投稿者: haken

【電力事業の現場力】電源開発労働組合

国内設備出力の約半分を占める火力発電所で、現場の実力が試されている。

変動負荷対応や新技術の導入では、安全確保が何よりも重要だ。

戦後の電力需要に対応するため、1952年に設立した電源開発（現Jパワー）。社名の通り、主に水力発電や火力発電の分野でパイオニア的な役割を担ってきた。オイルショック後には海外炭鉱の権益を獲得。松島火力発電所など、国内初となる海外炭燃料の大規模火力発電所の建設に取り組んだ。

こうした歴史から、現在のJパワーの国内設備出力の約半分を占めるのは石炭火力発電だ。火力発電所は西日本に多く、2011年の東日本大震災直後は、ベースロード電源としてわが国の安定供給を支えた。しかし、近年は再生可能エネルギーが大量導入され、原子力発電所の再稼働が相次いだ結果、石炭火力発電の役割は様変わりした。

求められる役割が調整力となったことで、現場の緊張感はいっそう増している。需要に応じての負荷変動対応では、機器の起動停止を繰り返す必要があり、ベースロード電源だった頃に比べて運転員の操作機会が増加。高経年化によるトラブルとも隣り合わせだ。

新技術への対応も現場の課題としてのしかかる。国際的に非効率石炭火力発電所の廃止が求められている中で、バイオマス混焼の実施やアンモニア混焼に向けた準備が進められている。バイオマスは発熱の危険性があり、アンモニアは毒性を持つ。取り扱いには神経を注ぐが、石炭火力の脱炭素化を進める上で重要な取り組みだ。電源開発労働組合の小山豊書記長は「新技術の導入にあたっては、組合員の安全をしっかりと確保し、長時間労働や過重労働にならない体制を整えるため、現場の声にしっかりと耳を傾けることが重要だ」と語る。

海外での安全確保も重要 大間運開へ技術継承が鍵

Jパワーでは海外事業が拡大傾向にある。海外の発電容量は、すでに国内火力とほぼ同規模の約800万kW。米国やオーストラリアだけでなく、タイやフィリピンといったアジア各国に発電所の権益を保持している。

海外に組合員を派遣する際に労働組合が重視するのは、現地での安全衛生確保だ。発展途上国の中には、充実した医療にアクセスしづらい地域も存在する。また治安や居住環境が整っていない地点に組合員を派遣させるわけにはいかない。Jパワーの海外事業は今後も拡大予定で、労働組合の役割はより重要になりそうだ。

大間原子力発電所については、新規制基準の適合性審査が行われている。Jパワーにとっては初めての原子力発電所で、運転技術習得のため、他電力で研修を受けた組合員もいる。ところが、審査の長期化で技術を身に着けた人財が定年退職するなど、今後は運転開始に向けての技術継承が課題だ。運転開始に向けては周辺自治体の理解が重要で、大間町をはじめ三ヶ町村への訪問活動を再開するなど理解活動にも注力する。

関連企業との関係性について小山氏は「会社も組合も、Jパワーとグループ会社の関係は『兄弟』に似ていると認識している」と語る。他電力の場合、親子のように垂直的な関係になることが少なくないが、Jパワーは横のつながりを重視するのが特徴だ。この関係性は労働組合同士も変わらない。今後もグループ会社の労働組合と連携しながら、安定供給の現場を支えていく。

エネルギー基本計画の見直し議論が盛り上がる中、ことさら先行き不透明なのが火力政策だ。

退出が進む中で現場は多様な課題に直面。求められる役割に応じた政策のアップデートが待ったなしだ。

安定供給と脱炭素の狭間で、その立ち位置がもっともあやふやな電源が火力といえる。

資源エネルギー庁は5月8日の総合資源エネルギー調査会（経産相の諮問機関）電力・ガス基本政策小委員会で「今後の火力政策について」という資料を示した。足元で電源構成の7割を占める火力は稼働率低下などで退出が進む一方、事業者には脱炭素化の大規模投資が求められる。課題を踏まえた今後の論点として、①火力の位置付け、②ゼロエミ化、③石炭火力の在り方、④供給力の確保、⑤燃料安定供給の確保―を挙げた。

これについてエネルギーコンサルタントの水上裕康・ヒロ・ミズカミ社長は「火力は縮小均衡をベースに、残った設備をいかにゼロエミ化するかという政策が強く打ち出されてきたが、ここへきて電力需要がかなり拡大するとの見通しが強まってきた。『これ以上、給電指令に応じるディスパッチャブル電源たる火力に退出されないよう、つなぎとめなければ』というエネ庁の危機感が強く感じられる」と感想を述べる。

3年ぶりに夏の節電なしも 安定供給危うい状況続く

実際、火力の設備容量は2016年度の1・65億kWから、23年度は1・49億kWまで減少した。これまで政府は非効率石炭火力のフェードアウトに向け、省エネ法での規制や、容量市場での設備利用率に応じた容量確保金の減額措置を導入。一方、供給力の確保に向けては、容量市場や長期脱炭素電源オークションを実施し、新たに予備電源の仕組みも始まる。

2年前の3月末、東京・東北エリアで初の「電力需給ひっ迫警報」が発令されたことは記憶に新しい。その後も政府は夏・冬の節電要請を行い、今夏は3年ぶりに行われないこととなったが、足元の需給は万全とは言い切れない状況が続いている。

今年3月27~29日、JERAは東京エリアの火力5地点で計画停止や出力低下を行った。天候悪化によるLNG調達の遅延と、気温低下に伴い燃料消費が思いのほか進んだためだが、結果的には、エリアの電力需給に大きな支障は出なかった。

しかしその背景には、卸電力市場に限界費用で玉出しするルールの影響があった。というのも、今回の事例は3月のLNGスポット価格が安かったことに起因する。2月まで安かった石炭価格が3月にLNGと逆転した結果、LNG火力の稼働が優先されて消費が一層進んだという。「限界費用での玉出しを監視されており、石炭火力を多く動かすような対応ができなかった」（水上氏）ためだ。他産業と異なり、電力市場はボラティリティーによる価格シグナルを意図的に抑えており、その弊害の一例といえる。

