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     太陽光FITの問題点 
   10.18.2014
              何を考えて解決に向かうべきか




 10月11日土曜日の日経新聞の1面トップの記事は、太陽光発電の参入凍結、大規模施設 増設も認めず という見出しの記事であった。さらに、買取価格大幅下げへという小見出しもあった。

 なぜそのような制限を行うのか、その理由と思われる記事中の記述は、以下のものだけである。「九州電力など5電力が送電線の受け入れ能力を超えるとして、9月末に受け入れ停止を発表し、事業者に混乱が広がった」。

 この記事に限らないが、テレビなどの報道でも、太陽光発電のFITの矛盾点が噴き出しているような感触である。しかし、何が本当の問題点なのか、きちんとした報道が行われていないようにも思える。

 しばらく前になるが、NHKのニュースWebを見ていて、この報道内容ではまた「電力会社がケシカラン」というTwitterが数多く入って来るだろう、と思ったら、その通りだった。実際には、強欲事業者の儲けが減り、その結果、電気代の支払いが減って、国民全体が利益を得るのだけれど。

 今回、太陽光発電の問題点をチェックしなおして、どのような情報提供が必須なのか、FIT制度のどのような改善が必要なのかなどを、考えてみたい。


 ★記述を追加しました。★ 10.22

 Facebook経由で、大分の佐藤さんからの情報提供によって、初めて知ったことです。

 低圧敷地分割とは、同一の事業地における大規模な太陽光発電設備(例:高圧連系となる50kW以上の設備)を、意図的に小規模設備(例:低圧連系となる50kW未満の設備)に分割し、複数の連系案件として電力会社との接続協議に臨もうとするケースである。

 こうした分割は、安全規制等を回避するために意図的に行っていると思われるものがあり、社会的に不公平を生んでいる。また、分割により、電力会社にとっては不必要なメーター、電柱等を設置・維持することとなり、こうした費用は電力料金に転嫁されることにもなるため、社会的な非効率が生じる恐れがある。加えて、今回設定される土地及び設備の確保要件を逃れるために、敢えて低圧分割しようとするようなケースが出てくることも懸念される。

 そのため、例えば、事実上隣接した事業地で同時期に開発される、実質的に同一の者による複数の小規模案件については、今後は、同一の大規模案件として認定を行うこと等、低圧分割に対し制度的な対応をとることとすべきである。

http://www.meti.go.jp/press/2013/03/20140325003/20140325003-2.pdfのp40をご参照下さい。

 簡単に言えば、「強欲事業者の悪知恵の一つ」です。追加費用は、電力会社を経由して、国民のフトコロの負担になります。


C先生:この問題、なかなか根が深い。いくつもの要因があるが、やはり一般市民の無理解という点も大きいと思う。

A君:最近の傾向として、何かあるとすぐ電力会社が悪いという”脊髄反射”をしてしまう人が増えたように思います。これも、電力の自業自得かもしれないですが。

B君:土地も準備していないで、申請だけして太陽光発電所の権利を獲得し、その権利を売却するといった目論見をもっている事業者もいて、これは単なる強欲事業者なのだけど、そのような存在を読みきれなかったという面もある。

A君:すでに建設されている太陽光発電所は、まあまあ有名企業が取り組んできたのですが、プロ野球の球団を持っているような企業が取り組んだものも多かったので、これは儲かるに違いないという感触を強欲事業者に与えてしまったのかもしれないですね。

B君:太陽電池の単価が大幅に下がったことも大きい。大手企業がこれほど潰れた業界も珍しいぐらいだ。ドイツのQセルズが破綻、ショット・ソーラーも撤退、中国のサンテックパワーは創業者が中国のトップ富豪になったが、その中核子会社が破綻。

A君:ところで、太陽電池もどんどんと効率が向上していて、20%を超すものも現れた。そのため、最近の高価格モデルは単結晶タイプになっていますね。

B君:東芝製の250Wモデルは、効率も20.1%と高いが、カタログ価格が19万円以上もする。重さは15kgもあって、年間推定発電量が600kWh。

 月間推定発電量についての定義は、京セラの場合には、次のようになっている。
http://www.kyocera.co.jp/solar/pvh/about/simuinfo/index.html
 月間推定発電電力量(kWh)= 日射量 × 太陽電池容量(kW) × 温度補正係数 ×
設置方式による温度上昇への影響係数 ×その他損失 × 影の影響による損失係数 ×
昇圧ユニット変換効率 ×パワーコンディショナの変換効率 × その月の日数

