時間帯別電気料金の費用便益分析

時間帯別電気料金の費用便益分析

著者 山谷 修作

著者別名 Yamaya Shusaku

雑誌名 経済論集

巻 9

号 2

ページ p209‑227

発行年 1984‑02

URL http://id.nii.ac.jp/1060/00005481/

Creative Commons : 表示 ‑ 非営利 ‑ 改変禁止 http://creativecommons.org/licenses/by‑nc‑nd/3.0/deed.ja

〈研究ノート〉

時間帯別電気料金の費用便益分析

は じ め に

山 谷 修 作

目 次 はじめに

1.  費用節約的分析 2.  厚生経済学的分析 3.  費用便益分析の評価 むすび

209 

アメリカの電気事業では，ここ数年の間に，時間帯別(Time‑of‑Day:TOD)  料金への関心が急速に高まり，すでに多数の規制委員会も電力企業によっ てこうした料金体系が採用・実施されるようになっている。全米各地でさま ざまな TOD料金実験が試みられ，それらの分析結果が公表されるにつれ て，当然、のことながら，費用と便益の評価に強い関心が寄ぜられるようにな

ってきた。

TOD電気料金の費用便益分析に関する研究は，各地でTOD料金実験が 行なわれるようになった1970年代後半以降，いくつか現われるようになっ てきた。これらの研究のほとんどは，便益としてTOD料金の実施によるあ りうべき節約額を計測するものである。こうしたアプローチの仕方を，ここ では「費用節約的分析」と呼ぶことにしよう。こうした分析は一般に， 2つ 以上の代替的見積りの下に総収入リクワイアメシトの比較を行なうのである が， TOD料金の適用により需要家が経験するサーピス価値の利得と損失を 十分に反映しないとの批判を受けている。

1)  TOD料金導入の動機と過程，および現在の実施状況については，山谷修作(19 83.8)および (1983.12)を参照されたい。

210 

これに対して，厚生経済理論の枠組を直裁的にTOD料金の分析に適用す る「厚生経済学的分析」は，料金の変化によりもたらされる費用と便益の評 価のためのより納得のいく方法を提供するように思われる。厚生経済学的分 析を最初にTOD料金設定に適用した研究は， Wenders， ]. T.  and L. D.  Taylor (Autumn 1976)であるといわれる。彼らは， イギリスでの TOD 料金の経験から得られた需要弾力性値を， TODメータリング・コストおよ びアメリカの電気需要聖書力性についての推定と結びつけて，季節別料金が TOD料金を必要とさせないほど十分なインパクトをロードカープに与える かもしれないとの結論を下している。彼らは，こうした結論に基づいて，季 節別料金は実施コストがかからないため，まず最初に実施されるべきであり，

しかるのちにTOD料金の追加的な便益と費用を計算すべきであると主張し ている。この研究はTOD料金の費用便益分析の一部分としての季節別料金 の効果を大きく評価するものといってよし、。こうした分析手法は，全米各地 における需要弾力性の計測を含むTOD料金実験からのデータが得られるよ うになるにつれ， その後の一連の研究に引き継がれ， TOD料金の費用便益 分析として発畏されるところとなった。

本稿は， 費用節約的分析手法をとる代表的な研究として Lande，R.  H.  (Mar. 29， 1979)を，また厚生経済学的分析手法をとる代表的な研究として Wenders， ]. T.  and R.A. Lyman(Oct. /Nov. 1982)を取りあげ， TOD  電気料金の費用使益分析の理論的枠組と分析結果をサーベイするものである。

1.  費用節約的分析

TOD電気料金の費用便益分析において， これまでいくつかの費用節約的 分析手法を用いた研究が発表されているが，その典型的なものにLande，R.  H.  (Mar. 29， 1979)がある。まずこれに沿って，費用節約的な費用便益分 析の枠組をたどることからはじめよう。

Landeの費用便益分析の枠組では，費用としてさまざまな需要家にTOD 料金を実施するに必要なメータリング装置を購入・設置するための純増分コ ストが， また便益としてTOD料金設定により節約(または繰延ぺ)される所

2)  たとえば， Alexander， B. 

J .  

(Dec. 4， 1980)， p.26およびHuettner，D.， 

J .  

Kasulis， and N. DikemanCJuly 1982)， p.95の指摘を参照されたい。

時間帯liiJ電気料金の費用便益分析 211 

要設備並びに燃料の価値がとられてレる。具体的なデータの多くは，夏季に ピークを持つ電力企業 BostonEdison  Companyから得られたものを使用 している。

ピーク時需要弾力性については，エネルギー省が住宅用需要家について実 施した4つの実験とイギリスでの実験から得られた数値(ピーク時減少率は，ア ーカンサス実験41%， オハイオ実験27%， パーモント実験36%，コネチカット実験 46%，ロンドン実験24%)を参考にし， これの初体験による関心効果を割り引 レて，楽観的な見積りとして40%， 控え目な見積りとして10%， 中間的な 期待見積りとして20%という 3つの数値を用いている。商工業用需要家に ついても同じ数値を適用してレる。

