太陽光発電コラムPV column

エネルギー

2025/03/21

ドイツにおける再生可能エネルギーの市場価格と蓄電システムについて

再生可能エネルギーの先進国としてのイメージがあるドイツでは、太陽光発電だけでなく風力発電や熱エネルギーの活用にも力を入れ、蓄電システムの導入も積極的です。にも関わらず、再生可能エネルギーの急増に関して柔軟性がまだ不足しており、その結果として電力市場の卸売価格や市況への問題提起がされております。

今回のコラムでは、有名な太陽光発電や再生可能エネルギー展示会であるIntersolar Europe やThe smarter E Europeの主催社であるSolar Promotion GmbH社が2025年2月14日に発表した記事をご紹介いたします。

参照元: https://www.intersolar.de/news/negative-electricity-spot-prices?ref=m5f53a63636053c166b3950f4-s602e65cfca5e0d2f7c144ff2-t1742525656-c249346bf

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Less Negatibity, Please!
業界ニュース – 2025年2月14日

近年、電力取引所でマイナス価格が頻繁に見られるようになっています。特に晴れた休日には、電力生産が需要を上回っています。マイナス価格は、電力市場の専門家にとって、市場にさらなる柔軟性が必要であることを明確に示すシグナルです。

エネルギー転換を批判する原因は通常、電気料金の高騰です。しかし、特に夏季には、料金が低すぎるという問題が増えています。「エネルギー狂気：電気料金無料化でドイツは数十億ドルの損失」は、2024年5月22日のドイツの新聞ビルト・ツァイトゥングの見出しで、この主張をしている新聞は他にありません。もちろん、彼らが言っているのはエンドユーザーの電気料金ではなく、エネルギー取引所の価格です。電力取引所では、供給が需要を上回るときはいつでも、常にゼロ以下の価格が発生します。マイナス価格の季節は4月から8月で、ペンテコステとイースターの休暇中は、マイナス価格が事実上当たり前になっています。これらの時期は、太陽光発電の季節的な高値は、休暇による産業界の需要の低下と一致しています。

マイナスの電気料金は市場にシグナルを送る:

原則として、マイナス価格は問題ではありません。マイナス価格は電力市場が機能していることを示し、消費をこれらの時間へシフトさせるシグナルを送っています。近年、太陽光発電の増加は大きく進歩していますが、柔軟な消費者と蓄電システムの導入は比較的鈍化しています。これにより、マイナス価格はますます頻繁になっています。2023年には、前日電力価格がゼロまたはそれ以下になった時間は260時間でしたが、2024年には10月までにすでに440時間になりました。

ドイツの再生可能エネルギー法（EEG）がなければ、マイナスの電気料金という現象は、おそらく電力市場の専門家のほんの一握りしか関心を示さなかったでしょう。しかし、現在、風力発電所と太陽光発電所の4分の3は、「EEGポット」から固定の固定価格買取制度を受けています。マイナス価格によって市場が電力の余剰を示唆しているときでさえもです。新しい大規模システムは通常、市場で電力を販売する必要があるため、価格がマイナスになると魅力が薄れます。しかし、少なくともマイナス価格の最初の数時間は、EEGを通じて市場プレミアムを受け取り続けます。その結果、風力発電所と太陽光発電所が、電力を必要としないにもかかわらずEEGからお金を受け取る時間が毎年ますます増えています。10年前にはすでに数千万ユーロの費用がかかっていましたが、今ではその数字は数十億に膨れ上がり、伝えるのは非常に難しい状況となっております。

再生可能エネルギーがシステムを形成している一方で、柔軟性は遅れている:

マイナスの電気料金が存在しているという事実は、EEGのせいではありません。Bild紙とWelt紙の描写とは異なり、これはドイツだけの問題ではありません。欧州電力業界連合Eurelectricの分析によると、EUの電力需要は2023年に前年に比べて大幅に減少しました。Eurelectricは、業界の景気減速と、輸送、暖房、産業部門の電化が予想ほど急速に進んでいないことを主な原因としています。グリーン発電の増加と継続的な柔軟性の欠如が相まって、一時的な電力供給過剰につながっています。

ほとんどの場合、マイナス価格はゼロより数ユーロ低いだけですが、ピーク値はより極端になっています、とEnergy Brainpoolのアナリスト、Josephine Steppat氏は言います。送電システムオペレーターのAmprionは、2024年のイースターマンデーにそのような状況を観察しました。前日市場では、1メガワット時の電力を失うために数百ユーロを支払わなければならないことがあり、日中市場では数千ユーロを支払うことさえありました。この経験は、Energy Brainpoolの分析結果と一致しています。電力スポット価格は、エネルギー危機以前よりもはるかに不安定です。専門家が何年も予測したように、再生可能エネルギーは現在、エネルギーシステムを形作るのに十分な規模になっています。しかし、それらをバランスさせるのに十分な柔軟性はまだありません。再生可能エネルギーの進歩は歓迎すべきことですが、この不一致が恒久的になることを許すことはできません。エネルギー取引だけでなく、電力のローカル配電でも、供給と需要のバランスを取り戻す必要があります。再ディスパッチ、つまりグリッドの混雑管理のコストも大幅に増加しているためです。

