年間 2 , 000ポイント以上
0.37 kg-CO 2 /kWh 程度
※(電気事業全体での目標値)
を目指す。
※ お客さまのご使用量1kWhあたりの数値
※ 固定価格買取制度(FIT)適用分を含む。
電力量に占める再生可能エネルギーの割合 「電気事業低炭素社会協議会の
低炭素社会実行計画」の目標
0.42
0.34 0.49
0.68 0.68 0.69 0.68
0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7
(年度)
0.37kg-CO2/kWh
2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015
当社のCO2排出原単位*1の推移
LNG火力や更なる再エネの導入、
泊発電所の安定運転などに取り組み、
温室効果ガス排出削減に貢献。
泊発電所3基が稼働した2010年度は2030年度の目標値を下回るレベル。
*1 CO2クレジット等調整後の値 東日本大震災発生
(kg-CO
2
/kWh)
2 5 % 程 度
2016年度 実績
水力( 3万kW 以上) 7%
石油 25%
石炭 49%
FIT電気 7%
卸電力取引所
・ その他 1%
再エネ
( FIT電気以外)
11%
■ 再生可能エネルギー導入拡大に向けた当社の対応
北海道エリアの電力系統の特徴
・北海道エリアの系統規模は、他エリアと比べて小容量。
・本州との連系は、北本連系設備の60万kWのみ。
・このため、風力・太陽光発電を導入した場合の出力変動が系統に与 える影響は、他エリアと比べて相対的に大きくなる特徴がある。
【凡例】
:交流連系
:直流連系
北海道
東北
東京 中部
関西 北陸
四国 中国
九州
北本連系設備
(60万kW)
50Hz 60Hz
《系統規模(平均電力
※
)》
※ 2015年度実績
北海道 360万kW程度
東日本 4,000万kW程度 ⇒北海道の約11倍 西日本 5,400万kW程度
⇒北海道の約15倍
・水力発電をはじめ風力発電や太陽光発電など、再生可能エネルギーの導入拡大に積極的に取り組ん できており、再生可能エネルギーの連系量は
2017
年3
月末時点で約340
万kW
。このうち太陽光と風力の連系量合計は約
150
万kW
と、北海道エリアの年平均電力の約4
割に相当し、増加傾向。・系統規模が小さい北海道エリアでは、風力・太陽光発電の急速な導入拡大により既に調整力面での 対策が必要な状況にあり、さらなる連系拡大に向けた取り組みについて、系統への影響をしっかり 検証しながら進めていく。連系拡大に向けた対応策として、現在、北本連系設備を活用した東京電 力
PG
との風力発電実証試験や系統側蓄電池による風力発電の募集などに取り組んでいる。・風力発電や太陽光発電の出力予測精度の向上や出力制御方法の確立などに取り組むことで、風力・
太陽光発電の最大限の活用と電力品質維持の両立を図っている。
・この他、地域の資源である再生可能エネルギーの導入拡大に向け、水力発電の有効活用などに積極 的に取り組んでいる。
再生可能エネルギーの連系量
※離島を除く道内系統に連系する発電設備 容量の合計。
※小数点第2位で四捨五入しており、合計
( 万 k W )
発 電 種 別 2 0 1 7 . 3 末 太 陽 光
115.1
風 力35.0
水 力164.2
地 熱2.5
バ イ オ マ ス19.9
合 計336.7
0 25 50 75 100 125 150
'99 '00 '01 '02 '03 '04 '05 '06 '07 '08 '09 '10 '11 '12 '13 '14 '15 '16
(万kW)
太陽光発電の連系状況
■ 太陽光発電の連系状況
【申込状況(電圧別)】
・太陽光発電は家庭用を中心に導入が進んでいたが、固定価格買取制度の開始
(2012
年度)
により 連系申込が急増(設備認定量 約246.7
万kW
、申込量 約210
万kW
)。・
2017
年3
月末時点において、連系量が約115
