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コラム

VPP(仮想発電所)とは|メリット・ビジネスモデル・政府の見解

2021.04.27

VPP(仮想発電所)は、分散している小規模エネルギーリソースを集中させ、一つの発電所のように機能させる仕組みです。エネルギーの課題解決やエネルギーの地産地消が期待できるシステムとして、VPPには大きな期待と注目が集まっています。

今回は、VPPの概要からVPPの主なメリット、VPPを活用したビジネスモデルまで解説します。VPPはエネルギーだけでなくビジネスや経済にも大きな影響を及ぼすため、今からでもVPPに対する理解を深めておきましょう。

 

1.VPPとは?

VPP(バーチャルパワープラント)とは、日本語に訳すと「仮想発電所」を指す言葉です。経済産業省は、VPPを以下のように説明しています。

バーチャルパワープラント(VPP)は、系統上に散在する分散型エネルギーリソースをIoT技術を用いて遠隔に制御することで、発電所のような電力創出と調整機能を提供する 仕組みをいう。アグリゲーター※がエネルギーサービスを提供するキープレイヤーとなる。

※ここでは、リソースアグリゲーター(需要家とVPPサービス契約を直接締結し、リソース制御を行う事業者)とアグリゲーションコーディネーター(送配電事業者や電力市場等に対して電力取引を行う事業者)を意味する。

引用:経済産業省「分散型エネルギーリソースの最適活用に向けた取組」

つまり、分散している発電設備・蓄電設備・需要設備を、IoT技術によって一つの発電所のように制御する仕組みがVPPです。上記のアグリゲーターは、需要家の電力使用を制御する「リソースアグリゲーター」と、送配電事業者や電力市場に電力取引を行う「アグリゲーションコーディネーター」を指します。

 

1-1.VPPが注目されている背景

VPPが注目されている背景には、日本国内のエネルギーシステム構造が変化したことで、以下のような新たに解決すべき課題が出現したことにあります。

  • 再エネ(再生可能エネルギー)の普及拡大による火力発電の稼働率の低下
  • 再エネの主力電源化に向けたコスト低減・系統の増強・調整力の確保
  • 環境への配慮と経済効率性を両立したエネルギー供給の普及
  • 従来型の長距離大量送電の電力供給システムからの脱却・変革
  • 停電・災害時に対応できる強靭なエネルギーシステムの構築

VPPは地域内に分散している小規模エネルギーを統合できるため、エネルギーシステムが抱える課題を解決できると期待されています。

また、VPPで分散型エネルギーリソースを活用することには、以下のような意義があります。

  • 再エネを最大限活用することによる、エネルギー自給率の向上・地域活性化
  • 送配電時の電力ロスを低減することによる、エネルギー需給の効率化
  • 非常時も稼働できるエネルギーシステムの強靭化
  • 電気と熱を組み合わせることによる面的利用の実現

分散した小規模のリソースを活用するエネルギーシステムの構築には、低コスト化をはじめ、技術革新や電力システムの変革が必要となります。しかし、VPPは新しい電力創出源や調整力となる可能性を秘めるほど、大きな意義のある仕組みであることから、日本政府はVPPの推進に積極的に取り組んでいます。

 

1-2.VPPに関する大手企業の動向

再生可能エネルギーを使用した電力供給のほか、京セラ株式会社のような大手企業ではVPPの実証事業が進められています。

○株式会社VPPJapan

株式会社VPPJapanは、シーアールイー・名鉄運輸・伊藤忠商事とパートナーシップを締結し、3社6拠点の物流センターにおける使用電力の約半分を再エネに転換しています。物流センターの屋根に太陽光発電システムを取り付けることで、膨大な電力をまかなうと同時に環境問題の解決を目指しています。

○京セラ株式会社

京セラ株式会社は、アグリゲーションコーディネーターである大手電力会社3社と連携し、VPPの事業化に向けた実証に取り組んでいます。実証では、京セラが提供する蓄電池に対して、HEMSによりエネルギーリソースの制御管理が行われます。再エネの主力電源化とエネルギー需給構造の構築に貢献することが、この実証の目的です。

 

1-3.VPPと「ディマンドリスポンス(DR)」の違い・関係性

VPPと関係性が高い用語には、ディマンドリスポンス(DR)があります。ディマンドリスポンスとは需要応答という意味の言葉で、電力の供給状況に応じて電力需要も変化させる仕組みのことです。

VPPとディマンドリスポンスの違いは、VPPは供給側の取り組みであり、ディマンドリスポンスは需要側の取り組みであるとされています。しかし、海外ではディマンドリスポンスをベースとしてVPPを運用し、VPPの大半を電力需要が形成しているケースもあるため、厳密に大きな違いはないという意見もあります。