(1)  費用と便益の算定

豊里

まず，

TOD

料金設定のコストにつし、ては， 住宅用需要家は消費量 を月間6，000kwhまで計

m u

できる3時間帯用

TOD

メーターを，また商工業 用需要家は最大需要も計測できる

TOD

メーターを用いると仮定し，次のよ

うな追加的な年間メータリング・コストを算定する。

月間消費量(kwh) ^追加グ・コスト(ドノレ) ング・コスト(ドル)^{l的メータリγ 追加的年間メータリ} 住 宅 用 1 ~ 6，000  160  32 

商工業用 1 ~80，000 500  100 

80，000超 900 180 

皇杢車並1m

次に，電力企業にとっての所要資本の節約額が算定される。

Boston Edisonの住宅用種別の平均的需要家は月間 350kwhの電気を使用 しシステムピーク時の需要規模はおよそ1.15kwである。また同社の算定 によるピークロード用発電施設の年間コストはkwあたり 34ドルである。そ こでいま，予測されるピークについて20%の供給予備率を織り込んで施設 するものと仮定すれば，住宅用需要家に対して

TOD

料金を実施することに 3)  このピーク時減少率は明らかにkwについてのものであるが， Lande はkwh

減少率としても同じ数値を用いている。しかし， 論文中には何らの断り書きもな く，きわめてラフな印象を受ける。

4)  Lande論文では，表の第1行目が住宅用ではなく商業用， 第2・3行自が商工 業用ではなく工業用とされ，また第 2 行自の月間消費量 (kwh) が 1~80，OOO では なく 3，OOO~80，OOO とされているが，本表のように訂正するのが正しいであろう。

212 

よる，同社にとっての年間資本節約額は， ピーク時減少の控え目，期待，お よび楽観的な各見積りについて，次のように計算される。

ピーク時減少 需要(kw) 供給予備率 ピークロード用施設 lkwの建設コスト(わけ

10% 

x 

1.15 

x 

1.2 

x 

34  =  4.69ドル 20% 

x 

1.15 

x 

1.2 

x 

34  =  9.38ドル 40% 

x 

1.15 

x 

1.2 

x 

34  = 18.79ドル 商工業用需要家についても同様の計算がなされる。 BostonEdisonの商工 業用種別の平均的需要家は月間ほぽ6，000kwhの電気を使用し，システムピ ーク時の需要規模はおよそ22.0kwである。そこで，同社にとっての年間資 本節約額は，ピーク時使用減少の控え目，期待，および楽観的な各見積りに つレて，次のように計算される。

ピーク時減少 需要(kw) 供給予備率 ピークロード用施設 lkwの建設コスト(ドル)

10% 

x 

22.0 

x 

1.2 

x 

34  = 89.76ドル 20% 

x 

22.0 

x 

1.2 

x 

34  =179.52ドル 40% 

x 

22.0 

x 

1.2 

x 

34  =359.04ドル なお，これらの見積りは「平均的」な住宅用・商工業用需要家についての ものであり，需要家規模が異なれば当然，節約見積りも異なる点に注意しな ければならなし、。

盤型箆皇霊燃料節約額は，電力企業の夏季ピーク時間数に依存するであ ろう。夏季ピーク時間数は地域的な条件によって電力企業ごとにかなりの差 がみられることから， 200，400および800時間のそれぞれ控え目，期待，お よび楽観的な見積りを用L、，各々の見積りをそれぞれピーク減少の控え目，

期待，および楽観的な見積りに適用する。ここで，楽観的な見積りについて は，コネチカット実験を参考にして， TOD料金設定により需要家が夏季ピ ークの4カ月について追加的に5%だけ総消費を減少させ，控え目な見積り については， TOD料金設定による需要家の総電気使用の減少が存在しない

ものと，それぞれ仮定されている。

前述の資本節約額の見積りはシステムピーク日のピーク使用減少に基づい たが，燃料節約はピーク季を通じて発生するため，平均的な夏季の平日に起 こるピーク使用減少に基づいて計算されるべきであるとされる。コネチカッ

ト実験での平均的な夏季の平日のピーク減少がピーク日のピーク減少をほぼ 25%下回ったことを参考にして，ここではピーク減少見積りに0.75が乗じら れる。

Boston Edisonの住宅用および商工業用種別の平均的な需要家についての 夏季の日ピーク需要は，それぞれ1.05kwおよび19.0kwである。また同社 の燃料費はピーグロード用石油発電所について1kwhあたり 3.2セント，

原子力発電所について1kwhあたり 0.74セントと見積られており， ピーク 使用からベース使用へ移された1kwhは， 3.2‑0.74=2.46セントの節約をも たらすことになる。かくて，燃料節約のシステムにとっての期待価値は，平 均的な夏季日についての想定されるピーク減少見積りに，想定されるピーク 減少時間と，節約される燃料費とを乗じることによって計算される。