万kW
※。・指定電気事業者制度の下、需給調整面の接続可能量
(117
万kW)
を超える連系については、360
時間を超えた無補償での出力制御に同意いただくことを前提に受入れを継続。連系電圧 申込状況(3/31現在) 設備認定量※1 特別高圧・高 圧 500kW以上 153.6万kW (約600件)
164.1万kW
[再掲] 特別高圧 2,000kW以上 81.8万kW(約40件)
高 圧 500kW未満 12.9万kW (約500件)
82.6万kW 低 圧
10kW以上50kW未満 27.8万kW (約7,900件)
10kW未満 15.7万kW(約31,700件)
合 計 210.0万kW(約40,700件) 246.7万kW
※1 2016.11末現在(経済産業省資源エネルギー庁公表値)
※ 離島を除く道内系統に連系する太陽光発電設備容量の合計 115.1万kW※
風力発電の連系状況
■ 風力発電の連系状況
・風力発電については、周波数調整面の制約※1から出力変動による電力系統への影響を評価しなが ら段階的に導入を拡大。
2017
年3
月末時点において連系量は約35
万kW
※2。・指定電気事業者制度の下、需給調整面の接続可能量(
36
万kW:
東京電力との実証試験分20
万kW
は除く)を超える連系については、720
時間を超えた無補償での出力制御に同意いただくことを 前提に受入れを継続。※1 周波数調整面の制約:再エネの出力変動によって発生する周波数変動の調整が可能か
※2 離島を除く道内系統に連系する風力発電設備容量の合計 IRGにて、集計
表から作成願 います。
0 10 20 30 40 50 60
'99 '00 '01 '02 '03 '04 '05 '06 '07 '08 '09 '10 '11 '12 '13 '14 '15 '16 56万kW
36万kW 31万kW
25万kW
15万kW
(万kW)
接続可能量※3
東京電力殿との実証試験 20万kW追加連系
35.0(万kW)※2
(年度)
・風力発電の導入拡大に向けた新たな取り組みとして、東京電力パワーグリッド㈱と共同で既設地 域間連系線を利用した実証試験を実施する。
・本実証試験では、地域間連系線を通じて東京電力の調整力を活用する。
・本実証試験にあたり、2011年12月に20万kWの風力発電募集を実施(2017年2月に未達分 6.35万kWの追加募集を実施)。
・2017年度以降、実証試験を開始予定。
■ 風力発電導入拡大に向けた東京電力との実証試験
○実証試験スキーム概要
②電気を買取
(実際の出力) 北海道電力 前日スポット
市場
送配電部門
風力事業者 ①電気を供出(前日予測)
東京電力PG 実証試験の概要 ③調整力
時間
出力変動
変動の調整イメージ
(30分より長い周期変動が対象)
①市場に供出する電気
(前日の出力予測値)
③東京電力PGから 調達した調整力
②風力発電出力(実際の出力)
※30分より短い周期の変動は北海道エリア内の調整力で対応
:東京電力PGから受電
:東京電力PGへ送電
・北海道電力は出力予測値(30 分値)に基づいて、前日スポッ ト市場に供出(①)
・市場に供出する電気(①)と実 需給断面の実際の風力発電出力
(②)の差分に対する調整に、
地域間連系線を介して東京電力 パワーグリッド(東京電力 PG)の調整力(③)を活用
■ 系統側蓄電池による風力発電の募集
・系統側蓄電池に係る費用を事業者が共同負担することを前提に、新たに
100
万kW
(Ⅰ期60
万kW
、Ⅱ期40
万kW
)の風力発電の募集を開始する。・Ⅰ期については、技術的に確実性が見込める規模として、風力拡大量を
60
万kW
とし、系統側 蓄電池(9
万kW
程度、36
万kWh
程度)を設置する。・導入後
1
年程度の実績を踏まえ、評価、検証を実施、Ⅱ期の40
万kW
(計100
万kW
)の導入拡 大について、検討を進めていく。系統側蓄電池による制御イメージ
系統側蓄電池 工事費を共同負担
放電
充電
蓄電池
PCS 連系設備
