再エネ主力電源化に向けた電力システム上の課題について

太陽光発電、風力発電などの再生可能エネルギー（再エネ）の導入量が増え続けている。2012年6月時点で約21GWであった再エネ全体の導入量は、2018年12月時点では約67GWとなった。2018年7月に閣議決定された第5次エネルギー基本計画^※1では、2030年のエネルギーミックス（電源構成比率）の実現（再生可能エネルギーは電力量ベースで22～24%）とともに「再エネの主力電源化」がうたわれており、今後ますます再エネの導入が進展していくと予想される。

再エネは、温室効果ガス排出を抑制し、新規ビジネスの可能性を切り拓くエネルギー源として注目を集めている。一方、太陽光が多く降り注ぐ昼間に余剰電力が生じることや、設備配置の地域偏在が特定の送電設備に過剰な負荷をかけることなど、電力システムの運用を困難にする課題が顕在化している（詳細については、当社コラム「顕在化する再生可能エネルギー発電の出力抑制リスク」を参照いただきたい）。

これらに加え、「再エネの主力電源化」に伴う電力システム上の課題として、「慣性の低下」が今後顕在化すると懸念されている。

火力発電などの従来電源は「同期発電機」と呼ばれ、蒸気タービンの機械的な駆動力により、回転子が発電機内を回転することで交流電力を発生させる。事故などにより電力システム全体の需給に急激な変化が生じた際、同期発電機の回転子は自らの回転エネルギーにより、この変化を打ち消そうとする。したがって、同期発電機が多数ある電力システムは、個々の回転エネルギーの総和として、システム全体としての周波数変動^※2に対する耐性をもつ。このような性質が電力システムの「慣性」と呼ばれている。