タイの発電公社と電力需給バランスの最適化を推進！日立製作所が取り組む、デマンドレスポンス実証プロジェクトを探る
2016年4月1日、改正電気事業法が施行され、電気の小売業への参入が全面自由化されました。これまで電力は各地域の電力会社だけが販売していたのですが、この法改正施行によって、私たち消費者が電力の提供先を選択できるようになったのです。
2016年の改正法で「全面」自由化されましたが、それまでも領域を区切った自由化は着々と進んでいました。例えば発電の自由化については1995年時点で実現していますし、デパートのような大規模需要家やスーパーのような中規模需要家に向けた自由化は複数回にわたる法改正によって2005年までに実現してきました。
今回はそんな電力の自由化時代において欠かせない、スマートグリッド（次世代電力網）技術について、日立製作所メンバーの取り組みを取材しました。日立では現在、タイ政府が主導するエネルギー政策に基づき、タイの発電公社(Electricity Generating Authority of Thailand(EGAT))とともに、電力需給バランスの最適化に向けた制度設計・実用化の実証実験に取り組んでいます。具体的にどのようなプロジェクト内容で、どのような未来を見据えて日々事業を進めているのか。プロジェクトメンバーにお話を伺いました。
目次
プロフィール
社会システム事業部 エネルギーソリューション本部 デジタルソリューション部
社会システム事業部 エネルギーソリューション本部 デジタルソリューション部
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2010年代より実証を繰り返してきた日立のスマートグリッド事業
――まずはスマートグリッドとは何かについて教えていただけますでしょうか？
小川 : スマートグリッドという言葉は割と広く、電力網を賢く運用するという考え方になり、その中にデマンドレスポンス（DR）やバーチャルパワープラント（VPP）といった技術があります。
高橋 : 今まで、電力の流れというものは主に発電所などの上流から電気を使う下流へと流れていきます。それが昨今の自由化や再生可能エネルギーの活用によって、電力の流れが必ずしも上から下に流れるわけではなく、下から突き出すというパターンも発生するようになりました。さらに、再生可能エネルギーは出力が天候による影響もあるので、需要と供給のバランスを保たないと、周波数を維持できないという問題も出てきます。家庭用の太陽光発電（PV）なども増えていよいよアンコントローラブルになっています。だからこそ、電気を使う側（需要家側）の状況を把握する必要がでてきてIoTを駆使した自動検針のような仕組みが求められるようになり、それらが昨今のスマートグリッドニーズにつながっていると言えそうです。
小川 : デマンドレスポンスは、需要側を応答させることで電力バランスを保ちましょうという考え方の技術です。今まで末端だと思われていた需要側に太陽光発電などが現れたことで、高橋さんがおっしゃった通りアンコントローラブルになってしまうので、なるべく需要側で変動を吸収しようとするものです。
またバーチャルパワープラントは、この考え方をもう少し広げたもので、需要側に広がる分散電源の中でも蓄電池などの調整可能なものを使って、仮想的な発電所のように取り扱う技術です。例えば電力が足りないとなったときに、供給側からの電力を足すのではなく需要を抑えることで需給のバランスをとるというのが、バーチャルパワープラントの基本的な考え方ですね。
※デマンドレスポンスとバーチャルパワープラントについては、こちらの資源エネルギー庁による解説ページも併せてご覧ください
――ありがとうございます。日立のこれまでのスマートグリッド事業の変遷についても教えてください。
小川 : 大小様々な取り組みがあるのですが、スマートグリッドという観点ですと、最初の取り組みは「横浜スマートシティプロジェクト（YSCP）」の一環として行われた共同開発ですね。充放電対応EVを用いた家庭用エネルギーマネジメントシステムを構築し、電気自動車(EV)とPVをうまく使って家庭用の電力を効率的に運用することを実証するものでした。
高橋 : NEDO（産業技術総合開発機構）に採択されたものですね。
――もう10年以上も前から取り組まれているんですね。
小川 : 私も高橋さんも、ちょうどその頃にスマートグリッド領域に参入しました。
――おふたりはもともとお知り合いだったのですか？
高橋 : それぞれ所属は違ったのですが、プロジェクトとしてご一緒することが多かったので、もう10年近くのお付き合いになりますね。
小川 : 最初にご一緒したのは、今お伝えしたプロジェクトでした。その後、2012年には早稲田大学主導のデマンドレスポンス実証を進めましたし、2013年からは海外案件ということでハワイでの日米スマートグリッド実証事業の運用も開始しました。