〈月間消費量350kwhの平均的な住宅用需要家について〉

ピーク時夏季の日ピーク 夏季ピーク lkwhあたり燃料 減少 需要(kw) 時間数 節約額(セント)

10% x 0.75 x 1.05  x  200  x  2.46  20% x 0.75 x 1.05  x  400  x  3.2  40% x 0.75 x 1.05  x  800  x  3.2 

=0.39ドル

=2.02ドル

十(4カ月x350kwhxO.05)x 2.46  =9.79ドノレ

〈月間消費量6，000kwhの平均的な商工業用需要家について〉

ピーク時夏季の日ピーク 夏季ピーク lkwhあたり燃料 減少 需要(kw) 時間数 節約額(セント)

10% x 0.75 x 19.0  x  200  x  2.46  =7.01ドル 20% x 0.75 x 19.0  x  400  x  3.2  =36.48ドル 40% x 0.75 x 19.0  x  800  x  3.2 

十(4カ月 x6

，

000 kwh x 0.05) x  2.46  =175.44ドノレ 総節約額

TOD

料金設定の実施によりもたらされる電力企業にとっての 総節約額は，控え目，期待，および楽観的の各見積りごとに，資本節約額と 燃料節約額とを合計することによって得られる。そうすると， 月間平均350 kwhの住宅用需要家についての年間総節約額は， 控え目， 期待，および楽 観的なピーク減少見積りについて，それぞれ5.08ドル， 11.40ドル， および 28.58ドルとなる。また， 月間平均6，000kwhの商工業用需要家についての 年間総節約額は，控え白，期待，および楽観的なピーク減少見積りについて，

214 

それぞれ96.77ドル， 216ドル，および534.48ドルとなる。

(2)  費用・便益均等水準

Lande

は，以上のようにして算出した費用と便益を住宅用需要家と商工 業用需要家のそれぞれについて比較する。

住宅用需要家について 住宅用需要家についての

TOD

料金設定の年間追 加的コストは32ドルと計算された。このコストは， 平均的な住宅用需要家 について

TOD

料金を実施することから得られる便益の楽観的な見積りをさ え上回っている。しかし，ここでの節約額見積りは月間350kwhの電気を使 用する平均的な需要家についてだけ算定されたものである。そこで，コネチ カット実験の結果をもとに， ピーク時の需要弾力性は需要家の規模に関して 一定であると仮定して，控え目，期待，および楽観的な各見積りについて図 1に示されるような費用と便益の対応関係が措かれる。それによれば， ピー ク減少と燃料節約額の控え目，期待，および楽観的な見積りが受け入れられ る場合には，電力企業はそれぞれ月間2，205kwh， 982 kwh，および392kwh 以上電気を使用するすべての住宅用需要家について

TOD

料金を実施すべき であることになる。

図1住宅用需要家についての費用・便益均等水準

年/l 

l v A U  

Pノ 内

huh

ト﹄ .

Bl 

/  B2 

4 0  

32 

B3 

C 

。

1，000  1，500  2，000  2，500  3

，

000 

k w h l

月

注) Cはメータリングの年間追加コストを，また B"B2• および B，は，それぞれど-{1減少 と燃料節約額の控え目，期待，および楽観的見積りに基づく年間便益を示す。

ドル/年

2 0 0   1 5 0   1 0 0   5 0  

図2商工業用需要家についての費用・便益均等水準

C'  B2 

B3  C 

o  1

，

0002

，

0003

，

0004

，

0 0 0   5

，

0 0 0   6

，

0 0 0   7

，

000" 1 0 0

，

0 0 0 k w h /

月 (注) 記号は図 1と同じ。

商工業需要家について 月間

6

，

000kwh

使用する平均的な商工業用需要家 について

TOD

料金を実施する年間追加的コストは

1 0 0

ドルと見積られたの に 対 し

TOD

料金の実施により得られる年間便益は控え目，期待，および 楽観的なピーク減少見積りにつし、て， それぞれ

9 6 . 7 7

ドル.

2 1 6

ドル，およ び

5 3 4

.4

8

ドルと計算された。したがって，期待または楽観的なピーク減少見 積りが用いられるとすれば，電力企業は月間

6

，

000kwh

の平均的な商工業用 需要家につレて

TOD

料金を実施すべきであることになる。しかし，ピーク 時の需要弾力性が需要家の規模に関して一定であると仮定すれば，図2に示 されるような費用と便益の対応関係が拙かれる。それによれば， ピーク減少 と燃料節約額の控え乱期待，および楽観的な見積りが受け入れられる場合 には，電力企業はそれぞれ月間