A君:家電製品の年間消費電力と比較すると、例えば、大型の冷蔵庫の年間消費電力が200kWh。6畳用のエアコン(暖房+冷房)の年間消費電力量が600kWhぐらい。40インチのテレビが年間100kWh程度なので、たった2枚だけでも太陽電池を設置すれば、冷蔵庫、エアコン、テレビの電気代は発電してくれる勘定にはなる。

B君:ただし、それは年間推定発電量というものの定義による。先ほどの600kWhは、理想的な条件の場合で非現実的。現実は厳しくて、1kWの太陽電池を設置したとき、通常の年間の発電量は、1年間=8760時間のうち、1100時間がその効率で動作すると考えた発電量ぐらいにしかならない。すなわち、理想的な設置方法であれば、275kWhぐらいは期待できる。

A君:となると、最低でも4枚設置すれば1100kWhを発電すれば、冷蔵庫、テレビ、エアコンぐらいの電気は賄える。

B君:ここで経済的な検討をすれば、1100kWhの電力を普通に電力会社から買えば、1kWhを25円だとして、27500円。もしも設備が20年稼働すると考えれば、その20年間の電力購入量が55万円。実際の投資額は、4枚の太陽電池でまあ60万。コントローラ(パワーコンディショナー)が必要でこれが15万ぐらい。プラス工事費。いずれにしても、100万円ぐらいの投資が必要。

A君:という訳で、発電された電力を自家消費すると考えれば投資する価値はないという結論になってしまう。趣味として考える以外にない。

B君:4枚の太陽電池では、コントローラの価格がかなりの割合を占めるので、最初から問題外。家庭用でも5kWぐらいの出力は欲しい。となると、太陽電池20枚か。

A君:それに効率の高いものを買うよりは、多少効率が低くても、価格が安いものの方が投資効率は高くなりますね。なぜなら、効率が低いといっても、実は、それほど変わらないので。しかし、その分、広い屋根が必要であることにはなります。

B君:経済的になかなか成立しない。そこで投資を誘発するために考えらたのがFIT=Feed-in Tariff。固定価格買取制度。2009年11月からスタートしたけれど、年々買取価格が低下している。民主党政権の発足直後なのだけれど、十分な検討が行われなかった可能性が高い。何がなんでも再生可能エネルギー、という思いだけが先走った。東京電力の場合だと、家庭用の単独設置の場合、当初48円。2012年は42円だったが、今は37円か。もっとも、中国製の太陽電池が入ってきて、設置に要する費用も下がったが。

A君:10kW以下の家庭用であれば、10年間がその価格で買い取って貰える。ところが、事業用の太陽光発電からの電力は、家庭用よりも固定価格は低いものの、20年間も買い取って貰える。価格の設定には、ソフトバンクの孫正義氏が、最低でも税抜き40円と主張したのが利いている。実際、ソフトバンクの太陽光発電所がかなり多く設置されています。

B君:この10kW以上とそれ以下の差は大きい。導入目標値(電力の20%を再生可能エネルギーにすること)が大きかったので、やはり大型を優先せざるを得ないという行政的な状況があったと思われる。

A君:という訳で、10kWhを超す太陽光発電所を作ると、かなり確実に儲けが出るということになって、やや長期的な利益を探している多くの企業が参入を目指して、今日のような状況になっています。

B君:もしもファンドマネージャーのような商売だったら、太陽光発電所を作るところに投資するという選択も悪くはない。

A君:話をやや変えて、今回の事態の根底にある太陽光発電の特性のようなものを明確に示す図が必要ではないですか。具体的には、送電線との関係を示す揺らぎが明瞭になるような。

B君:それは、自分で太陽電池を持ってみれば明白。ちょっと雲が掛かっただけで、発電量が半減する。

A君:ちょっと探してみました。色々とあるのですが、これほどリアルなデータは、他には無いようです。その図を次に示します。
 九州電力 リアルタイムデータ  メガソーラー大牟田発電所のもの
http://www.kyuden.co.jp/megasolar-monitor/MegaSolar_Omuta.html

 図の下に、気象庁からダウンロードしたデータにもとづく日照時間を調査し付けてみました。



図1 10月8日:昼間はほぼ晴れていた。発電量の変化はスムースである。



図2 10月6日:午前中は雲が多かったが、午後からも雲が流れていたと思われる。午後2時過ぎには安定。
不思議なことに、この日のピーク出力は、図1の場合よりも高い。恐らく、空気の透明度が違うか、あるいは、太陽電池の温度が低くて、発電効率が高かったのだと推測される。