風力発電出力 系統側蓄電池入出力
中央給電指令所
募集時期 風力募集量 蓄電池容量目安 系統側蓄電池
(Ⅰ期) 2017年度上期 +60万kW
(※1) 9万kW-4h程度 系統側蓄電池
(Ⅱ期)
1期の導入状況を 踏まえ検討
+40万kW
(※1)
6万kW-4h程度
(※2)
※1:系統側蓄電池は、対象となる風力発電の連系時期に合わせ、
段階的に設置することも検討
※2:Ⅰ期の導入状況を踏まえ、評価、検証を実施
系統側蓄電池による風力発電募集
・新開発した再生可能エネルギー予測システムを中央給電指令所に導入し、昨年度より実運用を通じ た検証を進めている。
・太陽光発電や風力発電の出力予測精度の向上を図り、安定した需給運用および太陽光、風力発電の 出力制御量削減につなげていく。
■ 再生可能エネルギー予測システムの導入
<システム概要>
<予測方法>
発電量実績
実績
直前実績で 自動補正(当日予測)
学習機能で モデルを自動更新
日射量予測
①
出力予測モデル
②
発電量予測
③
① 日射量予測
時間
日射量
日射量
発電量
② 出力予測モデル
発電量
時間
③ 発電量予測
・本システムは、気象会社から配 信される予測用の気象予報と実 績に基づき、太陽光および風力 発電の出力(30分値)を予測し て、中央給電指令所の発受電計 画機能等とデータ連係する。
予測の流れと太陽光予測の例
・予測用気象予報データから発電 所地点の日射量を予測し、これ を出力予測モデルに入力するこ とによって発電量の予測を行う。
■ 大型蓄電システムの実証事業 ①
風力発電出力
太陽光発電出力
制御指令 中央給電指令所
(蓄電池制御システムを設置)
(レドックスフロー電池)
大型蓄電池
放電
充電
※蓄電池の充放電により 周波数の変動を抑制
周波数
設置場所 北海道電力 南早来変電所 (北海道勇払郡安平町)
実証設備 レドックスフロー電池
定格出力:
15,000kW
蓄電容量:60,000kWh
実証期間2013
年度~2018
年度(
2015
年12
月25
日に設備の運用を開始。2018
年度まで実証試験を実施)実証項目 ・蓄電池を周波数調整用電源とみなした周波数変動抑制制御手法の開発
・蓄電池による余剰電力(下げ代)対策運転手法の開発
・レドックスフロー電池の性能評価 等
電解液タンク
蓄電池制御イメージ 蓄電池建屋外観
建屋内部
レドックスフロー電池
では、電解液タンクに 貯蔵している電解液の 電池反応により充放電 を行います。
■ 大型蓄電システムの実証事業 ②
・基幹系統の変電所に大型蓄電池を設置し、再生可能エネルギーの出力変動に対する新たな調整 力としての性能実証および最適な制御技術の確立を目的に、実証試験を行っている。
・
2015
年12
月の試験開始以降、順調に試験を進めており、実際に短い周期の周波数変動に対し て抑制効果があることを確認。・今後は、より効率的な制御に向けた改良や、長い周期の周波数変動・余剰電力の発生を抑制す る制御の試験等を行う。
制御手法 概要
短 周 期 変 動 抑 制 制 御
風力・太陽光発電の変動 補償制御
複数の風力・太陽光の発電出力データを収集し、それらの 合計出力の短周期変動分を補償する制御
ガバナフリー相当制御
蓄電池側で周波数を検出し、周波数偏差に応じて制御
(自律制御)
負荷周波数制御(LFC)
周波数偏差に応じて、系統全体の出力調整量を決定し、
各水力発電所・蓄電池に配分する制御
長周期変動抑制制御
風力・太陽光発電の出力予測に基づき、これらの発電に よる長周期出力変動を緩和する制御
下げ代不足対策運転
風力・太陽光発電の出力予測と需給計画に基づき、余剰 電力の発生を回避するよう運転を計画
蓄電池制御システムの開発
・本事業では、風力や太陽光発電の出力状況を把握し、かつ電力系統の周波数維持を担ってきた火力や水力 発電などの既存電源と協調して蓄電池の制御を行う、蓄電池制御システムを開発する。
・各制御手法について、様々な条件下で試験し、その結果を踏まえ、適宜制御システムの改良を行う。