長周期エネルギー貯蔵テクノロジーで最も活用されているのは、実は「古いテクノロジー」である揚水式水力発電である（図1）。

図1●米加州で最大規模の揚水式水力発電 （1212MW） が導入されているウイスホン湖

（出所：California Energy Commission）

蓄電池の貢献は「ゼロ」！？

　米国でエネルギー貯蔵市場が立ち上がった当初は、調整力市場を通じて、短時間の充放電で生み出した調整力を系統運用事業者に提供する「アンシラリーサービス」がメインで、同サービス用には、「短周期」向け需給改善システムが活用された。

　近年では、カリフォルニア州やニューヨーク州など多くの州政府がエネルギー貯蔵設備の導入を義務化し、 昼間に太陽光発電からの電力を充電し、夕方のピーク時に放電する「シフト目的」の長周期対策での使用が拡大している。しかし、昼間から夕方以上のもっと長期の時間、または数日をカバーできるエネルギー貯蔵が注目され始めた。... Read More Here

米加州で大停電！、再エネ導入で前進も系統の安定運用が後手に 「世界5位の経済大国」でも、電力網は発展途上国以下！？

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「革新的な州にとって容認できない」

　依然として、世界を脅かす新型コロナウイルスで自粛ムードが続く中、米国では８月中旬に突然、猛暑が訪れた。とはいえ、夏なのだから当たりのことにも思える。

　そんななか、世界をリードするハイテク企業が集まるシリコンバレー、世界を魅了するエンターテイメントが生まれるハリウッドなど、世界の先端を走るカリフォルニア 州で、何と電気の供給不足で、停電に陥ってしまったのだ。

　カリフォルニア州を１つの国だとすれば、その経済規模は英国を上回り、米中日独に次ぐ世界5位に相当する。そんな先進経済大国で、猛暑によって停電が起きた背景には、どんな事情があったのか。電力系統は、途上国並みということなのだろうか。

　同州のギャビン・ニューサム知事は今回の停電を「国の最大かつ最も革新的な州にとって容認できない、不適合」と表現した（図1）。

図1●電力の専門家と今回の電力不足の緊急会議を行うカリフォルニア州知事（黄緑色の囲み内）

（出所：Office of Governor Gavin Newsom）

　国内のメディアでは、不十分な電力供給のために同州が計画停電を実施することは、2001年のエネルギー危機以来、ほぼ20年ぶりと報道されている。だが、実際には、「停電」に関して言えば、もっと頻繁に起こっている。

停電すると自家発電機がうなり声

　筆者はサンフランシスコから南に車で約１時間の、空高くそびえ立つ赤スギで有名な州立公園近くに住むが、ここ数年間で何回停電に見舞われたか、とても数え切れない。

　強風が吹くと停電。雨が続くと停電。乾燥が続くと停電、と言った具合だ。

　特に、強風と乾燥が重なった場合、老朽化して整備の不十分な送電線が火元になり大規模な山火事を起きるのを防ぐため、数百万人の電力を停止するという意図的な停電も起こる（図2）

　こんなに脆い電力網を持つのは、米国内のみならず、世界でもトップ規模の大手電力会社パシフィック・ガス＆エレクトリック（PG＆E）なのである。こんな状態であるから、地域の住民のほとんどは自前のジェネレーター（自家発電機）を持っており、停電とわかると、各自外に出て、ジェネレーターをブルンブルンと稼働させるのである。停電が２時間続くのか、2日以上になるのかも分からない、全く発展途上国のような生活になる。

「複数の災厄」で破滅的に

　問題の停電は8月14日の夕方に始まった。

　カリフォルニア州の送電系統を管理するカリフォルニア独立系統運用機関（CAISO）は、停電後、初めての公的な声明で、今回のイベント（停電）を「パーフェクト・ストーム」と表現した。これは、「複数の災厄が同時に起こり、破滅的な事態に至ること」を意味する。Read More Here

