自然エネルギーが原因ではありませんが、こうした連鎖停電事故は増えており、2011年9月にはカリフォルニア州南部やアリゾナ州の一部、メキシコ北部にかけての広い地域、そして韓国でも大停電が起こりました。基幹電力網というのはムカデ競争のようなもので、一人が転ぶと周囲の仲間も転んでしまうのです。連系力が強いほど転ぶ範囲が広大になります。

──発電所では、どうやって発電量と消費量を一致させているのでしょう？

スマートグリッドは、自然再生可能エネルギー導入の切り札になるか？

──周波数が下がってきたら、発電機を動かして電力の供給量を増やすと。そこに変動の激しい自然再生可能エネルギーが流れ込んでくると、調整が大変になるわけなんですね。

スペインでは、風力発電の占める割合がエネルギー量で20％を超えており、太陽光や水力を含む自然再生可能エネルギーは全体の半分に達しています。出力ベースでみると風力発電は全需要の50％を超えるときすらあります。発電調整には、ガスタービンと蒸気タービンを組み合わせたコンバインドサイクル発電の運転・停止を頻繁に行うことになります。コンバインドサイクル発電は発電効率がよいといわれていますが、この起動停止に伴うエネルギーのロスはかなりの量に上ります。

──変動の激しい自然再生可能エネルギーを活用できるよう、スマートグリッドの議論が高まっているのではないでしょうか？　例えば、各家庭や工場、オフィスにスマートメーターを導入することで、リアルタイムに電力の使用状況を測定して、電気代を気にする人が節電できるようにしたり、家電を直接制御したりできるようにする、デマンドレスポンスの考え方があります。

スマートメーターによる消費の調整の問題点の1つは、スピードです。太陽光発電や風力発電は数秒でも電力が大きく変動します。3万キロワット級風力発電所の発電が20分でゼロになってしまうことも珍しくありません。そのような変動時に、家庭や工場など需要家側の機器をコントロールして消費を減らすというのは無理があります。
政府の長期エネルギー需給見通しでは、2030年までの太陽光発電導入目標を53ギガワットとしており、これは日本の全電力の4分の1くらいです。これほどの大電力が天候によって、ついたり消えたりすると大変です。
電力会社は自然再生可能エネルギーの導入に対して消極的ですが、それは理のある話で、何もおかしなことを主張しているわけではないのです。

セル間で電力を融通し合う「デジタルグリッド」

──そうした課題を解決するために「デジタルグリッド」を提唱されたのですね。どのような構想なのか教えてください。

デジタルグリッドは、様々なサイズの「セル」から構成される電力網です。セルというのは、ある程度の大きさの蓄電池（それほど大容量である必要はありません）や、太陽電池パネルなどの分散電源を備えた最小の電力系統（グリッド）の単位で、この中だけで電圧や周波数を安定させた単独運転が可能です。これを自立運転といいます。従来の電力網だと、上流にトラブルがあったら下流は全滅ですが、自立したセルであればそれ自体で生き延びることができます。太陽電池パネル1枚といった最小単位から、都道府県、さらに東日本といった大きな地域レベルもセルになりえます。

[図表1] デジタルグリッドのイメージ
Photo Credit : 東京大学阿部力也特任教授提供資料を編集部にてリファイン(デザイン：bowlgraphics)