たびたび安定供給が危ぶまれながらも、もう一方の命題である脱炭素の具体化も待ったなし。そんな中、関係者に驚きを持って受け止められたのが、Jパワーが5月上旬に発表した新たな中期経営計画（2024~26年度）だ。国内石炭火力のトランジションで、地点ごとの方針を初めて示したのだ。

約10年前、原子力規制委員会が開いた有識者会合の指摘に端を発し、日本原子力発電・敦賀発電所2号機の審査の停滞を招いた活断層問題。書類の書き換え問題を経て、昨年8月末に原電が補正書を提出後、審査が再開されたが、規制委は5月31日、焦点である原発敷地内のK断層の「活動性」について厳しい見解を示した。

原電が各種分析結果を踏まえ後期更新世（12万~13万年前）以降の活動がないと評価したK断層について、規制委は「活動性は否定しきれない」とし、また、評価を行ったD―1トレンチなどについては「活動性を否定する地点として妥当とは言えない」と言及したのだ。

規制委は「補正書のK断層の活動性に係る説明が終了した」との認識を示している。ただ、原電は同日、引き続きK断層の活動性に関わる追加調査に取り組む意向を示しており、審査の継続を求めた。

また規制委は6月6、7の両日、K断層が原子炉建屋直下まで続いているか否かという「連続性」に関して、現地調査を実施した。原電側は7月中旬に、これまでの規制委のコメント全てに回答すると表明。規制委は、今回の現地調査のラップアップの審査会合を6月中に行った上で、7月末の審査会合で最終判断を示すとみられる。

多数の証拠を提示 K断層の深さの調査も必要

ただ、有識者からは「審査では議論がかみ合っていないとの発言があり、K断層が副断層と呼ばれる地層表層のみのヒビかどうか調査が必要で、拙速な判断は避けるべきだ。調査なしで拙速な判断を下すと、岸田政権が掲げた原子力の最大限の活用に反する判断ミスになりかねない」（奈良林直・東京工業大学特任教授）といった指摘も挙がっている。

これまで原電は、活断層であることを否定するため、さまざまな証拠を提出して説明を重ねてきた。一方、規制委側が求めるのは明確な根拠であり、認識の食い違いも随所で見られている状況だ。

例えば、論点の一つであるK断層を覆う地層の堆積年代評価。最新の測定手法である光ルミネッセンス法によると、「13・3万プラスマイナス0・9万年より古い」という測定結果が示されたことから、規制委は、誤差を考慮すると、活動性を否定する評価とは矛盾すると指摘していた。これに対して原電は、火山灰分析などと併せて評価すれば、13万年前より古い層であると説明している。

仮に今回、新規制基準に適合しないと判断されれば、審査により廃炉を迫られる初のケースとなる。審査の効率化が求められるとはいえ、このまま重大な判断が示されることになるのか。そして有識者会合の指摘に端を発したこの議論が、いかなる結末を迎えるのか―。本件の行方に、関係者の視線が注がれている。

【日本ガイシ】

移設可能な蓄電池に加えてシェアリング機能も付与。

発電所から需要家に至る幅広いニーズに応える。

複数の蓄電池で構成する蓄電所で再生可能エネルギーの電力を蓄え需要に応じて供給する―。日本ガイシは、大和証券グループ本社傘下で再エネ投資を手がける大和エナジー・インフラ（東京都千代田区）と連携し、こうした仕組みを回す「シェアリング機能付きハイブリッド蓄電所」の開発に乗り出した。2026年度中の事業化を目指す。脱炭素化に向けた再エネ電源の導入拡大に伴い、電力の需給バランスを整えるニーズが高まる中、調整電源として広げたい考えだ。

「StorageHub」と名付けた蓄電所では、大容量で長寿命という特性を備えるNAS電池にリチウムイオン電池を組み合わせた。蓄電池を物理的に移設できるよう設計し、シェアリング機能も付与。発電所から需要家に至る幅広いシーンの蓄電池ニーズに柔軟に応える。

システムの信頼性担保 ブロックチェーンを駆使

ビジネスモデルを構築するのは、日本ガイシとリコーが共同出資するNR-Power Lab（名古屋市千種区）。日本ガイシと大和エナジー・インフラが蓄電所を保有・管理する会社の設立を視野に検討。その会社が管理する蓄電所をNR-Power Labが最適制御する。そこで威力を発揮するのが、分散するエネルギー資源をデジタル技術で遠隔制御するVPP（バーチャルパワープラント）システム。資源の使用可能量や電力需要などを予測し、効率的に利用できるようにする。さらにシステムの信頼性を担保できるよう「分散型ID（識別子）」も採用。データを安全に管理できるブロックチェーン（分散型台帳）技術を駆使する。

こうしたシステムの有効性を実証するため11カ所に16機の蓄電池を順次配置する計画で、容量は計6.3MW時に達する予定。中でも岩手県では実証機を県内の太陽光発電所に併設し、NAS電池とリチウムイオン電池を協調制御するシステムを整備。来年1月の運転開始を目指す。

NR-Power Labの中西祐一社長は「天候に左右される再エネを主力電源として活用していくためには、電力の需給バランスを整える調整力が重要だ」と強調。その上で「5年先、10年先まで見据えて電力のインフラとしての責任を果たしていきたい」と述べた。

【大阪ガス】

2050年カーボンニュートラル（CN）実現に向けて、再生可能エネルギーの大量導入が今後も見込まれている。再エネの大半を占める太陽光発電や風力発電は、天候や風向きに応じて出力が変動する。

この対応策の一つが需要をコントロールするデマンドレスポンス（DR）だ。一般送配電事業者などが発動するDRに対しエネルギー設備などの運用を制御することで、インセンティブを得ることができる。

23年4月には省エネ法が改正され、DR回数報告が義務化された。電力需給に応じてDRを実施すると省エネと評価されるようになったのだ。このように、DRが普及する環境が整備されつつあり、市場拡大が見込まれている。

VPPと省エネの制御機能 設備と分析の知見を統合

こうした中、大阪ガスとDaigasエナジーが手掛ける遠隔AI制御を利用したエネルギーマネジメントシステム「Energy Brain」が注目を集めている。Daigasグループのエネルギー設備の運用ノウハウやデータ分析技術を活用して開発されたクラウド基盤型エネマネシステムで、主に「自動VPP（バーチャルパワープラント）制御」と「省エネ制御」の二つの機能を有する。