米住宅太陽光の最新動向、シェアトップ企業がNo.2を買収！ 「第3者所有モデル」席捲後、自己所有も復調、設置手法が多様化

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クリーンでレジリエントなエネルギー

　米国の住宅用太陽光発電市場でリーディングカンパニーである米サンラン（Sunrun）は、同じ業界の競争相手であるビビント・ソーラー（Vivint Solar）を買収すると、7月6日発表した。

　サンランは、住宅用太陽光発電と蓄電池のサービスプロバイダーで現在、米住宅太陽光市場でシェアトップを誇る。一方、ビビント・ソーラーは、シェア2位の住宅用太陽光発電フルサービスプロバイダーである。つまり、業界1位と2位の合併ということになる。

　全株式交換による取引で、ビビント・ソーラー株１株に対してサンラン株0.55株を割り当てるというもので、買収総額は、32億ドル。両社の取締役会は全会一致でこの買収を承認しており 、買収手続きは、両社の株主と規制当局の承認などを経て、今年第4四半期（10〜12月）に完了する見通しだ。‘

　「米国はクリーンでレジリエントなエネルギーを求めています。ビビント・ソーラーが加わることにより、家庭用太陽光発電と蓄電池の利点をより高め、より多くの家庭に広められる、ハイクオリティーな営業チャンネルを得ることになります」。サンランの創業者兼最高経営責任者（CEO）リン・ジュリッチ氏は、買収計画発表の場でこう語った（図1）。

図1●サンラン社がNASDAQで株式上場記念（中央黄色いジャケットが同社CEO）

（出所：NASDAQ）

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　この買収により、サンランは、約50万人の顧客と3GWを超える太陽光発電の資産を持つ「リーディングオーナー」にもなるという（図2）。...Read More Here 

ハワイ「再エネ100％」に向け、「メガソーラー＋蓄電池」続々 太陽光急増による需給のミスマッチを解消へ

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3GWh分の蓄電池が落札

　先月、ハワイ電力工業（Hawaiian Electric Industries）は、昨年末に公募した入札の結果、16の「メガソーラー（大規模太陽光発電）＋蓄電池」プロジェクトと、太陽光と併設しない「単設（スタンドアローン）」のエネルギー貯蔵プロジェクトを選択した、と発表した。

　今回落札されたプロジェクトの規模は、合計出力460MW（連系出力）の太陽光発電と容量約3GWhの蓄電池で、オハフ、マウイ、そしてハワイ島に導入される。これらのプロジェクトが完成し、稼働を始めると、ハワイ州における太陽光発電の発電量を50％以上増加させることになるという。島別にプロジェクト導入を見てみると以下のようになる（図1）（図2）。

図1●島別のプロジェクト導入容量

（出所：Hawaiian Electric Company, Inc.）

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図2●「メガソーラー＋蓄電池」と単設エネルギー貯蔵・16プロジェクトの計画地

（出所：State of Hawaii, Energy Office）

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　ハワイ電力工業は、昨年8月に 900MWの太陽光発電を含む再エネ、500GWhの蓄電池、210MWのグリッドサービス調達の一般競争入札を実施した。この入札はハワイ州のみならず、米国の公益事業委員会による最大規模の入札公募であった。ちなみに、今回の公募では、75件以上の入札参加があり、そのうち16件が採択された。...Read More Here

米で急拡大する「ハイブリッド型メガソーラー」、計画中は８GW 蓄電池／太陽光の出力比率は0.6、放電時間は4時間を超える

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太陽光は「ハイブリッド」へ

　米国では現在、連系出力ベースで4.6GWの再生可能エネルギー発電設備が、蓄電池を併設した形で稼働している。こうした蓄電池併設型の再エネ発電設備は「ハイブリッド型」と呼ばれ、そのなかには太陽光発電も含まれる。

　ハイブリッド型の再エネ設備は、さらに14.7GWものプロジェクトが計画されており、なかでも太陽光発電が急増している。

　この分析は、米国エネルギー省（DOE）の研究所の一つであるローレンス・バークレー国立研究所（LBNL）と、米研究機関のエレクトリック ・パワー・ リサーチ・ インスチテュート（EPRI）によるもので、米「エレクトリシティー・ジャーナル」に研究レポートが掲載されている。