6

，

2 0 0kwh

， 

2

，

7 7 8  kwh

，および

1

，

123kwh

以 上電気を使用するすべての商工業用需要家について

TOD

料金を実施すべき であることになる。

なお，需要料金の課せられなし、小規模の商工業用需要家については，需要 規模を計測できない，年間追加的コスト

3 2

ドルの

TOD

メーターを用いる ことができるため，均等水準は控え乱期待，および楽観の各節約見積りに ついて，それぞれ月間

1

，

9 8 4kwh

， 

8 8 9  kwh

，および

359kwh

となろう。

以上が Landeによる費用便益分析の枠組と分析結果である。その分析結 果に従えば，

TOD

料金は，期待見積りをとるとして，住宅用種別について

216 

は月間

982kwh

以上使用するすべての需要家に対して， また年間追加的コ スト

1 0 0

ドルのメーターを使用する商工業用種別については月間

2

，

778kwh

以上使用するすべての需要家に対して実施すべきであるとの政策が導き出さ れる。

しかし，こうした政策を導出するには，

Lande

の研究はあまりにもラフで ある。第ーに，

kw

に基づくべき資本節約額の計算にも，

kwh

に基づくべき 燃料節約額の計算にも，同ーの3つの代替的なピーク時弾力性見積りを適用 しているなど，

kw

の観念と

kwh

の概念が混乱しており， いずれにせよピ ーク時弾力性が正確な計測に基づくものではなし、。正確な需要弾力性に基づ かなし、場合には，便益の大きさを正確に計測することは不可能であろう。

第二に，燃料節約額の計算において，電力企業の夏季ピーク時間数の控え 目，期待，および楽観的な見積りを，それぞれピーク減少の控え目，期待，

および楽観的な見積りに適用しているのは適切とはし、えない。こうした時間 配分はピーク減少の控え目な見積りと楽観的な見積りとの聞の燃料節約額の 議離を増幅させるパイアスをかけるであろう。より正確な計算をするために は，最も可能性の高い夏季ピーク時間数の期待見積りのみをすべてのピーク 減少見積りに適用するほうがベターと思われる。

第三に，

TOD

料金の費用便益分析のためのより適切な需要弾力性は， 長 期のそれであるが，

Lande

の分析で参考にされたのは， いずれも

1

年間の 短期需要弾力性である。この点でも，

Lande

の分析結果はただちには受け入 れがたいものである。

第四に，

TOD

料金の望ましさは， こうした電力企業にとっての費用節約 的な分析によっては十分に計測されなL、。それは，むしろ需要家にとっての 純厚生の増減によって判断されるべきである。

次節では，厚生経済理論を直裁的に

TOD

料金の分析に適用する「厚生経 済学的分析」の枠組と分析結果を検討することにしよう。

2.  厚生経済学的分析 (1)  理論的枠組

厚生経済学的アプローチにおし、ては，

TOD

料金の費用便益分析は一般 に，便益として電気供給コストの時間的サイクルを料金がフォローすること

に失敗することによって引き起こされる歪みの消滅をとり，また費用として

TOD

メータリングの追加的コストをとって，両者を比較することによって 行なわれる。すなわち，

TOD

料金設定は， それにより消滅する厚生損失

( w e l f a r e  l o s s )

が

TOD

メータリングの追加的コストを上回る場合に， 望ま L いと判断されるのである。

Wenders

と

Lyman

によれば，

TOD

料金の費用便益分析の理論的枠組

5) 

は次のように示される。まず，夏冬2つの料金設定季が存在し，各々が昼間 (ピーク)と夜間(オフピーク)の料金設定時間帯を持っと仮定しよう。簡単化の ため，

4

つの料金設定時間帯はすべて等し い長さで，相互に独立的であり，

さらに各時間帯についての限界費用と需要関数が既知であると仮定Lょう。

L

たがって，

4

つの独立的な電気市場が存在することになる。

いま，季節別料金も

TOD

料金も設定されておらず，したがって夏冬 昼 夜を通じて均ーの料金が課せられているとすれば，これら4つの市場に現存 する厚生損失は，①適切な季節別料金を設定しなレことによる損失，および

②

TOD

料金を設定しないことによる追加的損失，の

2

つの部分に分けるこ とができる。このうち，①の損失は追加的なメータリング・コストを必要と しない最適な季節5J1j料金を設定することにより消滅させることができる。

TOD

料金を設定しないことから生じるのは， 最適な季節別料金が設定され たあとに残される厚生損失のみである。換言すれば，

TOD

料金設定により 得られるであろう便益は，最適な季節別料金の設定後に残された厚生損失の 部分のみである。したがって，新たなメータリング技術を必要とする

TOD

料金設定についての便益を計算する前に，まず既存のメーターから得ること が可能なすべての厚生利得

( w e l f a r e g a i n )

を解明する必要がある。

図3は夏季の電気市場を示している。限界費用に等しく設定される場合，

料金は夏季の昼間には

Pp

，夜間には

P o p

となるであろう。しかし特別なメ ーターが設置されない場合，昼夜均ーの料金氏を課しうるだけである。そ の場合，均一料金Puは昼間には限界費用を下回り， 夜間にはこれを上回る ので，電気は昼間には低すぎる料金を設定され，夜間には高すぎる料金を設

5) 

W e n d e r s

，]. 