図3 10月11日この日は天気が良かったのは、朝9時から10時の間。しかし、雲があった。また、11〜12時のように日照時間が0であっても曇であれば、多少発電する。 この日ですら、ピークの出力は、図1の場合よりも高い。


B君:このようなデータをみて、このように不安定では、電力会社は大変だ、と思うだろうか。

A君:まず、メガソーラとか、数十メガソーラのような超大型の太陽光発電所が、どこに作られるかで、どれほど大変かが決まります。もしも、九州で言えば、博多+北九州のような人口と産業が集積されているところなら、ほとんど問題は生じません。さらに言えば、北九州と大分の間のようなところに作られるのであれば、なんとかなります。それは、この間の送電網が大容量だと思われるからです。問題になるのは、大型光発電所が、大隅半島の先に作られるような場合で、そこでの消費は一般家屋だけで、ほんの十数軒しかないといったところに作られると、これは大問題になります。大型の太陽光発電所の作る電力が例えば、5000軒分の電力だったとすると、ほとんどが余ってしまう。この余りを送電線を通して鹿児島市に戻そうと思っても、その送電線の容量は、非常に少ないものと思われるので、まあ無理です。このような状況を次の図に示します。



図4 超メガソーラの場合、その設置場所が問題。過疎地に作られると、かなり困る。

B君:なんといっても、過疎地に作られる可能性が高いのが太陽光発電所。土地の値段が安いのが条件だから。これが困るということを理解するには、何を理解して貰うべきか。

A君:電力供給の大原則である「同時同量」を知って貰う必要があります。要するに、電気は貯めることができないので、発電量と使用量がいつでもバランスしている必要があるということです。

B君:「同時同量」を分かっている人がどのぐらい居るのだろうか。電力の供給も、水道の供給と同じようなものだと理解しているのではないだろうか。全く違うのだ。貯められないので、瞬時瞬時でバランスを取らなければならない。瞬時の使用量と発電量をバランスさせるのは、大変だけれど、それは、ある程度の規模があって、「統計的平準化」が実現されている場合には、なんとかできる。

A君:「統計的平準化」とは、Aさんの家でIHクッキングヒータを使って瞬間的に消費電力が増大(例えば4kW程度増大)したとしても、10万軒の家庭があれば、全体としての消費電力の揺らぎはそれほど大きくはないということ。太陽光発電の揺らぎが大きいとしても、10万軒の家庭のうち1000軒に太陽電池があれば、雲の影響はすべての家で違うから、発電量の揺らぎは平準化されるということ。すなわち、母集団が大きくなると、平準化が実現できる。

B君:話を元に戻して、発電側としては、性格の違う発電設備を揃えなければならない。いつでも同じ量の電力を発電し続ける設備、これをベースロードと言う。石炭発電、原子力発電がこれに相当する。比較的短時間で出力の上げ下げができる発電設備、例えば天然ガスを燃やすガスタービン発電機のようなものも必要。いずれにしても、発電設備の数が少ない場合には、「統計的平準化」は実施不可能なのだ。

A君:大型の太陽光発電による発電量がこれほど揺らぐとすると、大量の安定な電力を別途供給して、この揺らぎが目立たない状況にするのが通常の解決法。それには、太陽光発電の定格出力が、安定な電力の供給量の10%ぐらいであれば、破綻することなく電力の供給が続けられる。20%ぐらいでも、場合によってはなんとかなる

B君:問題を明確にするために、儲けだけを考えて場所の選択をするような強欲事業者が、土地の値段がタダのような場所で太陽光発電をやることを考える。そのような場所は、工業地帯ではなく、かつ、居住者の数も限られたところになる。となると、そこに整備されている送電線に供給されている電力量が極めて限られたものである場合が多い。すなわち、太陽光発電の定格出力が、安定な電力供給量の20%という限界を超えているケースが多発することになる。

A君:供給されている電力量は、送電線の容量で決まることなので、各電力会社は、どこに不安定な太陽光発電所を作られたら困るかがはっきり分かっているのです。そのため、例えば、九州電力であれば、このサイトに系統制約と呼ばれる情報を出しています。
http://www.kyuden.co.jp/library/pdf/company/liberal/110kv/renkeimap_141008.pdf

