研究

2050年カーボンニュートラルに向けた地域のエネルギーシステムのあるべき姿を模索します。太陽光発電など分散型エネルギーを活用して、地域が主体的に自らのエネルギーシステムを構築していく時代になってきました。大規模発電所など外部からのエネルギー供給に加えて、自らのエネルギー源を上手く組み合わせ、地域の特性や価値観に合わせたシステムをデザインしていくことが求められます。カーボンニュートラルを実現する地域のエネルギーシステムとはどのようなものになるのでしょうか。数理計画モデルを活用して、需要側の視点から望ましい最適なエネルギーシステムを考えます。

再生可能エネルギー普及を進めていくためには、発電量の変化や不確実性に対応するための電力系統フレキシビリティ（柔軟性・調整力）の強化が必要です。需要側のフレキシビリティ提供の社会実装に向けて需給調整力市場などの社会的仕組みも整備されつつあります。その議論の過程でフレキシビリティにも、様々な性質・価値を有するフレキシビリティがあることがわかってきました。社会で再生可能エネルギー普及に貢献するために、地域コミュニティやマイクログリッドなどの需要側から様々なフレキシビリティを提供できる技術の開発や社会的仕組みの提案を行います。

再生可能エネルギー普及の障害の一つが、電力系統運用への影響です。太陽光発電の普及により、九州では太陽光発電の発電量を制限せざるを得なくなっています。その解決策の一つとして、エネルギー需要家に設置される分散型エネルギー資源（Distributed Energy Resource：DER）を用いて電力系統の運用に貢献するデマンドレスポンスや電気自動車の充放電を活用するV2G（Vehicle to grid）といった技術の実用化が期待されています。その実現のためには、どのような運用を行えば電力系統の運用に貢献できて、需要家にもメリットがあるのかを明らかにしていく必要があります。そこで、再生可能エネルギー普及の際の電力系統への影響を低減を目的とした、分散型エネルギー資源の最適運用技術の開発を行います。

住宅など小規模需要家がフレキシビリティを提供する場合、アグリゲータと呼ばれる取りまとめ事業者を通じて市場で取引をします。アグリゲータは多数の需要家とやり取りしながら、効率的なフレキシビリティの調達を図ります。アグリゲータがフレキシビリティを調達するに当たり、保有機器、エネルギー需要または価値観が異なる多数の需要家からの最適な調達戦略（ポートフォリオ構築）が必要となります。さらに実際の市場取引の流れにそって、前日からゲートクローズ、リアルタイムへと状況が変化する中で、常に最適なポートフォリオ構築し続ける技術の開発を目指します。

電気自動車（EV）は、充電器に接続されることで、電力システムの一部となります。充電を電力系統の状況に合わせて制御したり、電力が不足する際には放電によってEVから電力を供給してもらうこともできます。そういったEVの充放電を電力系統運用に活用する技術は、V2G（Vehicle-to-grid）と呼ばれており、エネルギーシステムにとってEV普及の大きな意義と言えます。自家用車だけでなく、商用車を含めたあらゆるEVの電力系統運用への活用に関する研究を行います。

完全自動運転（レベル5）が実現すれば、無人タクシー・カーシェアなど新しいモビリティサービスの誕生が期待されます。これらモビリティとエネルギーが融合した社会に向けた技術開発を行います。無人タクシーは移動貧困問題の解決に資するだけでなく、V2Gによって電力系統運用、さらに再生可能エネルギー普及にも貢献できます。