T .   a n d  R .  

A. 

Lyman 

(1978)および

( O c t . j N o v .

1982)に基 づく。

218 

図3最適な季節別料金が設定されたあとに残される厚生損失(TOD料金設

定によって追加的に得られ~厚生利得)

料金

Pp 

P^弘

Q;p Qop  Q/  Qp 

MCp 

P .  

MCo^p 

ゐ一 量

定される。そのため図

3

において，昼間で三角形

ABC

，夜間で三角形

FGH

だけの厚生損失がもたらされることになる。それゆえ，問題は

P

pおよび

P

OP

から議離することによる厚生損失を最小化する Puを選択することである。

いま，均一料金が最初

P

OPに等しく設定されると仮定しよう。その場合，

夏季の昼間市場には三角形

ADE

に等しい厚生損失が引き起こされることに なるが，夜間市場には何ら厚生損失は存在しないであろう。次に，両市場で 均ーの料金がPuに引き上げられるとしよう。それにより昼間市場におし、て 四角形

BDEC

に等しい厚生利得がもたらされるが，夜間市場において三角 形

FGH

だけの厚生損失が生み出される。前者が後者よりも大きし、場合には，

この料金引上げの結果として総厚生は改善することになるから， Pu は厚生 の増分利得が増分損失を上回るかぎり漸次引き上げられるべきである。厚生 の極大をもたらす夏季料金がP pに近づくにつれ， 需要曲線D pの勾配はよ

り平坦になり， Dopの勾配はより急になる。極端なケースとして， もLDop 

が完全に非弾力的な場合には， Popを上回ってPuを引き上げても夏季の夜 間市場には何らの厚生損失ももたらされないため， PuはPpに等しく設定 されるべきである。同様に，D pが完全に非弾力的な場合には，PuはPop

時間帯別電気料金の費用便益分析 219  に等しく設定されるべきである。このように，料金は最も非弾力的な需要を 持つ市場において最も限界費用から君主離すべきであるという，周知の準最適 料金設定の原則は，ここでもあてはまる。なお，厚生を極大化する冬季の電 気料金設定の場合にも，以上の夏季料金設定と同様の方法が用いられるべき である。

このようにして季節別料金が最適化されると，次の作業は

TOD

料金設定 によってさらにどれだけの厚生利得が得られるかを評価することである)。そ の場合の厚生利得は，最適な季節別料金が設定されたあとに4つの市場の各 各に残される厚生損失にほかならない。図 3において， Puが最適な季節別 料金である場合には，面積

FGH

プラス

ABC

が

TOD

料金設定により夏 季市場にもたらされうる追加的な利得である。冬季市場にも 2つの同様の厚 生三角形が存在する。

TOD

料金設定によるメータリング・コストの増加額 と比較考量されねばならないのは，これら4つの市場における厚生利得の合 計額である。

(2)  モデルの計量化

Wendersと Lymanは，以上のような理論的枠組を5つの電力企業の各 需要家種別!の平均的規模の需要家に適用し計量化を試みている。計量化の ためには，各

TOD

料金設定時間帯についての需要の弾力性，各料金設定時

6 )  

ここでは³ 最適な季節別料金を

TOD

料金による便益の評価のための前提作業 として扱うにすぎないけれども， その重要性は看過されてはならない。季節別料 金は実施のための費用がかからず，場合によっては季節別料金により消滅される 厚生損失としてみた便益は，

TOD

料金の実施により達成される便益よりも大き いかもしれないからである。 Baltimore Gas  and  Electric  (BGE)とPublic Service of  New Mexico (PNM)について季節別料金対

TOD

料金の便益比率 を調査したもNendersとLymanによれば， BGEでは，平均約な住宅用需要家 について1.38，平均的な一般供給サーピス(商業用)需要家について0.61，平均的 な工業用需要家について2.48，またPNMでは，平均的な住宅用需要家について 0.06，平均的な小口電力需要家について0.14，平均的な一般電力需要家について 0.29であった。この調査によれば， BGEの需要家について季節別料金が相当大き な厚生利得を生み出すことは明らかである ((Oct.jNov.1982J， pp.16 and 19n.  3)。

7)  Wenders， J.  T. and R. A. Lyman (Oct.jNov. 1982J， pp.16‑7. 