補助金が減れば、マイナス価格も減り、利益も減る:

その結果、グリーン発電のピークをシフトまたは吸収するためのインセンティブと方法が緊急に必要となっています。ドイツでは、退任する政府が最初に講じた措置は、電気料金がマイナスのときにEEG補助金を削減することです。「電気料金がマイナスのときに固定価格買い取り制度を導入すると、経済コストが増加するため、意味がない」と、昨年11月のフォーラムソーラープラスで、連邦経済・気候対策大臣のロバート・ハーベック氏は述べました。同省の最新の計画は、価格がゼロ以下のときに固定価格買い取り制度を保留することになります。直接販売プレミアムについても同様となります。

コンサルタント会社Energy Brainpoolのシナリオでは、ハーベックの計画により、数年以内に電力市場からマイナス価格がなくなると示されています。しかし、再生可能エネルギーの急速な拡大により、2030年代までエネルギー取引所で実質的に無料の電力が供給される時間が劇的に増加します。これは電力顧客にとっては魅力的に聞こえるかもしれませんが、風力発電や太陽光発電の生産者にとっては経済的に実現可能ではありません。「毎年生産する電力の50％をゼロユーロで販売した場合、ほとんど利益はゼロになります」とEnergy BrainpoolのTobias Kurth氏は要約しています。したがって、エネルギー転換に取り組む場合は、柔軟性の拡大が大幅に加速されるように適切なフレームワークを作成する必要があります。

ドイツに「ストレージ津波」が迫っているのか？:

太陽光発電所運営者がマイナスのスポット価格を回避するための解決策の1つは、蓄電システムです。「現在、約2GWhの容量を持つ大規模蓄電システムがすでに利用可能であり、太陽光発電所に追加されることがよくあります。それらは、太陽光発電の市場価値を高めるのに役立ちます」と、ドイツエネルギー市場イノベーター協会（bne）の再生可能エネルギー責任者であるベルンハルト・ストロマイヤー氏は述べています。これらの太陽光蓄電システムは、冬に風力エネルギーを吸収し、「暗い停滞」、つまり風力も太陽光発電も生成できない期間を乗り切るために使用できます。ただし、これらの蓄電システムの多くは、EEGイノベーション入札の一環として太陽光蓄電システムとして資金提供されており、サイトで生産された太陽光発電にのみ使用できます。その潜在能力は、冬の間は使用されないことがよくあります。その結果、焦点は現在、価格が低いときにグリッドから電力を吸収するように設計された、太陽光発電所のない大規模蓄電システムに移行しています。

ドイツ連邦ネットワーク庁の主要エネルギー市場データ登録簿によると、現在ドイツでは総容量約2.5GWの大規模貯蔵システムが計画されています。しかし、ドイツの4つの送電システムオペレーターへの接続要求ははるかに高い水準にあります。pv magazineの調査によると、昨年末には合計226GWの貯蔵容量に対して650件の接続要求がありました。これらのプロジェクトの状況は不明だが、送電システムオペレーターAmprionの戦略およびエネルギー政策責任者であるトーマス・デデリヒス氏は、これをすでに「接続要求の津波」と呼んでいます。

バッテリーストレージに関する新たな規制により拡大が加速する可能性:

しかし、技術的な複雑さと規制の混乱が津波の進路を阻んでいます。技術的な問題は、貯蔵システムが電力市場で反応することになっていることです。この行動はシステムサービングと呼ばれています。これはグリッドサービング行動とは異なり、時には逆の効果をもたらす可能性があります。貯蔵システムが（価格に応じて）大容量をグリッドに吸収または供給すると、電力グリッドを限界まで押し上げる可能性があります。そのような量の電力を処理するには、グリッドをアップグレードする必要があります。これを支払うために、グリッドオペレータは貯蔵システムオペレータに建設コストの補助金を要求しており、多くの貯蔵プロジェクトは採算が取れない状態になっています。ドイツ連邦裁判所は現在、そのような補助金の請求が合法かどうかを審査しています。この問題に対する規制上の解決策が見つかれば、貯蔵容量の拡大は急激に進む可能性が高くなります。

2025年1月末にドイツ連邦議会で可決されたエネルギー産業法の改正により、友好的な妥協が保証されます。いわゆる柔軟な系統接続契約により、系統および発電所の運営者は、系統制約を考慮して運用される限り、蓄電システムを迅速に接続し、建設費の補助金を支払う必要がないことに容易に同意できます。「柔軟な系統接続契約は、柔軟性の拡大の鍵です」とストロマイヤー氏は言います。彼は将来について楽観的です。「カリフォルニアのプロジェクトでは、蓄電システムが太陽光発電設備からのフィードインピークを吸収するのに優れていることが証明されています。ドイツでも、蓄電に携わるすべての人が現在多くのことを学んでいます。それでも、系統運営者は蓄電プロジェクトに懐疑的です。バッテリー蓄電システムを使用する利点を理解し、態度を変え、明確な系統コードが整備されれば、導入は急速に増加するでしょう。」蓄電の津波はまだ来るかもしれません。