　「基幹電力系統内における蓄電池を併設したハイブリッド発電設備を導入する動機と選択」と題する、このレポートでは、グリッド（系統網）に接続した発電事業用の再エネ発電設備（連系出力1MW以上）に焦点を当て、「ハイブリット」の動向などについて分析している。

　近年、プロジェクトデベロッパーは、蓄電池を太陽光発電と同じ系統連系ポイントに併設する「ハイブリッド」プロジェクトへの関心を高めているという。

　天候などによって出力が大きく変動する太陽光・風力発電などの「出力変動型再エネ」の導入を拡大しグリッドに統合するためには、グリッドシステムの柔軟性をさらに高める戦略が必要である。蓄電池の活用は、グリッドの柔軟性を高め、変動型再エネの大量導入を促す貴重な戦略であることが、動機の1つになっている。太陽光・風力のさらなるコスト削減が進むにつれて、蓄電池の活用はいっそう拡大するとされている。

計画中の「太陽光ハイブリッド」は約8GW

　同レポートによると、現在米国では61の「ハイブリット設備」が運営されている。連系出力では4.6GWになる。電源種別で見ると、現時点では太陽光発電より、風力、天然ガス、石油による発電設備の方が多くなっているが、計画が発表されたプロジェクトを見ると、太陽光発電が他の発電設備を大幅に上回っている。ちなみに、計画されているハイブリッド設備の数は88で、連系出力は14.7GWに達する。

　太陽光発電のみのデータを見てみると、現在稼働済みの太陽光発電・蓄電池のハイブリッド設備は34で、合計連系出力は706MWだが、計画数は75で、合計出力は7.85MWと大きく伸びていることがわかる(図1)。Read More Here

図1●発電設備別・稼働済みと計画中の「ハイブリッドプロジェクト」

（注：単位＝GW・連系ベース、左グラフ＝稼働済み、右グラフ＝計画中、濃い青色＝発電設備の出力、薄い青色＝蓄電池の出力）（出所：LBNL）

新型コロナで軒並みプロジェクト延期、減収・解雇は避けられない？ 感染対策が及ぼす、米エネルギー貯蔵産業への影響

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100MWのPPA契約

　CdTe（カドミウムテルル）型化合物系太陽光パネルの供給で世界トップである米メーカーのファースト・ソーラーは、太陽光発電にエネルギー貯蔵を併設したプロジェクトから電力を供給する、15年間に渡る電力購入契約（PPA）を締結したと発表した。

　契約を結んだのは、カリフォルニア州のモントレイベイコミュニティパワー（MBCP）とシリコンバレークリーンエネルギー（SVCE）で、MBCPとSVCEは、カリフォルニア州を代表するコミュニティー・チョイス・アグリゲーター（CCA）である。ちなみに、CCA とは、日本の地域新電力に似た、地方自治体の関与した地域密着型の電力小売事業者で、カリフォルニア州のように大手電力の独占下でも法的に電力事業が認められている。

　このPPAは、カリフォルニア州カーン郡でファースト・ソーラーが開発する連系出力100MWのメガソーラー（大規模太陽光発電所 ）に20MWの大規模エネルギー貯蔵が併設される。このプロジェクトは2022年第2四半期（4～6月）までに完成する予定である。

　新型コロナウイルス（COVID-19）が米国経済に深刻な影響を与えている真只中、ファースト・ソーラーはこのような大規模プロジェクトの開発を継続・進行することができた。

　とはいえ、こうした明るい話題は限定的で、全体として見ればやはり米国のエネルギー貯蔵産業の現況は明るくない。

ビジネスへのインパクトを調査

　新型コロナウイルスの感染拡大に対応した非常事態宣言により、事業活動にも大きな制約が課せれている。米国エネルギー貯蔵協会（ESA）が、4月の2日から11日にかけてコロナウイルスのビジネスにおけるインパクトを調査し、その結果を4月中旬に発表した。