自動VPP制御はコージェネ設備、空調設備、負荷設備、蓄電池などの顧客が所有する設備を遠隔自動制御するもの。顧客は設備操作の負担なしにDRを行うことができ、変動する再エネの調整力として寄与する。

もう一つの省エネ制御では、Energy Brainが継続的に設備の運用改善を行っていく。省エネにはエネルギー実績使用量の分析、運用計画の策定、設備の制御変更を反復して実施することが有効だ。ただ、これまでは人の手を介して行っていたため、見直しの頻度や扱うデータ量に限りがあった。Energy Brainでは、独自の気象予測データ、エネルギー実績使用量、需要予測結果、電気・ガス料金情報などに基づき、最適な省エネ制御パターンを高頻度で見直し、コージェネなどを遠隔自動制御することで、省エネを実現する。

システム開発においては、コージェネなどの設備分野の知見と、需要予測や運用計画策定などの分析分野の知見を一つのシステムに統合するのに困難が伴った。「当社グループに、コージェネや空調などの消費機器、DRビジネス、予測技術、システム構築など、各分野の専門家はいたが、それらの知見を一つに集約し、かつシステム化するというのはこれでにない作業だった」。大阪ガスエナジーソリューション事業部電力サービス開発チームの辻長知リーダーはこう振り返る。また当初、顧客が所有する設備群のパターンをある程度標準化した想定モデルを軸に考えたが、実際は顧客ごとに運用事情が異なり、現場に合ったエンジニアリングや設定が必要になるなど、気づきがあったという。

同システムの営業を担当するDaigasエナジーでは、新設や改修予定の商業施設や工場をターゲットに提案中だ。同社ビジネス開発部ビジネス企画チームの福田祐樹リーダーは「従来、DRはインセンティブが得られる点が着目されてきたが、CNに向けた取り組みが一般化する中、お客さまの意識も変わりつつある。また、当社がエネルギーに関する顧客の情報を受け取り、自動制御を行うと、人手以上にきめ細かな運用が可能になるほか、エネルギー管理業務を効率化できるなどお客さまのメリットが生まれる」と同システムの強みを強調する。

現在、Energy Brainの実証は同社グループの産業集積施設「京都リサーチパーク（KRP）」で実施中だ。KRPは京都の有力企業やスタートアップなどが入居する新産業創出拠点。東地区と西地区に分かれており、今回の実証は東地区で実施している。東地区の2号館地下にはガスエンジン発電設備（815kW）が2台、排熱投入型ガス吸収冷温水機（ジェネリンク、400USRT）が4台、ガス吸収冷温水機（210USRT）が1台あり、実証ではこれらの運用データを受け取り、Energy Brainのクラウドに送信している。

実証では、自動VPP制御と省エネ制御を実施。具体的には省エネ制御が先行しており、実機で問題なく制御できることを確認した。現在は、冬季の省エネ制御実証に続き、中間期の省エネ制御に着手し始めたところだ。自動VPP制御は、他の実証先で一定の実績があることも踏まえ、KRPでも実施予定だ。今後、Energy Brainはクラウドの強みを生かし、他社が開発したクラウドシステムと連携していく。既に空調制御のクラウド型遠隔制御システムとの連携を実証済みとのことだ。こうした取り組みによって機能拡張を図っていく。

コージェネ大賞を受賞 連携や使い勝手向上を評価

Energy Brainは23年度コージェネ大賞特別賞を受賞した。これについて辻氏は、「DXによるエネルギー設備の連携や調和、使い勝手の向上が注目され、顧客からのニーズも顕在化してきた。今回の受賞はそうした点から評価された」と話す。

今後は設備などのハード面の性能向上だけではなく、Energy Brainのようなシステムによる全体最適が、CN実現に向けて大きな鍵を握りそうだ。

【東京ガスエンジニアリングソリューションズ】

隣接する複数の事業所が電力や熱エネルギーを効率良く活用する――。茨城県日立市でこうしたシステムを運用しているのが、東京ガスエンジニアリングソリューションズ（TGES）と日立製作所だ。TGESが設置したコージェネレーションシステムなどのエネルギー設備を日立グループ3社4事業所が共同利用するという仕組みで、デジタル技術を駆使して高度に制御することも計画している。特定のエリア内で多彩なエネルギー資源を巧みに利用する先進事例として注目を集めそうだ。

事業所単独で抱える課題 エネルギーサービスで解決

両社の事業は、複数の分散型電源を組み合わせたエネルギー供給網「マイクログリッド（小規模電力網）」を構築し、コージェネから発生する排熱利用システムを組み合わせる取り組みで、エネルギーの生産拠点と消費地の距離が近いことが特徴。送電ロスを最小限に抑えながら、排熱を生産プロセスで有効活用することで、効率的なエネルギー利用を実現している。

両社は今回、こうした分野でタッグを組み、昨年12月に日立グループの4事業所でマイクログリッド型エネルギー供給システムの運用を開始。一連の設備はTGESが保有し、エネルギーサービスとして運用する。

具体的には、TGESがコージェネ2基に加えて、冷水を作る吸収式冷凍機3基と蒸気を生み出すボイラー1基を設置。そこで生み出したエネルギーを、社会インフラを支える情報制御システムを手がける日立大みか事業所のほか、日立研究開発グループ茨城サイト(日立研究所臨海地区)、日立GEニュークリア・エナジー（日立事業所臨海工場内）、ミネベアパワーデバイス臨海工場（旧日立パワーデバイス臨海工場）にも届ける。

いずれの事業所も隣接しており、複数事業所で共同利用する一連の設備をエネルギーマネジメント事業者であるTGESが提供する。エネルギーの利用者が機器を所有・管理する必要がなくなることが、事業を成立させる上で重要なポイントの一つになったという。

日立は一連の環境を整えることで、事業所単独で解決が難しかったエネルギー運用の効率化という課題を解決し、エリア全体のエネルギーバランスを考慮しながら4事業所で電力と熱を利用できるようにした。