B君:東京電力の場合も同様で、
http://www.tepco.co.jp/corporateinfo/provide/engineering/wsc/yuudo-j.html
このサイトから各県の情報を見ていただければ、その状況がすぐに分かる。電力網は、需要の多いところから需要の少ない場所に向かって構築されていて、最後には、山奥で切れている。

A君:その山奥に廃業したゴルフ場などの、太陽発電に適した土地が有ったとしても、電力網に受け入れる能力が無いという状況になるのです。勿論、電力網を強化すれば良いのですが、その費用は、そもそも誰が負担すべきか、ということになります。これまでは、電力会社が負担すれば良いという考え方だったのですが、それでは、国民が負担する電気料金が年々高くなって、その利益は、というとその奥地に太陽発電所を作る強欲企業だけが受けるということになりますので、それはおかしいという議論になっている訳です。やはり、太陽発電所を作る企業が負担をすべきなのではないか、ということなのです。

C先生:この議論は、実は昔からある。特に、地熱発電について問題になっていた。なぜならば、地熱発電が可能な地域というのは、住宅地などではなく、やはり山奥になる。地熱発電と太陽光発電とを比較すると、地熱の場合には、安定した出力が期待できるので、ある容量の電力線を設置すれば、その容量に見合うだけの電力を送ることができる。一方向だから、半分しか使っていないという言い方はできるかもしれないが。
 太陽光発電の場合には、もっと効率が悪い。定格電力が出るのは、完全に晴れた昼間のしかも正午付近だけ。夜には、送電線は全く遊んでいる。すなわち、定格電力を送ることが可能な電力網を作ると、能力の1/8ぐらいしか使われないことになってしまって、極めて勿体無い状況になる。片方向だから半分ということを考慮すれば、1/16しか有効活用されない電力線を誰が設置するのか。やはりそれは太陽光発電所を作る企業が負担することが妥当なのではないだろうか。

A君:電力線のための費用が余りにも高い場合には、大型の蓄電池を太陽光発電所に設置するという方法を取れば、どうせ平均出力は定格出力の1/8ぐらいしかないのだから、それに若干の余裕をもたせた程度の電力線で足りるということになります。

B君:しかし、現時点では、電池は非常に高くつくので、強欲事業者はそれを考える訳もない。

A君:もう一つのケースをご紹介します。それは、沖縄電力の場合で、すでに、沖縄の容量制限を超えたとしています。このケースを表現する図を次に示します。 このような状況で、不安定な太陽光発電をどこまで入れられるのか、というと、限界値は20%までとされています。すなわち、310MWがその限界値ですが、沖縄電力への申し込みがすでに、310MWを超しそうなのです。



図5: 沖縄の発電容量は徐々に増加してきたが、現時点で1570MWぐらい。その20%が不安定な太陽光発電の量的な絶対的限界。

B君:沖縄電力の場合には、絶対的限界に到達してしまった

A君:しかし、九州電力の状況は、さらにひどいようですね。こんな発表をしています。
http://www.kyuden.co.jp/var/rev0/0043/9473/ai4p5cx3.pdf
 これによれば、「本年 3 月の 1 か月間で、それまでの1年分の申込み量に相当する約 7 万件もの太陽光の接続契約申込み(以下、申込み)が集中したことから、内容の詳細を確認してまいりました。その結果、7 月末現在の申込み量が全て接続された場合、近い将来、太陽光・風力の接続量は約 1,260 万 kW にも達することが判明しましたこれらの全てが発電すると、冷暖房の使用が少ない春や秋の晴天時などには、昼間の消費電力を太陽光・風力による発電電力が上回り、電力の需要と供給のバランスが崩れ、電力を安定してお届けすることが困難となる見通しです」。

B君:九州電力の現時点での供給電力量を調べて見た。10月11日(土曜日)と10月17日(金曜日)の2日間。
http://www.kyuden.co.jp/power_usages/pc.html


図6  九電の11月17日金曜日の電力供給量              同 11月11日土曜日の電力供給量

A君:九州電力の場合、この季節だと供給量のピークが夕刻になること、さらに、金曜日と土曜日の供給量の差が余り無いことよく分かる。太陽光発電の発電がピークになる正午は、平日だとオフィスなどが電気を消すディップが見えているのですが、そのときの電力供給量は900万kWしかないですね。これだと、条件が最良のとき、1260万kWという太陽光・風力の電力が、明らかに消費量を超して、余りますね。それどころか、この供給量の半分であっても、制御不能なのでは