ハワイでのスマートグリッド実証事業では、島しょ域における統合的なエネルギー管理の実現と再生可能エネルギーの有効利用率の向上を目的に、島内で普及が進んでいたEVの充電管理を実現するEVエネルギーコントロールセンターを設置。EVの充電を直接制御し、電力系統負荷ピーク時間に充電を抑制したり、余剰電力が生じる時間帯に充電してそれを吸収したりするなど、EVを活用したスマートグリッドの環境構築を担った
https://social-innovation.hitachi/ja-jp/case_studies/smartgrid_hawaii/
※画像はイメージです
――海外での実証も早い段階で取り組んでいたんですね！
小川 : そうですね。この近辺では積極的にNEDO案件の実証を行っていまして、他にも2012年には三菱重工業・三菱商事と共同で「スペインにおけるスマートコミュニティ実証事業」の委託先に選定されました。2014年にはダイキン工業・みずほ銀行と共同で「英国・グレーターマンチェスターにおけるスマートコミュニティ実証事業」の委託先に決まりました。
事業的に大きかったのは、2016年から2020年にかけて経済産業省主導で進められた「バーチャルパワープラント構築実証事業」でしょうか。ここで、早稲田大学や電力各社の送配電事業部門との実証プロジェクトに取り組みました。そういった意味では、長い取り組みの歴史を経て今回のタイでの実証に至るというわけです。
タイ政府が掲げる電源開発計画にシステム開発面でサポート
――続いて、タイでの実証プロジェクトの概要についても教えてください。
小川 : プロジェクトの背景を簡単にお伝えすると、タイでは2015〜2036年にかけて「Smart Grid Development Master Plan」と呼ばれるエネルギー政策の包括計画が推進されていて、その一環としてタイのエネルギー省では、「Power Development Plan 2018（タイ電源開発計画）」に準拠した温室効果ガス排出削減などの環境負荷の低減を考えた電源構成の実現を掲げています。
※Power Development Planの詳細についてはこちら（NEDOのサイトに移動します）
――タイの発電事情を全く存じていないのですが、今どのような状況なのでしょうか？
小川 : 現在のタイの主要電源は火力発電なのですが、昨今の地球温暖化防止の流れを背景に、ここに対する依存度を1割程度に引き下げて、代わりに太陽光発電などの再生可能エネルギーを積極的に導入することが進められています。
そうなると、先ほどもお伝えした通り給電がアンコントローラブルになることが想定されるからこそ、需給バランスを保つための系統安定化対策の重要性がこれまで以上に高まるということで、デマンドレスポンスの仕組みを取り入れる必要がある状況です。
――なるほど。もう少し具体的に教えていただけますか？
小川 : 具体的には、タイ王国発電公社（Electricity Generating Authority of Thailand、以下：EGAT）が推進する、電力需給バランスの最適化に向けた制度設計・実用化を検討する「デマンドレスポンス実証プロジェクト」が進行しており、このEGAT向けDR管理システム「DRMS（Demand Response Management System）」のシステムベンダーとして、日立が選定されました。
――整理すると、タイ政府の大きな計画に沿った具体的な電力整備計画をタイ王国発電公社（EGAT）が進めていて、それに対して日立が具体的なシステムの設計・開発を進めているということですね。
小川 : そうですね。これに加えて、タイで最も古い歴史をもつ国立チュラロンコン大学（Chulalongkorn University）も、このデマンドレスポンスの制度設計等について中心的に動いていますね。
――日立社内の役割分担としては、どのようになっているのでしょうか？
小川 : 私はプロジェクトマネージャーとして携わっていて、開発などの実務面のリーダーを高橋さんが担っています。また、開発するシステムとしては日立が提供するパッケージ製品を基盤にしているのですが、そのパッケージの標準的な動かし方のレクチャーや、英語化の部分で山下さんに担当してもらっています。あとは、タイの現地法人としてHitachi Asia (Thailand) Co., Ltd.がありまして、そこが基本的にはお客さまのフロント部隊となっています。
――日立提供のパッケージ製品とは、具体的にはどのようなものでしょうか？
小川 : 「CURSUS（キュアサス）-VPP」というDR/VPPソリューションです。アグリゲーター（電力の供給サイドと需要サイドの間でバランスをコントロールする事業者）向けのシステムになるのですが、デマンドレスポンスの国際標準プロトコルである「OpenADR（Automated Demand Response）」をベースに組まれていて、DRイベントの自動処理やアグリゲーション管理機能はもちろん、調整量の自動配分機能や国内の需給調整市場向けに対応した事業支援機能などが搭載されています。
CURSUS-VPPの機能構成
――こちらはオンプレミスですか？