エネルギーを共同利用する4事業所は、クリーンルームの空調で使う化石燃料由来の熱エネルギー利用量を大幅に減らすという利点も得られる。4事業所からのCO2排出量の約15%に相当する年間約4500t（22年10月時点の試算値）が削減される見込みで、こうした活動を通じて脱炭素化に貢献したい考えだ。

運営面では、TGESが運営する遠隔監視センターから24 時間365日体制で一連のシステムを監視する体制を構築し、各種設備の安定稼働と最適運転を実現。エネルギー供給のレジリエンス（強靭性）を高めようと、コージェネに停電時に発電機を自立起動させる「BOS（ブラックアウトスタート）仕様」も取り入れた。

将来的には、デジタル技術を駆使して社会や事業の課題解決を支援する日立のソリューション「Lumada（ルマーダ）」も組み合わせて最適なエネルギー制御を追求。現場のDX（デジタルトランスフォーメーション）化を推進していく。

関東圏の工場に展開 全体最適で脱炭素化へ

日立と日立パワーソリューションズは、昨年9月に関東圏に広がる日立グループの約20カ所の事業所をデジタルでつなぎ、複数拠点にまたがるエネルギー利用の全体最適を図る取り組みを開始した。

TGESと日立がタッグを組む背景には、脱炭素化という世界の潮流がある。TGESは「エネルギーを扱うプロ」として、各種機器を最適に制御して高効率に運用したりエネルギーの共同利用を実現したりするためのノウハウを蓄積し、CO2排出量を削減する課題に向き合ってきた。

東京ガスグループは昨秋、脱炭素、最適化、レジリエンスという三つの価値を提供するソリューション事業ブランド「IGNITURE（イグニチャー）」を立ち上げた。今回の取り組みもその一環だ。

TGES産業エネルギー営業本部プロジェクト推進部で今回の事業のプロジェクトマネージャーを務める菅野均氏は、「複数の事業所をまとめてエネルギーを最適利用するモデルは幅広い業種に応用が可能。今後も全国での水平展開を目指したい」と意欲を示した。

一方で日立グループは30年度までに自社の事業活動で「カーボンニュートラル」を達成するという長期目標を掲げるとともに、GX（グリーントランスフォーメーション）を促進するソリューション事業を強化している。日立パワーソリューションズソリューション事業推進本部フロントエンジニアリング部の佐野賢治担当部長も「稼働データのモニタリングだけでなく、収集データの解析結果を運用の改善に役立てるなど、ビッグデータの高度利用も視野に入れていきたい」と力を込める。

分散型エネルギー社会の先頭を走る両社の挑戦からは、今後とも目が離せない。

【住友重機械工業】

液化空気が気体に戻る際に得られる膨張エネルギーで発電する―。そんな空気の蓄電池を備える「液化空気エネルギー貯蔵（LAES）システム」の可能性を追求するのが、住友重機械工業だ。住友重機は、脱炭素化の追い風に乗る再生可能エネルギーの普及を支えようと、LAESシステムの市場開拓に注力している。

気象状況や時間帯によって出力が左右される再エネの導入が進むと、多くの電力調整も必要となる。そうした不安定電源を最大限に活用できるようにする切り札として注目されているのが、LAESシステムだ。

特徴の一つが、大容量で長時間の電力供給に対応できるという点で、数GW時という規模の電力貯蔵が省スペースで実現。揚水発電を代替することも可能だ。さらにリチウムイオン蓄電池との比較で、設備寿命が長く環境負荷が小さいなど、多くの項目で優位に立つ。回転体によるタービン発電機を持つことから、慣性力による電力系統への安定化にも貢献できる。

こうした特徴を武器に同社は、LAESシステムの導入に向けた検討や設計から建設・試運転までを総合的に手がける体制を強化してきた。

システムの実証に向けて住友重機は、広島ガスと連携。商用実証プラントを広ガスの廿日市工場（広島県廿日市市）に建設し、2025年の運転開始を目指している。両社は22年12月に業務提携契約を締結。LNGの冷熱の有効な活用策を探っていた広ガスと、蓄電市場の開拓に向けた知見を蓄積したい住友重機の考えが一致した。

計画によると、住友重機が20年に出資した英スタートアップのHighview Enterprisesが持つLAES技術を生かす。この技術を活用する実証プラントは日本初で、「5MW×4時間貯蔵」という能力を誇る。

AIが広がる時代も視野 質の良い電力で支える

具体的には、再エネなどの余剰電力で圧縮した空気をマイナス160℃程度まで冷やして液体にし、タンクに貯蔵。冷却の際には、基地からのLNG冷熱も有効に活用し、システム全体の効率を高める。

液体空気が、電力が必要な場合に加熱し、膨張させてタービンを回す仕組みとなっている。電力需要の高いタイミングに発電することで、脱炭素や電力需給の安定化に貢献したい考えだ。発電した電気を巡っては、アグリゲーターを通じて電力市場へ供給するという。

生成AIの普及などを背景に、情報処理を担うデータセンターで使う電力の需要が大幅に拡大する方向にある。

住友重機エネルギー環境事業部の長尾亙・事業開発推進部長はそうした潮流に触れ、「エネルギー貯蔵と電力系統安定化の双方を担える一石二鳥の技術がLAES。データセンターの運用を環境にやさしい質の良い電力で支えるニーズにも応えたい」と意欲を示した。エネルギー業界に新風を注ぐ挑戦から今後とも目が離せない。

【広島ガス】

分散型コージェネレーションを活用した特定送配電事業の開始へ―。広島ガスが2022年8月に地元の廿日市市と結んだ「特定送配電事業に関する基本協定」の取り組みが本格的に動き出している。

広ガスが、大型船を受け入れる廿日市工場（LNG基地）に中型ガスエンジン（1000kW×2）を新設し、基地内需要向けに活用していた既存の大型ガスエンジン（5500kW×2）も駆使しながら、発電した一部の電気を廿日市市の特定の施設に向けて供給している。23年11月から10年間の長期にわたって供給していく。

「特定送配電事業とは、特定の地点向けに事業者自ら送配電網を整備・運用して、需要に応じて電力を供給すること。今回、供給するのは市本庁舎を含む3地点で、当社は各施設へ電力線を整備した。この特定送配電事業制度を活用することは両者にとってウィンウィンになる」。広ガスの梶原淳・経営企画部担当部長はこう話す。