220 

間帯についての限界費用，需要関数の形，および分析対象とされる需要家の 規模，についての情報が必要とされる。

需要の弾力性については長期非TOD弾力性値が用いられ，これを様々な TOD料金設定時間帯に適用可能であると仮定される。つまり， TOD需 要 弾 力性は長期非TOD需要弾力性にほぼ等しいと仮定されるのである。さらに，

様々な料金設定時間帯間の需要の交差弾力性がゼロであると仮定される。

限界費用データは， NARUC‑EPRIレート・デザイン・スタディーのコ スティング手法を適用することによって得られた。

この分析では，各需要家種別における， 年 間 消 費

kwh

について平均的な 需要家について， TOD料金設定の年間便益がメータリングの年間追加的費 用と比較される。 TOD料金設定についての便益は需要家の消費規模に強く 関連しているので，他の事情にして等しければ，平均的需要家がTOD料 金

8)  この分析において参考にされた長期需要弾力性値は， Taylor， L.  D.  (Spring 

1975) による見積り(住宅用-1.02~ -1.89，商業用-1.36，工業用-1.25~-

1.82)をはじめ， BGEについて DataResources， Inc.が算定した数値等を勘案 した見積り(夏季の住宅用 ‑0.90，商業用 0.79，工業用 1.00，冬季の住宅用

‑0.82，商業用ー0.25，工業用 ‑1.00)、および PNMについて NationalEco‑ nomic  Research  Associates， Inc.が算定した見積り(住宅用 0.93，商業用

‑0.56，一般電力一0.63，工業用 ‑0.63)である。

9)  これは，アメリカでは長期TOD弾力性を得るに十分なほど長期にわたるTOD 料金設定の経験がないために，適切な長期 TOD需要弾力性を示す既存データが 存在しなかったことによる。

10)  このことは次のような意味を持つ。もし昼間と夜間の電気需要が実際に代替的 であり，昼間の電気料金の上昇が電気使用の夜間へのシフトを引き起こすとすれ ば，ここでの交差強力性ゼロの仮定は TOD料金設定による便益を過小に見積る ことになる。あるいは， もし昼間と夜間の電気の関係が補完的な性格を持ち，昼 間の電気料金の上昇が夜間に消費される電気量の減少を引き起こすとすれば，

TOD料金設定による便益は過大評価されるであろう。一般には，昼・夜間電気 の関係はおそらく代替的であろうから，得られる結果は過小評価のパイアスを持 っと思われる。

11)  時間帯別料金のコスティング手法については，山谷修作(1983.10)を参照され Tこし、。

時間帯別電気料金の費用便益分析 221  表1平均的需要家についての TOD料金設定の便益と費用

電 力 企 業 ￨ 需 要 家 種 別 平均kwh 便(ドル益) 費(ドル用) 分k岐wh点 住: 宅 用 7，432  344  299  6，345  BGE  一般サーピス 6，1745  1，798  323  11，087 

工 業 用 10，011，226  222，331 

。 。

住 宅 用 9，416  403  299  6，978  Delmarva  一般サーピス(一次) 45，784  ，1228  323  12，036  一般サーピス(二次) 3，043，472  86，920  1，108  38，782  住 宅 用 5，507  328  480  8，068  小 口 電 力 19，053  738  480  12，398  PN乱f

一 般 電 力 460，747  18，780  ，1776  43，572  大 口 電 力 8，196，655  262，754  1，776  55，403  住 宅 用 3，275  210  397  6，191  住 宅 用 10，229  771  397  5，267  一般サーピス 5，318  352  430  6，491  Illinois Power  一般サーピス 24，708  4，887  ，1474  7，453  大 口 電 力 8，604，332  226，810  1，474  55，926  大 口 電 力 103，449，000  1，940，327  1，474  78，598  住 宅 用 8，169  539  398  6，027  PEPCO  一 般 電 力 ( 二 次 ) 321，740  16，274  430  8，494  工 業 用 6，719，645  186，550  1，474  53，102  (出所) Wenders， J.  T. and R. A. Lyman (Oct./Nov. 1982)， p.17. 

設定についての費用便益分析にパスする場合には，おそらく平均規模以上の すべての需要家もまたこうしたテストをパスするであろう。

このようにしてモデルを5つの電力企業に適用した結果は表1のとおりで あり， 便益と費用の欄の値を比較することにより， TOD料金設定が各種別 の平均的需要家に純便益をもたらすか否かを知ることができる。たとえば，

TOD料金設定は BaltimoreGas and  Electric (BGE)の平均的な住宅用 需要家については純便益をもたらすが， Public Service Company of New  Mexico(PNM)の平均的な住宅用需要家についてはそうではなし、。

表1の最後の欄は，費用便益テストをパスする需要家規模の分岐点を示し ている。分岐点kwhよりも消費規模が小さな需要家については， TOD料 金設定はベネフィシャルではなく， 分岐点kwhよりも消費規模の大きい需

222 

要家にとっては

TOD

料金設定はベネフィシャルである。

こうした分析結ー果から，羽TendersとLymanは， 次のような結論を引き 出している。

①

TOD

料金設定はたしかに， 工業用，大口電力，および一次一般サーピ ス種別のすべての需要家に経済的な純便益をもたらす。これらのすべての ケースにおいて，便益はこれらの種別の各々における平均的な需要家にと っての費用を圧倒的に上回っている。