山下 : 基本的にはオンプレミスで稼働していますが、AWSやAzure等のクラウドサービス上での構築実績もあります。まさにミッションクリティカルな領域なので、いかに可用性、耐久性、信頼性や拡張性等を保つかということで、様々な技術を取り入れながら実用に耐えうる基盤を開発しています。
高橋 : 先ほど、2012年に早稲田大学主導のデマンドレスポンス実証を進めたとお伝えしましたが、ここからの成果としてパッケージ化されたのが「CURSUS-VPP」です。日本におけるOpenADRインタフェースの標準化を推進していったのが早稲田大学でして、この日本版ADR由来のパッケージがどこまで海外で通用するのかという部分が、本プロジェクトのポイントだと感じています。
当然ながら先方のRFP（Request for Proposal）とこちらのパッケージの差異をチェックするのですが、基本はパッケージ機能を前提にしつつ、ギャップが発生した箇所についてはツールを作るなどして顧客要求の担保をしていきました。
――国が違うとシステムも全然違うものになるので開発が大変そうだと思ったのですが、少なくともスクラッチで1から作るという形ではなかったのですね。
高橋 : はい。今回のプロジェクトは特に短納期だったこともあり、パッケージとしての機能の広がりをそのまま活かせた形になったかなと考えています。技術というよりも英語化やデモの部分の難度が高かったのではないかなと思いますね。
山下 : いつも国内で使われていたデモはシナリオが国内由来のもので、またメニューとしても国内ケースを想定したものがメインとなっていたので、そこをタイ仕様に合わせる必要がありました。
合わせると言っても、今高橋さんがお伝えしたとおり基本的にはパッケージ製品としての機能群が前提になるので、先方に対して「日立のパッケージを用いることでどういうことができるのか」「DRイベントの指令や発動実績がどういう風に表示されるのか」といったことを、実際の画面を見せながら細かくご説明していきました。
――シナリオの違いって、具体的にはどのような内容が考えられるのでしょうか？
山下 : 例えば「デマンドレスポンスの指令を何時間出すか」や、「何分前に指令の電文を送るのか」などの細かい粒度の話が多いです。このあたりは各市場のメニューによって変わってくるのですが、日本には需給調整市場がすでにある一方で、タイではまだそのような市場もメニューもありません。なので、その前提部分を説明するのは難しかったですね。実際に現地に飛び、対面でご説明していきました。
電柱が必要なくなる「電力の地産地消」社会に向けて
――山下さんは入社直後からこのタイのプロジェクトに携わっているんですよね。配属希望としてもこの領域だったのでしょうか？
山下 : はい、まさにこういうことがしたくて日立に入社しました。志望動機の話になるのですが、3.11の際にニュースで現地の状況を見て「これからの電力は供給側だけでは対応しきれない」という課題をまざまざと見せつけられました。だからこそ、再生可能エネルギーのような技術を想定したデマンドレスポンス技術に未来を感じ、その可能性について面接で言い続けて、首尾よく今の部署に配属されました。
――まさにドンピシャの配属だったわけですね。最初のプロジェクトが海外案件ということで少し特殊かもしれませんが、そこに対しての感想はいかがでしょうか？
山下 : 自分たちが持つソリューションによって「人々の生活が豊かになる」ということがダイレクトに見えてくるので、タイのインフラの一翼を担っているという実感があり、とてもやりがいを感じています。
――いいですね。やりがいという観点では、この領域に10年以上携わっているおふたりはいかがでしょうか？
小川 : 楽しくやっていますよ。どちらかというと、未来に稼げる「投資的」な仕事という意味合いで課題に取り組んでいます。
――事業化という観点では、まだまだ難しい面もあると。
小川 : 昔に比べたら実証の先のフェーズになっているプロジェクトも多くなっているのですが、それこそ最初の頃は投資審議がタフな仕事の1つでしたね。
高橋 : そういう意味では、強いメンタルも大事だなと思いますよ（笑） 文献としては英語のものが多いので、時間をかけてそれらを読んでキャッチアップしていかねばなりませんし。ですが、まだ世の中にないようなものを実現させる仕事なので、そこはかなり面白く、楽しんでやっています。
――なるほど、メンタルが大事（笑）
小川 : 事業面でお伝えすると、このデマンドレスポンスは制度設計によるところが大きいと思っています。2050年のエンカーボンニュートラル達成という観点で今後さらに後押しはされるでしょうから、まだまだ伸びていくと思っていますし、それを念頭に顧客にとっての価値を拡げていきたいと思っています。
――海外の展開としては、今後も積極化していくのでしょうか？
小川 : そうですね。VPP技術については今後ASEAN地域で広がっていくと思うので、例えばベトナムやフィリピンなどの国への展開も視野に入れていければと思っています。
――皆さまが目ざしている・想定している、中長期的な世の中の姿としてはいかがでしょうか？