　感染対策の影響が波及するスピードは速く、業界に壊滅的な打撃を与えている可能性があることが明らかになった（図1）。

図1●新型コロナウイルスの影響に関する調査の回答者内わけ（注：オレンジ色＝インストーラー・プロジェクトデベロッパー、灰色＝メーカー、黄色＝サービス、水色＝その他、青色＝システムオペレーター）（出所：ESA）

　調査は、今年第2四半期（2020年4月から6月）におけるエネルギー貯蔵企業の収益、雇用、そして、プロジェクトに対するCOVID-19の影響を分析することに重点が置かれた。...Read Here More

米住宅太陽光・蓄電池の市場動向、「LG」「テスラ」が2強に ハリケーンに備え、蓄電池設型が2017年から倍増

　2019年の米国住宅用太陽光発電市場において、顧客はどのブランドを最も指定したのか？それは、韓国の大手企業グループである「L G」と、米国の電気自動車（EV）ベンチャーから成長している「TESLA（テスラ）」であった。

　米国での「蓄電池併設型太陽光発電」の販売、蓄電池のブランド評価、そして太陽光発電産業に携わる施工事業者の今後の事業戦略などのトレンドに関する調査結果が発表された。これは、全米 の太陽光発電施工事業者を対象としたアンケート調査で、米エネルギーセイジ（EnergySage）と米NABCEPが共同で実施した。

　米エネルギーセイジは、オンラインによる太陽光発電見積もりサービスを提供している。また、NABCEPとは「北米公認エネルギー実務者委員会（North American Board of Certified Energy Practitioners）」の略で、再生可能エネルギー産業に携わる施工業者などから構成される。

　調査の対象となったのは全米48州とワシントンD Cにわたる772の太陽光発電販売・施工事業者で、2019年12月末から2020年1月末にかけて実施された。ちなみに、この調査は今年で5回目になる。

　住宅用太陽光の購入を考えている消費者は、太陽光パネル、パワーコンディショナー（PCS）、そして蓄電池などの機器に対して、特定の趣向はあるのだろうか？　調査によると、消費者は前にも増して、積極的に太陽光発電関連機器の「リサーチ」を行っているため、機器に関する知識が高い。そのため、特定のブランドへの趣向・要求が増えていることがわかった。

　2019年最も指定されたブランドは、L Gとテスラ。L Gは太陽光パネルと蓄電池の両方で指名されているが、テスラは蓄電池のみでトップについた。3位の米エンフェーズと4位のソーラエッジは共にマイクロインバーターメーカーである。5位のパナソニックと米ソーラーパワーは共に高変換効率タイプの太陽光パネルで有名で、共に蓄電池を含めたトータルソリューションも提供する。つまり、消費者は、プレミアム価値のある機器を提供するメーカーへの趣向を見せている（図1）。..Read More Here

図1●2019年・消費者による住宅用太陽光関連機器のプランド評価

（出所：EnergySage）

「RE100」IT大手に押され、バージニア州でメガソーラー続々 データセンターに供給、初の「蓄電併設型」も導入へ

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IT大手のデータセンターが集積

　米バージニア州と聞くと、政策的に太陽光発電に熱心な州というイメージはないが、実際には、着々と太陽光の導入が拡大している。米国太陽エネルギー協会（SEIA）によると、同州は、太陽光発電の累積導入量ですでに全米17位（2019年第3四半期時点）とトップ3分の1に入る。

　実は、同州で今まで太陽光発電導入を牽引してきたのは、州政府ではなく、なんと、データセンターなのである。

　米IT業界のリーディング企業の拠点は、シリコンバレーと呼ばれるカリフォルニア州北部に集中しているが、それら企業のデータセンターはバージニア州北部に集積している。バージニア州で最もデータセンターの運営規模が大きいのはアマゾン ウェブ サービス（AWS）。フェイスブック、マイクロソフトも同州でデータセンターを運営している（図1）。

図1●「データセンター裏通り」とも呼ばれるバージニア州北部

（出所：Data Center Frontier）

「経済効果」を守る

　電力市場が完全に自由化されていないバージニア州で、最大規模の電力会社はドミニオン・エネルギー・パワー（以下ドミニオン）である。同社は発電から送電まで行う垂直統合型の地域独占電力会社であり、環境保護や再生可能エネルギーにはかなり遅れをとっていた。