②

TOD

料金設定はより規模の大きな一般サーピスおよび一般電力種別の 平均的需要家にも純便益をもたらすが，これらの種別のなかに

TOD

料金 設定がベネフィシャルではない，より小規模な需要家が存在することは明 らかである。

③住宅用およびより規模の小さい一般サーピス種別については，平均的需 要家が費用便益テストをパスする電力企業もそうでない電力企業もあるこ

とから，

TOD

料金の実施にはより一層の注意が払われなければならなし、。

どの規模まで

TOD

料金を実施すべきかは，電力企業によりある程度異な るが，他方で，すべての電力企業の住宅用およびより小規模な一般サーピ ス種別のなかに

TOD

料金設定の候補者が存在することもまた明らかであ る。

Wendersと Lymanは，以上のような分析に基づいて， rすべての工業 用および大規模商業用需要家ができるかぎりすみやかに完全な

TOD

料金を 適用されるべきであるが，しかし住宅用および小規模商業用需要家について

TOD

料金を実施する場合には一層の注意が必要で、ある。これら後者の種別 については，おそらく最大規模の

20%

ほどが現在のところ

TOD

料金の実 施のためにプログラムされるべきである」との政策提言を行なっている。

さらに， We時 rsとLymanは，

TOD

料金の実施の仕方についてわが 国でも参考とすべき，次のような提言をしている。まず最大規模の需要家を 持つ需要家種別からスタートすることによって，

TOD

メータリングへのわ

12)  再，Tenders，]. 

T .  

and R. A. Lyman (Oct.jNov. 1982)， p.17.  13)  Ibid.， p.18. 

14)  Ibid.， pp.18‑9. 

表2 大規模需要家のTOD料金適用総kwh負荷に占める比率 電 力 企 業 TOD需要比家率

数 (96) 総kTWOhD負料荷金の適比用率の(96)  BGE  592  .075  36.4 

5，167  .65  55.4  Delmarva  86  .107  18.5  IlIinois Power  372  .071  50.9  PEPCO  245  .085  26 

7，359  2.54  58  (出所) Wenders，]. T. and R. A. Lyman (Oct./Nov.  1982J， p.18. 

ずかな投資により，大きな比率の電力ロードについて完全な TOD料金を適 用することが可能である。表2は，大規模需要家の数と TOD料金を適用し

うる負荷の比率との対応関係を示している。それによれば， 一般に， TOD  メーターを電力企業の需要家の1%以下に設置させるだけで電力企業の負荷 の 40~50% を TCD 料金の適用下におくことが可能である。

以上が WendersとLymanによる費用便益分析の枠組と分析結果，並び にそれに基づく政策提言の概要であるが，最後に，彼らの分析についての問 題点を指摘しておこう。

第一に，羽TendersとLymanの分析では，長期TOD需要弾力性の代わ りに，長期非TOD需要弾力性値が用いられ，両者がほぼ等しいものと仮定 されている。これは適切な長期TOD需要弾力性データがまだ利用可能でな いことによるものであるが，分析結果の説得力を弱める要因の1つとなって し、る。

第二に， WendersとLymanの分析が，電力企業の取替コストではなく 歴史的コストに基づいていることについて， D. Huettnerにより批判がなさ れている。社会的費用および便益は取替コストによるほうが，より正確に計 測されるからである。

3.  費用便益分析の評価

15)  Huettner， D.  (Nov.  1980).  Huettnerの批判は， ¥VendersとLymanの (1979)論文に向けられたものであるが， (Oct.jNov.1982)論文にもあてはまるも のである。

224 

羽TendersとLymanによる費用便益分析の結果によれば，

TOD

料金はす べての工業用および大口商業用需要家について実施されるべきであるが，住 宅用および小口商業用種別については一定の大口需要家についてのみ実施す べきであるとされる。こうした分析結果はまた，他の大部分の費用便益分析

においても受け入れられているところである。

羽TendersとLymanの分析結果を受け入れるとすれば，

TOD

料金の実 施においてさらに慎重な研究が必要とされるのは，住宅用需要家の場合であ ろう。

この点に関して，最近発表された

D .W. 

Cavesらによる住宅用

TOD

料

16) 

金の費用便益分析は，興味深い結果を提供している。この分析は，便益とし て，

TOD

料金実施による需要家にとっての料金支払の変化額と電力企業に とっての純収入の変化額とがとられている点，およびはじめて長期

TOD

需 要弾力性(4年間にわたるウィスコンシン住宅用電気料金実験から得られたデータ) を適用した点に特色がある。それによれば，

TOD

料金設定による純便益は，

研究対象とされたイリノイ州の4つの電力企業すべての大口住宅用需要家 (夏季の月間使用量1，500kwh以上)について決定的にマイナスであり， 損失は 1需要家あたり 317ドルから395ドルに及ぶことが明らかにされてしる。

Cavesらの分析結果は，住宅用需要家については，明らかに

TOD

料金よ りもスタンダード料金のほうが望ましいというものであった。こうした分析 結果が得られた原因として， Cavesらは第ーに，

TOD

メータリング・コス トが高いことをあげている。

TOD

メーターがスタンダード・メーターより も高価な理由は， メータ一本体がより高価なほか，電池取替や検針の複雑化 のために年間運営費がより高くっき，また耐用年数がより短かいことによる ものである。 Cavesらの計算によれば，住宅用