電力の供給元と需要地点がひも付いているとともに、新設のガスエンジンが非常用発電機としての機能も併せ持つことから、廿日市市側はBCP（事業継続計画）が強化される。クリーンな天然ガスを利用することで、CO2も削減できる。

広ガスにとっても、ガスエンジンを新設することは、将来的に基地運用全体のBCPにつながる。さらに既存のガスエンジンの運用改善にもなる。従来は余剰電力を新電力に販売していたが、このモデルは見通しが立ちにくかった。

「今回、両者が結んだ特定送配電事業は10年にわたる長期契約となっている。事業の予見性が高まるため、当社にとって安定的で無駄のない設備運用につながる」（同）。昼間のみ動かす大型ガスエンジンの余剰電力を市側に供給し、夜間の供給は新設の中型ガスエンジンが担う。

熱利用に工夫を凝らす 設備運用の改善に余念なし

こうしたコージェネ運用に代表されるように広ガスでは、廿日市工場のエネルギー設備についてさまざまな工夫を凝らしている。

一般的なLNG基地では、LNGの気化プロセスで海水を使用しているが、ここでは海水を控えている。なぜなら、廿日市工場は日本三景の一つで、世界遺産「厳島神社」を有する宮島の対岸に位置するからだ。周辺漁場などの海洋環境への配慮から海水は使わないという。

そこで気化向けに活用するのが、コージェネの排熱だ。ボイラーの予熱に使い熱交換器と組み合わせることで、基地全体の省エネにつなげている。基地の隣にある廿日市市の廃棄物処理施設とも連携し、同施設からの排熱を組み合わせ気化する。

また次頁でも触れるが、廿日市工場内で住友重機械工業が今後実証する液化空気エネルギー貯蔵システム向けにLNG冷熱を活用するなど、エリア一体で熱を余すことなく活用していく。まさに、コージェネを核とした設備運用のあくなき改善に余念がないといえそうだ。

【日鉄エンジニアリング】

地域で発生したごみ処理の余熱で生み出した電力を域内で有効活用する―。そうしたごみ発電の「地産地消」の取り組みで存在感を高めているプラントメーカーが日鉄エンジニアリングだ。全国で循環型社会づくりを進める機運が高まる中で同社は、プラント操業で培った知見を生かした地産池消モデルを着々と広げている。

広島県の2市1町（東広島市と竹原市、大崎上島町）で発生する多様な一般廃棄物を処理し最大限に資源化するごみ発電施設が、東広島市西条町にある。同社が操業を受託している「広島中央エコパーク」（事業主体・広島中央環境衛生組合）だ。

同社は今春、エコパークで発電した電力を竹原市庁舎や大崎上島環境センターなどの施設に供給する契約を、竹原市と施設管理者の広島中央環境衛生組合との間で締結。4月にこうした施設への電力供給を始めた。

これまでにもエコパークの電力を、地産地消電力として東広島市に供給。ごみ処理由来の電力を同社が買い取り、ごみを受け入れる自治体の施設に提供する仕組みを回してきた。

今回の契約でエコパークにごみを搬入する全ての自治体に電力を供給する体制が整い、電力の供給先は合計30施設、契約電力は4349kWに達した。CO2排出量の削減効果は年間約5000tで、一般家庭1800世帯分の排出量に相当する見込みだ。「最終処分量ゼロ」に向けてエコパークは、1日最大285tのごみを処理可能だ。さらにごみを1700℃以上の高温で溶かす低炭素型のガス化溶融炉を採用しており、残渣ごみを溶融してスラグやメタルに再資源化。埋め立てされるごみの削減に貢献している。

プラント操業との一体化 基幹電源として普及へ

自治体が注目するごみ発電の魅力は、環境面だけではない。再生可能エネルギーでありながら天候や時間帯に左右されないという「安定性」を評価する地域も増える傾向にある。

同社はこうした動きを踏まえ、ごみ処理施設の設計・建設・操業と電力供給を一体で行う事業者として、電力を地産地消する分野に参入。第1弾として2021年2月から、千葉県君津市で電力供給に乗り出した。その後も供給先を、さいたま市や東京都東久留米市の施設などに拡大。3月には、福岡県北九州市を筆頭株主とする地域新電力の北九州パワーへ出資。同社として初めて地域新電力へ参画した。多彩な再エネ電源と蓄電池を組み合わせて最適に運用するためのエネルギーマネジメントシステムを開発し、北九州パワーの取り組みに生かす予定だ。

日鉄エンジニアリング電力ソリューション部電力営業室の土屋一子シニアマネジャーは、「ごみ発電は地域のベースロード（基幹）電源としての役割を担える。そこに太陽光などの脱炭素電源や電力市場も組み合わせ、ごみ発電を中心とした地域循環共生圏の創造に貢献したい」と意欲を示した。プラント操業と電力の地産地消を一体化する挑戦の舞台が広がりそうだ。

【西部ガス】

九州一の繁華街・天神の中心地に来春開業予定のONE  FUKUOKA BLDG.（ワン・フクオカ・ビルディング通称:ワンビル）。延べ床面積14万7千㎡、高さ97m（地下4階・地上19階）という九州屈指の規模を誇るこの大型複合ビルに、コージェネレーションシステムが導入される。

ワンビルは、低層階に商業施設、6、7階のスカイロビーフロアにカンファレンス機能を有し、上層階にオフィス、18、19階はホテルで構成されている。特にオフィスフロアはグローバル企業をターゲットに環境性能や事業継続計画（BCP）に配慮したコンセプトであること、また災害に強い街づくりを目指す自治体や事業者である西日本鉄道の思いが体現されている。

補助金活用で導入実現 災害に強い街づくりを支援

ワンビルの熱供給プラントは、災害時に電気が途絶えた場合でも熱供給可能な熱源システムが検討され、コージェネ導入の運びとなった。中圧ガスとガスコージェネレーションシステムによるビルの安全性向上、ガス・電気のベストミックス熱源による経済性への貢献などが採用に至った理由だ。熱源設備に関しては、福岡エネルギーサービスが所有・整備・運用を担う。