　AWS、フェイスブックなどデータセンターを運営する企業グループは、国際イニシアチブ「RE100」に加盟するなど再エネ転換にたいへん積極的で、バージニア州の規制当局に対し、州内での再エネの選択肢を増やすことを要望してきた。

　こうした声に応える形で、ドミニオンはメガソーラー（大規模太陽光発電所）の開発に乗り出した。その背景には、データセンターによる経済効果を同州に留めるためには、十分な再エネ電力を提供できる体制を整えることが不可欠という判断がある。

　実際、ドミニオンはすでにAWS向けに6基のメガソーラー （合計出力260MW）をバージニア州で稼働している。さらに、今年1月に新たに120MWのメガソーラー をAWSと同州のアーリングトン郡用に建設することを発表した...Read More Here

米エネルギー貯蔵市場、2024年までに5.4GWに拡大！ 電力会社による導入計画は合計78GW

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EV市場拡大で価格低下

　米大統領による「年頭教書」は、米政治における新春の恒例行事として知られる。年の始めに、大統領が連邦の両院議会の議員を前に、その年の主な政治課題などを演説するもので、一般教書演説とも呼ばれる。今年は、これと並行して、「米国エネルギー貯蔵産業の年頭教書：2019年の回想」と題したセミナーが2月6日に行われた。

　講演者の一人であるダン・フィンフォレイ氏は、「市場は着実に拡大している」と、米国エネルギー貯蔵設備の市場トレンドを語った。同氏は、クリーンエネルギーに関する英国調査会社・ウッドマッケンジーのエネルギー貯蔵部で アナリストを務めている。

　米国エネルギー貯蔵市場をテクノロジー別に見ると、リチウムイオン蓄電池がこれまで市場をほぼ独占しており、2019年第4四半期のシェアでは、全体の99.2％に達した。

　フィンフォレイ氏によると、エネルギー貯蔵設備の価格は継続的に低下しているという。その背景について、「エネルギー貯蔵市場が、電気自動車（EV）市場に『おんぶ』されているから」という表現で説明した。つまり、エネルギー貯蔵用だけの蓄電池市場はまだ小さいが、急速に拡大するEV市場のおかげで、コスト低下の恩恵を得ているという。

　エネルギー貯蔵市場の主体は「長周期」（長時間の需給改善）向け用途に向かっており、「真の（ビジネス）機会は長周期向けにある」と語った。米国でエネルギー貯蔵市場が立ち上がった当初は、調整力市場を通じて、短時間の充放電で生み出した調整力を系統運用事業者に提供するアンシラリーサービスがメインで、同サービス用には「短周期」（短時間の需給改善）向けシステムが活用された。

　近年では、カリフォルニア州やニューヨーク州など多くの州政府がエネルギー貯蔵設備の導入を義務化し、 昼間に太陽光発電からの電力を充電し、夕方のピーク時に放電する「シフト目的」の長周期対策での使用が拡大している。さらに、供給力の確実な確保を目指す容量市場の拡大で、長周期向けエネルギー貯蔵が大きく伸びると予想されている。

長周期向けは20％の価格低下

　エネルギー貯蔵市場は、太陽光発電市場と同じように、住宅用、 非住宅用（商業・産業）、そして、発電事業用の3つに分類される。さらに、電力会社の視点から、エネルギー貯蔵が電力需要家側に設置される場合 「ビハインド・ザ・メーター（電力量計の後側）」、そして、電力供給側に設置される場合 「フロント・オブ・ザ・メーター （電力量計の前側）」との分け方もある。後者のフロント・オブ・ザ・メーターのほとんどは電力会社による発電事業用になる。

　エネルギー貯蔵設備の価格は、容量や電力量といった技術的な特性だけでなく、設備の定格放電時間によっても異なる。主に、定格放電時間が0.5 時間未満の「短周期」、2時間までの「中周期」、そして4時間以上の「長周期」に分類される。... Read More Here