高橋 : 現状、電力は送電線を使って送られていますが、将来的にはそれがなくなって、各エリアでまかなう形になるのではないかと思っています。
小川 : たしかに、電柱がなくなるかもしれませんね。2035年になるとガソリン車がなくなって、充電インフラの方が追いつかなくなるでしょうから、そうなるとバッテリーが規格化されて様々なところに使われることが想像されます。その結果として電柱も必要なくなるということですよね。まさに、電力の地産地消の時代になるかなと思っています。
山下 : 今の世の中にある電柱や大陸間で電力を輸送する海底ケーブルの建設や保守には莫大な費用がかかるので、今後は電力の地産地消を実現するために分散電源化をより一層推進していく必要があると思います。今後、島しょ地域も含めて電力の地産地消は当たり前になってくると思うからこそ、今取り組んでいるVPPやDRはそのコアになる技術だと思っています。
――皆さまともに共通のビジョンを描いてプロジェクトに従事されているということですね。個人としての目標としてはいかがでしょうか？
高橋 : 以前はレガシーな開発などをやっていたわけですが、今やっているスマートグリッドのような新しいモダンな技術に都度食らいついていって、知見を溜めていければなと思っています。今後も開発をゴリゴリとやっていきたいですね。
小川 : この領域はどんどんゲームチェンジが起こっていく、不確実性の高い点がある意味で魅力だと思うので、未来を作っていけるという自負を持って引き続き取り組もうと思っています。
山下 : 現在はシステムのインフラ開発のチームリーダーをやっているのですが、実証の先のフェーズになるとより可用性、耐久性、信頼性や拡張性等が求められることになります。そのため、常に最新の技術にアンテナを張り、より洗練されたシステム基盤を構築することにチャレンジしていきたいですね。
日立は、言い続けたらやらせてくれる会社
――今後どのような人物にプロジェクトチームとしてジョインしてもらいたいですか？
山下 : 先ほど「メンタル」という話がありましたが、スキルや知見と同様に気合が大切だというのはしみじみと感じています（笑）一方で、変化が激しい業界のため、個人のスキルや知見のみでは対応しきれないことに直面することが多く、いかに各分野に精通した人を見つけて、うまく頼ってゴールにたどり着けるかが重要だと思います。なので、自分なりにゴールまでの道のりを立てて、周りに頼りながらもゴールへ向かって走れる人がいいなと思います。
高橋 : どのような人…。難しいですが、年上の人であっても物怖じせずに、言いたいことがはっきりと言える人でしょうか。私は相応のキャリアを積んできましたが、わからないことは沢山ありますから、必要に応じてきちんと物申してくれるような人だといいなと思います。
小川 : 繰り返しになりますが、この領域は技術としてとても新しく、不確実性も高いので、道標になるのは自分の価値観だけといったところがあると思います。なので、トレンドをある程度追うのも大切ですが、それ以上にご自身の価値観を大事にしている人が良いのではないでしょうか。とはいえ、あまり凝り固まっているとダメだったときに落ち込んでしまいがちなので、変化を楽しみながら価値観をアップデートしていけるような人が理想かなと思います。
――社内で足りないスキルとかはあるのでしょうか？
小川 : IT畑から見るとOT（Operational Technology）のスキルが足りないなと感じますし、OT畑出身の人から見ると逆なのかなと感じます。
高橋 : 私はどちらかというとOT畑出身のメンバーで、小川さんはIT畑出身のメンバーです。全体的なバランスで見ると、やはりOT領域に強いメンバーが不足しがちなので、そこは日立という強みを活かしつつ、新しく入るメンバーでもそういう人がきてもらえたらいいなとは思います。
――ありがとうございます。それでは最後に、読者の皆様にメッセージをお願いします！
高橋 : 電力の未来を変える仕事にモチベーションを感じる方と、ぜひ一緒に仕事をひたいと思っています。
小川 : 日立という会社は言い続けたらチャンスをくれる社風なので、やりたいことを胸に秘めながらチャレンジしてもらいたいです。
山下 : 大きいからこそ、チャンスも沢山あると思います。タイの案件も然り、グローバルでの活躍にやりがいを感じられる人には最適な環境かなと思います。
編集後記
今回お話を伺った山下さまのように、配属直後からタイ政府が推進する電力プロジェクトにアサインされるというのは、なんとも魅力的な環境だと感じます。また、事業化に向けて時間がかかりそうな領域であっても、社会的意義があればしっかりと予算をつけて実証を続けさせてくれる点も、日立製作所という会社規模ならではの魅力だと感じます。スマートグリッド領域では日本でも有数の知見が溜まっている会社だからこそ、この領域で活躍したいという方にとっては、メンバー・環境ともに最適なフィールドなのではないでしょうか。
取材／文：長岡 武司
撮影：平舘 平
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