TOD

料金が魅力的となるた めには，

TOD

メータ一価格が約

80%

ダウンする必要があるとされる。

住宅用

TOD

料金について悲観的な結果が得られた第二の原因として，

Cavesらは，現在の余剰設備状況の結果，ピーク時とオフピーク時の電気供 給の限界費用の議離が小さくなっている点を指摘している。スタンダードな

16)  Caves， D. W.， L. R. Christensen. W. E. Hendricks. and P.E. Schoech  (Dec. 1982jJan.  1983J. 

料金が限界費用から大幅に議離している場合には， TOD料金から得られる 便益は潜在的に大きいが，逆にスタンダードな料金が限界費用に相当近い場 合には， TOD料金の実施は追加的なメータリング・コストを下回る便益し か生み出さないであろう。最近アメリカの電力企業は需要の低迷により軒並 み余剰設備を抱えており， こうした状況が Cavesらの研究結果に反映され た面が大きし、と思われる。

こうした分析結果に基づいて， Cavesらは， r電力企業と規制委員会は住 宅用TOD料金の実施については慎重でなければならず，そうでない場合に は，電力企業とその需要家にとってきわめてコストリーとなることが考えら れる」との示唆を与えている。

住宅用 TOD料金設定の障害となる高い追加的TODメータリング・コス トへの対応策を考えるうえでの1つのヒントは， Huettnerらのオクラホマ 研究により提供されよう。 Huettnerらは， 100以上の住宅用需要家をひと まとめにして，そのピーグおよびオフピーク

kwh

お よ び

kw

情 報 を

1

つ のTODメーターで記録し，各需要家はその備え付けのスタンダードな1レ

ジスター・メーターで記録される月間

kwh

使用量に比例して， グループの 総料金支払額を負担する，とし、う方式を考案した。こうしたグループ・メー ターは， TOD料金の低コストでの実施を可能にするであろう。 Huettnerら の研究では，電力企業の便益は，最小口を除きすべての需要家規模の種別に ついてのグループ・メーターのメータリング・コストを上回ること，および 個別メーターはより大口の住宅用需要家についてのみ電力企業にとってコス

ト・エフェグティープであることが示きれている。

む す び

TOD料金の費用便益分析は， ほとんど例外なく，大口商工業用需要家に 対する TOD料金の実施の望ましさを裏付けている。残された問題は，住宅 用TOD料金の望ましさについてのより正確な計測作業である。

その場合，費用便益分析は長期TOD需要弾力性に基づいて行なわれるこ とが望ましい。なぜならば， TOD料金の消費者便益は，需要家が電気器具

17)  Ibid.， P .40. 

18)  Huettner， D.， ]. Kasulis， and N.  Dikeman (July 1982)を参照されたい。

226 

の保有を調整し，タイマーその他の装置を購入するなどの対応を行なうこと によって，長期的に増大することが実証きれているからである。そうした意 味で，現在ウィスコンシン， ロサンセ・ルス， アリゾナ，およびバーモントな ど，全米各地で巨費を投じて試みられている住宅用

TOD

料 金 実 験 か ら の デ ータが利用可能になることがまたれる。

参 考 文 献

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Taylor， Lester D.， The Demand for Electricity:  A Survey"， Bell Journal  19)  たとえば， Caves， D.  W. and L. R. Christensen (April 1980)の実証研

究，および Berg，S. V. (Oct. 8， 1981)， p.24の指摘を参照されたL。、

20)  筆者は1983年2月に， ウィスコンシンの州都マジソγにウィスコンシン電気 料金実験の分析を担当した LauritsR.  Christensen Associates， Incorporated  を訪ね， 同社社長の Christensen氏(ウィスコンシン大学教授)および副社長の Douglas W. Caves氏から， 300万ドル(約7億円)の巨費を役じた実験の全容と 分析結果についての詳細な情報を入手した。近く紹介する予定である((1984.3))。

of Economics， VoI.  6， No.1  (Spring 1975). 

Wenders， John T. and R.  Ashley  Lyman，An Analysis  of  the  Bene五ts and Costs  of  Seasonal‑Time‑of‑Day Electricity  Rates"， in  Michael A. 

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一一一， Determining the  Optimal  Penetration  of  Time‑of‑day  Electricity  Tariffs"， Electric Ratemaking， VoI.  1， No.5  (October/November 1982).  Wenders， John T. and Lester D.  Taylor， Experiments in Seasonal‑Time‑

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山谷修作「アメリカ電気事業における TOU料金の理論と実筒状況JIi運輸と経済』

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一一「アメリカ時間，;告別電気料金一ーその導入過程，実施状況，有効性，わが国へ の導入の条件JIi公益事業研究.!I35巻2号(1983年12月)。

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