B君:はっきり言って、今年の3月の1ヶ月の申し込みを全部無効にするぐらいの手を打たないと、現実的な解はみつかりそうもない。

A君:九州の状況は余りにもひどいですが、他の地域はどうなのでしょうか。東北は似たようなものらしいですが。

B君:東京電力は、総量にはまだ余裕があるけれど、新潟、山梨、福島との県境が山なので、その山奥に作られたら、過疎地にメガソーラを作る状況になる。四国も背骨の山地は結構険しい。中部地方も山間地があることは変わらない。関西は、比較的制約は少ないが、それでも、三重県と奈良県の間は結構山間地だ。

A君:太陽光発電は、もともと、設置可能な地域が限られていることが分かっていたのだから、無理やり設置されて、その費用負担が電力会社を経由して国民が負担するのは、不条理のように思います。

C先生:FITを適切に制度化しようとするとき、何がなんでも太陽光発電を増やすという考え方は余りにも危険であることを、スペイン、ドイツなどの先例から学ぶことが重要なのではないか。太陽光発電を事業として営む側と、電力会社が合意した場合には、認めることにして、国は両者の仲介役を務める。電力系統の整備などが必要な提案の場合には、その整備に必要な費用の10〜100%の適当な分担を太陽光発電の事業者に負担を求める、といった考え方を早目に導入することが解決に向かう道なのではないだろうか。そうでないと、電力会社の負担、これは国民が負担することになるのだけれど、その価格が膨大なものになってしまう。すでに申し込みがなされたものだけでも、30兆円になるとの試算がなされているようで、20年で割れば、年間1.5兆円。これは、日本人の人口でわっても、一人あたり年間1万円を楽に超える。4人家族の電気代が年間5万円増えるということを意味している。
 2009年1月から復活した制度だが、当時の風潮からか、いささか前のめりだったことは否めない。そのため、細かい検討が不足していた(場合によっては意図的に?)のではないだろうか。
 具体的には、権利だけを獲得し、その権利を売却することで儲けるといった強欲事業者の出現を読みきれなかった。そのためには、まず買取価格は申請時で決まるという現行の仕組みを、発電開始時に変えることになるだろう。さらに、申請した事業者が実施すること、などの改善が行われる必要がある。

A君:やはり、読みが甘くて制度的にも不十分だった。これが結論ですね。最後に、いくつかのサイトを紹介して、今回の議論を終わりにします。



FITについて
資源エネルギー庁
http://www.enecho.meti.go.jp/category/saving_and_new/saiene/kaitori/index.html

固定制度買取制度Wikipedia
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%9B%BA%E5%AE%9A%E4%BE%A1%E6%A0%BC%E8%B2%B7%
E3%81%84%E5%8F%96%E3%82%8A%E5%88%B6%E5%BA%A6


リアルタイムデータ
九州電力 メガソーラー大牟田発電所
http://www.kyuden.co.jp/megasolar-monitor/MegaSolar_Omuta.html
 ここでも引用した非常に参考になるデータ。

関西電力 堺太陽光発電所リアルタイム情報
http://www.kepco.co.jp/corporate/energy/newenergy/monitor.html
 時間分解能が低いので、これではいかに電力系統の対応が大変かが分からない。


連系制約
九州電力 連系制約
http://www.kyuden.co.jp/company_liberal_index_66110kv
 系統との連系制約

東京電力 系統情報
http://www.tepco.co.jp/corporateinfo/provide/engineering/wsc/yuudo-j.html
 同じような系統制約の図ではあるが、電力線で表示されているので、リアリティーがある。

太陽電池の一例
パナソニック HIT 
http://sumai.panasonic.jp/solar/lineup.html
1580×812×35 244W 135,000円

東芝250Wのスペック
http://www.toshiba.co.jp/about/press/2012_12/pr_j0501.htm
1559×798×46mm 191,625円(税込)


一般情報
太陽光発電の専門メディア
http://www.pveye.jp/

太陽光発電ムラ
http://a-vein.com/2014/06/16/4138/

日本のメガソーラ一覧
http://denjiso.net/?page_id=7643

日本の太陽光発電所Wikipedia
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%97%A5%E6%9C%AC%E3%81%AE%E5%A4%AA%E9
%99%BD%E5%85%89%E7%99%BA%E9%9B%BB%E6%89%80