そのため、「ディマンドリスポンスの仕組みはVPPに活用できる」ということを認識しておくとよいでしょう。

 

2.資源エネルギー庁が示す「VPPの主なメリットと事業展望」

VPPは、日本が抱えるエネルギー課題の解決に一翼を担うと期待されている事業です。
経済産業省の資源エネルギー庁が示すVPPの主なメリットには、以下が挙げられます。

  • 調整力としての活用
  • EVの活用
  • 再エネ電力の活用

ここからは、VPPの主なメリットと事業展望について詳しく解説します。

 

2-1.調整力としての活用

2017年度以降のVPP実証事業においては、分散型リソースの制御の精度や速度を高める取り組みが行われています。2021年度以降は、VPPを実際に需給調整市場の調整力として提供する予定です。

VPPが電力の需給バランスの調整力として機能すれば、電力需要の集中などの課題解決や電力の安定需給が実現するでしょう。

 

2-2.EVの活用

今後普及拡大が期待されているEV(電気自動車)で、EVユーザーが自由に充電した場合、電力系統への負荷集中が懸念されます。太陽光自家発電や電力事業者など、複数の電源からEVに充電できるようにすることで充電ピークの発生を避けられるため、EVへのVPP活用モデルとして期待されています。

また、VPP実証事業の一環としてEVを直接電力系統に接続して充電したり、充電料金をコントロールして充電ピークの発生を抑えたりするシステムなども検討されています。

 

2-3.再エネ電力の活用

近年、水力・風力・地熱などの自然変動再エネの急速な拡大に伴う出力の変動が、電力系統に影響を及ぼすという問題が発生しています。そのため、再エネの活用量拡大だけでなく、電力需要が少ない時間帯の余剰電力をタイムシフトしたり、余剰時の発電量を減らしたりなどの制御も必要です。

VPPによって再エネの変動に応じた制御を行うことができれば、再エネ電力の安定的・効率的な運用や、さらなる導入拡大が期待できます。

 

3.VPPを活用したビジネスモデル2つ

VPPを実際のビジネスモデルに活用しようという試みはすでに始まっています。VPPを活用したビジネスモデルには、以下の2つが挙げられます。

○卒FIT太陽光発電

FIT買取期間を終えた住宅用太陽光発電を再エネとして活用するモデル

○ネガワット取引

アグリゲーターが電力会社と需要家の中間に立ち、電力需要に合わせて節電をコントロールするモデル

最後に、それぞれのビジネスモデルについて詳しく解説します。

 

3-1.卒FIT太陽光発電

卒FIT太陽光発電とは、FIT買取期間を終えた住宅用太陽光発電設備を安価な電源として活用するビジネスモデルです。
卒FIT太陽光発電の具体的な活用モデルには、以下が挙げられます。

  • 住宅用太陽光発電設備に蓄エネ技術を組み合わせて効率的な自家消費を促す
  • 太陽光発電による余剰電力を系統や蓄電池を用いて有効活用する
  • 住宅用太陽光が持つ自立運転機能を活かし、他電源と組み合わせて災害に備える

現在、太陽光発電による電力は高値で買い取られないため、FIT買取期間を終えた住宅用太陽光発電設備を持て余している方は少なくありません。VPPを活用することで、太陽光発電による余剰電力を有効利用できると期待されています。

 

3-2.ネガワット取引

ネガワット取引は、電力需要のピークに合わせて節電する、インセンティブ型の下げディマンドリスポンスです。一般送配電事業者や小売電気事業者などの電力供給側がインセンティブを支払うため、節電を実施した企業や家庭などの需要家は報酬を受け取ることができます。

ネガワット取引においてアグリゲーターは、電力会社と需要家の仲介役となり、司令塔として電力の抑制量とインセンティブの流れをコントロールします。節電の依頼方法や報酬単価は、アグリゲーターとの契約で決まります。
ネガワット取引は、節電による電力の安定供給や温室効果ガスの削減に貢献できるビジネスモデルとして注目されています。

 

まとめ

再エネ・環境分野はビジネスにも大きな影響を与えており、多くの一般企業が企業活動の一環として再エネや省エネに取り組んでいます。

VPPによる分散型エネルギーリソースの活用は、政府が積極的に推進している取り組みのひとつです。VPPの活用により、時流に合う新たなビジネスチャンスが生まれることも期待できます。

VPPや分散型エネルギーリソースに興味・関心のある方は、ぜひ今後も継続的に情報を集めて知識や理解を深めてください。


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