調整力

太陽光や風力など再エネの導入拡大が進む中で、電力システムの安定運用において重要性が高まっている概念が「調整力」だ。電力は需要と供給が常に一致していなければならず、バランスが崩れると停電につながる。再エネは天候や季節によって発電量が大きく変動するため、需給の変化を吸収する仕組みが不可欠となる。この需給バランスを調整する能力が「調整力」である。  

再エネの変動を吸収する調整力

再エネは環境負荷が小さい一方、発電量が自然条件に左右されやすい。たとえば、太陽光発電は曇りや雨の日に出力が低下し、風力発電は風況によって発電量が変動する。こうした変動に対応するため、電力システムでは別の電源で発電量を調整し、需給バランスを保つことが求められる。  

電力の需要と供給の関係は、下図のように時間によって変化する。発電量が不足すれば停電リスクが高まり、逆に余剰が生じれば系統運用に支障が出るため、常にバランスを保つ必要がある。このバランス調整を担うのが「調整力」だ。

火力発電が調整力の中心

現状、調整力の中心的な役割を担っているのが火力発電である。

火力発電は燃料投入量を調整することで出力を比較的柔軟に変えられるため、再エネの発電量が想定より少ない場合には出力を増やし、逆に多い場合には出力を下げることで需給バランスを保つことができる。  

再エネ導入が拡大するほど発電量の変動も大きくなるため、電力システム全体としては調整力の重要性がさらに高まるとされている。  

火力発電の稼働率低下という課題

しかし、再エネ拡大と電力市場の自由化により、火力発電を取り巻く環境は変化している。

再エネが優先的に利用されるため、火力発電は出力抑制の対象となることが多く、稼働率が低下する可能性がある。また、電力小売の自由化によって将来の収益見通しが不透明になり、新規投資が進みにくい状況も指摘されている。  

この結果、火力発電の新設や更新が進まなければ、将来的に調整力が不足し、電力供給の安定性や再エネ導入拡大に影響が出る恐れがある。

調整力確保に向けた制度と技術<

調整力を確保するため、日本では以下のような市場制度がある。

• 容量市場：将来の供給力（kW）を評価して取引する市場。発電所が稼働していなくても、供給能力を持つこと自体に対価が支払われる仕組みで、電源投資を促す狙いがある
• 需給調整市場：発電量を柔軟に調整できる能力（ΔkW）を取引する市場。送配電事業者の指令に応じて出力を調整する電源が対象となる。  

また、調整力は発電所だけでなく、さまざまな方法で確保できる。

• デマンドリスポンス（DR）：需要側で電力使用量を調整
• 蓄電池：余剰電力を貯めて不足時に供給
• 連系線の強化：地域間で電力を融通

こうした複数の手段を組み合わせることで、電力システムの柔軟性を高める取り組みが進められている。  

再エネ時代の電力システムの要

再エネの導入拡大は脱炭素社会に向けた重要な取り組みだが、その実現には電力システムの安定運用が不可欠である。

発電量が変動する再エネを大量導入するには、火力発電や蓄電池、需要側調整などによる「調整力」を確保することが重要となる。電力の安定供給を支えるこの調整力は、再エネ時代の電力システムにおいて欠かせない基盤となっている。

【参考】

• 資源エネルギー庁―再生可能エネルギー拡大に欠かせないのは「火力発電」！？