コージェネの能力は発電規模400kW×2台、排熱供給量600kW。これにより、一次エネルギー換算で年間省エネ率20%以上、年間CO2削減率25%以上の達成を目指す。また災害時にはビル内にある、避難所の電灯、コンセント電源と空調用の熱源機電源も担う。その役割が評価され、導入に当たり、経済産業省の「災害時の強靭性向上に資する天然ガス利用設備導入支援事業」補助金を活用することができた。

今後注視していく点として、事業者の西日本鉄道は、電気とガスのカーボンニュートラル化の動向、福岡エネルギーサービスは、コージェネ機器の更新時のコスト管理を挙げる。西部ガスは、災害に強い街づくりを下支えし、BCPに着目したコージェネ導入を補助金活用なども含めて提案していく。

SHK制度の改正で、熱の環境価値の提供が可能となった地域熱供給事業。

新制度を踏まえ、日本熱供給事業協会は2050年に向けた新たなロードマップを打ち出した。

温室効果ガス排出量算定・報告・公表制度（SHK制度）が改正されたことを契機に地域熱供給への期待が高まっている。

2024年度に始まった新制度では、熱供給事業者ごとの係数を用いることが可能となり、熱の環境価値を評価するしくみや、カーボンクレジットなどの活用によりCO2排出係数ゼロのメニューの提供を可能とする内容が盛り込まれた。

これらを踏まえ、日本熱供給事業協会は、「地域熱供給中長期ロードマップ」を策定し、熱のカーボンニュートラル化による脱炭素社会の実現、新しい街づくり、街の防災機能の強化への貢献を目標とした三つのアプローチを打ち出した。

各アプローチには、具体的な施策とともに、現在実装済みの先行事例を掲載している。これは、熱供給を営む各事業者が、先行事例を参考とすることで、目標達成に向けた取り組みを加速させる狙いがある。

一つ目のアプローチは、「最新技術の導入による省エネルギー・省CO2運転の取り組み」だ。具体的には、デジタル・AIを活用した熱製造システムの実装を推進することとしている。CEMS（地域エネルギー管理システム）の利用で、熱源運転効率の向上や省エネを実現した10社の取り組みなどが先行事例として挙げられた。

さらに将来的なCCU（CO2回収・利用）の導入にも言及している。現時点で革新的な技術開発として注目しているのが、CO2を脱吸着できる「CO2固体回収材」の「Na―Fe系酸化物」だ。熱供給に使用するボイラー設備での活用に期待を寄せる。

二つ目のアプローチは、「熱の脱炭素化に向けた取り組み」だ。取り組みは①カーボンオフセット熱の供給開始、②再エネ熱・排熱の有効利用システムの実装に加え、③関係業界などと連携したクリーンガスの導入、④関係業界と連携した水素の導入―に細分化される。事業者はSHK制度を活用し環境価値の高い熱の供給に取り組み、30年以降にはe―メタンや水素を活用することでさらなる環境価値の向上を見込む。

BCP向上に貢献 災害時の対応力強化

三つ目のアプローチは、「街のレジリエンス強化に向けた取り組み」で、地方自治体との連携を通じ、災害時のBCP対応力を強化する。施策として電気・熱の継続供給にはコージェネ設置型熱供給プラント、消防・生活用水の継続供給には、蓄熱槽設置熱供給プラントをそれぞれ活用し継続供給する体制を推進することを打ち出した。

同協会は、先行事例を交えたロードマップを通じ、熱供給事業者に方針を示すだけでなく、政府や需要家側にも熱供給の有用性を訴えることで業界を挙げて取り組みを加速させていく。

コージェネ、再エネ電源、VPP……。多様なリソースの出番が着々と増えている。

主力電源を担う火力発電の先行きが見通しにくい中、分散型の活用方策を探る。

【出席者】
石井英雄／早稲田大学スマート社会技術融合研究機構事務局長
岩田哲哉／東京ガスソリューション共創本部ソリューション事業推進部長
新貝英己／東芝エネルギーシステムズエネルギーアグリゲーション事業部営業担当上席部長

―大規模電源の先行きが不透明な中、さまざまな分散型の事例が出てきています。まずは石井先生に分散型の歴史や現状について解説いただき、次に事業者の方々に分散型を活用した取り組みについてお聞きします。

石井　日本の分散型の歴史はとても長く、エネファームや蓄電池、電気自動車（EV）などは、低炭素化や省エネ、エネルギー利用の効率化に向けて開発されたものです。経済産業省のプロジェクト「クールアース50」で取り上げられた機器群から発展した製品が今、実用化されて役立てられています。

2009年頃にはスマートグリッドが登場し、分散型を統合して使う概念が入ってきた。この時、通信で機器を制御して、省エネやエネルギー効率を向上させるエネルギーマネジメントが追求されました。その後の東日本大震災で大規模システム一辺倒は脆弱だとの認識で、分散型を強調する流れになりました。

今では脱炭素化、カーボンニュートラルの流れで再生可能エネルギーが増え、需要と供給のバランスを取るため、需要側の分散型資源の活躍も求められている状況です。

岩田　当社は、ガスと電気のベストミックスで、コージェネレーションを核に再エネや空調、給湯、EVといった多様なリソースを広げることが重要だと考えています。また、東日本大震災を機に、コージェネの持つピークカット、レジリエンスといった価値が見直されました。エネルギーが全面自由化された今は、ガスだけではなく、電気式空調機やターボ式冷凍機の扱いを加速させ、ベストミックスの価値として、お客さまに最良な省エネ、低コスト、脱炭素、レジリエンスをご提案しています。

――コージェネの運用は、従来とは違ってきますか。

岩田　コージェネが容量市場や需給調整市場に適用され、さらに他の用途が出てくれば、設備単体ではなくて、当社がかねてから取り組んでいたスマートエネルギーネットワークのようなシステム全体での運用へと広がっていくと考えています。

全国各地で分散型システムの先進的な活用事例が続々と登場している。

デジタルの力でシステム制御する技術や事業モデルの進化も著しい。

再生可能エネルギーによる発電設備やコージェネレーションシステム（CGS）などの多彩なエネルギー資源を一定の地域内に配置して最適に制御する―。そうした分散型エネルギーシステムの先進的な構築事例が続々と登場している。大規模な災害時にエネルギー供給が滞るリスクを軽減したり、各地で脱炭素社会づくりを促したりする要請が強まっているからだ。デジタル技術の進化も追い風に、分散型システムの出番が一段と増えそうだ。

地域に根差した再エネ イノベーションにも

政府が決定した2023年度版の「エネルギー白書」では、カーボンニュートラル（CN）を実現する観点から地域と共生した再エネを最大限に導入すると明示。FITやFIPなどの再エネ政策を総動員しながら、この分野のイノベーションを加速し市場を拡大する方針も示した。地域の再エネをコージェネなどの分散型エネルギー資源と組み合わせて利用しやすくする仕組みのあり方にも触れ、「検討をさらに深めていくことが重要」と明記した。

こうした動きに呼応するかのように、東京都内でも先進的な分散型システムが相次ぎ具体化している。一つが「日本橋一丁目中地区再開発」のエリアに自立分散型のエネルギーセンターを導入して周辺地域に電気と熱を供給する取り組みで、街の付加価値を高める先進的な挑戦として注目を集めている。

仕掛けるのは、電力小売りの東京電力エナジーパートナー（EP）と三井不動産が共同設立した三井不動産TEPCOエナジー（東京都中央区）。三井不動産と東電EPによる初の「スマートエネルギープロジェクト」で、26年度のエネルギー供給を目指している。

電気と熱の供給先は新規の再開発ビルに既存ビルを加えた約50万㎡規模のエリアで、日本橋1丁目で計画する商業施設やオフィスに届ける。ビルの地下部分に約1・6万kWの発電機を設け、ビルに入居する企業や店舗のエネルギー需要に応える。さらに「自立分散型電源」として、大型のCGSを採用。燃料は耐熱性能が高い「中圧ガスライン」からの都市ガスで、系統電力が停電時にもエネルギー供給を継続できるようにする。

CGSによる発電時に生まれる排熱は冷暖房に生かすとともに、効率的に運転計画を立案できるAIをエネルギーマネジメントシステムに取り入れたことも特徴。30分周期という短時間で目的に合わせた計画を導き出せる仕組みで、約25%のCO2排出量を削減する効果が見込まれる。人材確保が難しい運営面の省力化にもつなげる。

オール電化に傾注してきた大手電力会社が、脱炭素化が叫ばれる今この時期にCGSを手掛ける意味は大きい。というのも、現在構築した街のエネルギーインフラは少なくとも今後数十年にわたって継続運用されることになるからだ。大手デベロッパーの技術系幹部が言う。

「50年CN社会を見据えた時、これから構築するエネルギーインフラはそれに対応することが求められる。その観点から電化シフトの加速を予想する向きも多いが、現実的な選択はやはりエネルギーミックス。東電・三井不の取り組みが意味することは、50年時点でもガスインフラが重要な役割を担っているということだ」

AIでマネジメント進化 新たな潮流に乗り創意工夫

脱炭素化や防災力の向上を狙った分散型システムを構築するニーズは、地方でも高まっている。ごみ発電設備を生かして「地産地消電力」を供給する動きが広がっているほか、蓄電所を最適に制御するビジネスモデルも登場。AI搭載のエネルギーマネジメントシステムを生かすサービスも誕生した。

政府からは、GX（グリーントランスフォーメーション）による地域活性化の一環で、各地の再エネを活用した「分散型エネルギーのマスタープラン」の策定を支援する追い風が吹いている。技術面では、複数の分散型電源をデジタル技術で束ね、あたかも一つの発電所のように機能させる「VPP（バーチャルパワープラント）」を巡る取り組みが進展している状況だ。

デジタル化の進展を背景にデータセンター（DC）の需要が増える中、大都市に集中するDCの立地を地方に分散する取り組みも拡大。これに伴い、「DCとセットにしたエネルギー供給システムの引き合いも増えている」（分散型システム事業者）状況で、DXと連動する形で分散型システムの役割が増す方向にある。エネルギー大手やプラントメーカーなど関連各社が追求する多彩な「分散型ミックス」の最前線に迫った。

これまでの電力制度改革は消費量が減少していく中でいかに既存設備を合理的に活用するかが主眼だった。

急激、かつ局所的な需要増にどう対応するべきか。広域機関の土方教久理事に聞いた。

【インタビュー：土方教久／電力広域的運営推進機関理事】

―2024年度の供給計画では、15年度に同計画の取りまとめを広域機関が担うようになって以降、7年ぶりに電力需要が増大する傾向が示されました。

土方　供給計画の需要想定は、基本的に過去の実績と経済指標などの相関式を用いて算定しています。ただ、過去の実績の中に含まれない要素、例えば新幹線の開業や大規模イベントなどによる短期的な需要増といった個別的要素があった場合にはそれを考慮することになっていて、データセンター（DC）や半導体工場など大規模、かつ急激な需要側の計画を反映したことが、いくつかのエリアで増加に転じることになった大きな要因となりました。

―「将来の電力需給シナリオに関する検討会」では、より長期的な需要見通しについて議論されています。

土方　DCや半導体工場稼働などに伴う電力需要増を見据えた需給シナリオが求められており、それを政策的にも生かしていく必要性が高まってきたことから、昨年11月に検討に着手しました。現在は需要側について、基礎的需要に加え、DCや半導体、EV（電気自動車）、鉄鋼などの産業分野―といった追加的要素をいくつか設定し検討しているところです。今後、供給側についても検討した上で、需給バランスという形で複数のシナリオを示す予定ですが、その後も情勢変化に応じて柔軟な見直しを行っていきます。

市場運営者として責任 制度の見直し検討も

―急激な需要増は、今後の電源投資の在り方にも課題を投げかけています。

土方　20年度に容量市場、23年度にはその一部として長期脱炭素電源オークションが導入されました。特に脱炭素オークションは電源投資の予見性を高めるのに有用であり、広域機関は市場運営者として貢献していきたいと考えています。一方で、これだけ大きな状況変化に合わせた制度の見直しも重要です。第7次エネルギー基本計画の策定議論が始まり、電力システム改革の検証作業も進んでいますが、容量市場は5年をめどに包括的な検証を行うことになっています。国における議論の中で大きな方向性を示していただいた上で、改善すべき点があれば詳細な検討を行うことになります。

―需要側にとって、電源投資のリードタイムが長いことが懸念材料のようです。

土方　大規模需要家が発電設備も併せて開発するような取り組みが始まってもおかしくないと考えています。それは、系統の負荷を下げることになりますし、電力安定供給上も望ましいことです。いずれにせよ、系統混雑を生まないよう、需要の立地を系統整備と一体で考えることが、効率的かつ安定的な電力システム形成のために有力な方策となることは間違いないでしょう。

半導体やAIなどデジタル産業が電力需給構造を大きく変えようとしている。

電力ビジネスはどう変わるべきか。岡本浩・小笠原潤一両氏が語り合った。

【出席者】
岡本浩／東京電力パワーグリッド副社長執行役員
小笠原潤一／日本エネルギー経済研究所研究理事

小笠原　米国でデータセンター（DC）が整備されている上位12州の電力消費量を分析したところ、テキサス、バージニア、フロリダ、アリゾナ州で増加、ニューヨークやカリフォルニアなど北部の州で減少傾向にありました。DCの立地が消費量を押し上げているようですが、景気の低迷が影響して地域差を生じさせているようです。欧州でも同様に、アイルランドは増えていますが、その他の国では減少しています。電力需要増を全体的な傾向なのか局所的な現象に過ぎないのか、見極めるのはなかなか難しいように思います。国内、特に東京電力パワーグリッド管内はどのような状況ですか。

岡本　局所的な需要増が世界的なトレンドになっていて、当社の供給エリアの場合、最初にそれが顕在化したのは千葉県印西市でした。これに対応するため、20数年ぶりに超高圧の変電所を建設し6月5日に運開しました。実は、同じような地点がどんどん増えてきていまして、今では東京都心部を取り巻くように他7地点でもDC建設に伴う接続契約の申込みが急増しています。西日本では関西エリアが既に同様の状況ですし、国がDC立地を推進する北海道と九州もこれに続きそうです。点がいつの間にか面としての広がりを持ち、電力需要全体を押し上げる可能性はありますが、どこまで増えるのかを今の段階で見通すことはなかなか難しいです。

需要を押し上げる脱炭素化 欧米では需要家が大型電源投資に参加

小笠原　電気料金が安いテキサス州は、かなりの数の水素製造装置とマイニングマシンが集積していて、低炭素化の取り組みが電力需要の増加に寄与しています。アメリカと比較すると、日本の情報化投資額は微々たるもので産業のデジタル化が進んでいません。日本のみならず、アジア全体で見ても欧米の1割程度しかDCがありません。デジタル化で省エネを進めることはできますが、そのためには産業界のデジタル化がマストです。双方を車の両輪にように回すことができるかが、鍵なのではないでしょうか。

岡本　デジタル化の進展による電力消費への影響は確かに大きいですね。デジタル化はエネルギーの消費構造をスマート化する一方で、膨大な計算資源を必要としますし、EVの普及や熱分野の電化といった脱炭素化の取り組みも需要増に働きます。さらに水素を国内で製造することになれば、莫大な電力量が必要とされるでしょう。

小笠原　「ENTSO―E（欧州系統運用者ネットワーク）」が出している電力需要の長期見通しには、まだデジタル化や水素の影響が反映されていません。米国でも、ようやく将来に向け電力消費が増える方向へトレンドが切り替わるということに言及され始めたところです。というのも、例えばPJM（米国北東部地域の地域送電機関）の管轄エリアでは、データセンターが集積するバージニア州北部は2033年まで年率5%で需要が増えると予想されているのですが、全体では0・8%の伸びに止まる見通しです。電源投資ではなく変電設備の増強で済みますし、全体として増えるという姿は描けていません。

岡本　当社エリアは、24年度の供給計画において初めて需要が増えるという見通しを出しました。従来は、DCに電力供給するに際して全体の供給力が不足することはなく、変電所や送電線の増強で足りていました。今後は、さらに大規模なDCが建設され、電力量そのものが不足する可能性があります。既にシンガポールなどでは、電源に投資しないとDCを建設させないといった措置を取っているようです。

小笠原　アップルやグーグルといった大手テクノロジー企業は、RE（Renewable Energy Certificate/米国・カナダで発行される再生可能エネルギー電力証書）だけではなく、自社でも再エネを調達する方針です。電源選択で再エネのみのニーズが高まるのは、少し歪んだ構図かなと感じてしまいます。

岡本　申し込みのあるDCの大規模化が進んでいて、1カ所当たり100万kW近い例もあります。大規模なDCは稼働率も85%程度と高いので、間欠性の変動電源だけではとても賄えません。産業界の一部からは、原子力が必要だという声が上がっているようですが、GAFAの中にもSMR（小型モジュール炉）と一体でDC建設を検討している企業があると聞きますし、今後具体的な動きが出てくるのではないでしょうか。

小笠原　半導体産業のように不確実性が高く、しかも大きな電力を消費する設備の建設計画が突然出てきても、電力会社として対応しきれないのではないでしょうか。

岡本　容量市場や長期脱炭素電源オークションといった、投資を促進する仕組みがあって良かったと実感しています。おっしゃる通り、個別に想定して供給力を備えるのではリスクが高く誰も電源投資できませんから、全体の需要と供給力がマッチするようにしていく必要があるでしょう。

小笠原　とはいえ、脱炭素オークションは、系統制約を考慮していないことに問題があります。ネットワークの設備形成と需要の立地とのバランスで、どこに発電投資したらよいか、同時に考えなければならない時代になっているわけですから。イギリスでは、電力需要と送電線の立地状況からどの種類の電源をどこに誘導するかという計画を作ろうとしています。系統混雑が多いところに蓄電池を誘導したり、送電設備の建設計画と合わせて電源誘致を進めたりしています。

岡本　以前は、いつどこにどのような電源を作るか計画し、それに合わせてネットワークを計画的に建設していました。現行の制度下でいかにそれに近い仕組みを作るのか。市場メカニズムだけではうまくいかないはずで、脱炭素オークションや容量市場を足掛かりに望ましい方向性を模索するべきです。