プロシューマーが市場で積極的な役割を果たす:

個人世帯は、組み合わせることで電力市場に参加する大きな可能性を秘めています。多くの世帯は、個人用の太陽光発電設備を運用するだけで、すでに、固定的なプロファイルを持つ消費者ではなく、いわゆるプロシューマーになっています。しかし、エネルギー管理を行っている場合、その目的は、送電網から引き出される総電力量を最小限に抑えることだけです。スマートメーターと動的電気料金の導入により、この状況は変わり始めています。多くのEV充電器、バッテリー、ヒートポンプが一緒になって、管理可能な群れを形成することができ、適切な電力市場のプレーヤーに変わる可能性があります。

このモデルは新しいものではありません。グリーンエネルギー供給業者の Lichtblick は、10 年前にすでに群集電力のコンセプトに精力的に取り組んでいましたが、時期はまだ熟していませんでした。しかし、その努力は無駄ではありませんでした。現在、同社は ison と呼ばれるホワイトラベルソリューションを提供しており、これは家庭用エネルギーシステムと電力トレーダーを接続します。群集管理と個別の電気料金を組み合わせた家庭用蓄電システムの販売に関しては、供給業者の sonnen も先駆者でした。1Komma5°やEnpal などの新興企業は、強力な広報活動により、大きな注目を集めています。太陽光発電設備に加えて、群集インテリジェンスベースの管理システムと必要な残留電流を含む完全な家庭用エネルギーシステムも販売しています。これにより、彼らは電力市場の需給に柔軟に対応できる「仮想発電所」オペレーターになります。

商業と産業の柔軟性を活用する:

商業と工業の潜在力は、把握するのがより難しいとはいえ、ほぼ同じくらい重要です。実際にどのプロセスがどの程度、どのような条件で柔軟化できるかについては、白熱した議論が交わされています。たとえば、15分以上柔軟化する場合よりも、5分間柔軟化する場合の方が簡単です。負荷を増やすか減らすか、リードタイムがどのくらいかということも重要です。結果として、商業と工業の潜在力に関する数字には、実際には長い脚注を付ける必要があるでしょう。これらすべての要素を考慮しようとした結果、コペルニクスのSynErgieプロジェクトは、ドイツの工業企業が15分間に最大3.3GWの需要負荷を削減できるという結論に達しました。同じ時間で、出力を1.5GW増やすことができます。将来的には、下水処理場の換気制御から、化石燃料に大きく依存している化学産業におけるカルボン酸の電気抽出まで、まだ誰も考えていない他の柔軟なプロセスが追加される可能性があります。

電化により電力消費が増加する:

従来化石燃料をベースとしてきたプロセスの電化は、キリアン・オドノヒュー氏の将来のエネルギー市場のビジョンにも合致しています。ユーエレクトリックの政策ディレクターとして、彼はマイナス価格への答えは柔軟性の向上と電力消費の増加だと考えています。これはエネルギーを無駄にすべきだと言っているのではなく、むしろその逆です。ヒートポンプはガスボイラーよりも効率的であり、電気自動車は内燃機関を搭載した自動車よりも効率的です。言い換えれば、電化は実際に全体的なエネルギー需要を減らすことになります。たとえば、電気アンモニアクラッカーは 95パーセントの効率で、化石燃料駆動のクラッカーの2倍以上の効率です。

将来のエネルギーの世界では、ガスや燃料は大幅に減り、電気は増えるでしょう。しかし、企業は投資に消極的です。電気料金はガス料金に比べてまだ高いが、これは法定課税や追加料金が一因だとオドノヒュー氏は言います。この問題は、ドイツ連邦ヒートポンプ協会（BWP）も取り組んでいます。

電力市場における「新たな基軸通貨」としての柔軟性:

現代の電気機器のほとんどは時間的に柔軟で、再生可能エネルギーの供給の変動に対応できます。ドイツ再生可能エネルギー連盟 (BEE) の会長であるシモーネ・ペーター博士は、柔軟性を「信頼性が高く、手頃な価格の気候中立電力システムの主要な通貨」と表現しています。BEE はまた、バイオガスの役割を推進し続けており、これは「暗い低迷」が発生したときにピーク価格を抑えることを目的としています。

スマート・エナジー・ヨーロッパ（smartEn）も、夏の昼間のピークと寒い冬の夜の暗い停滞という2つの極端な状況について研究しました。この欧州のビジネス協会は、柔軟性の大幅な拡大がある場合とない場合の2030年の欧州の電力業界がどうなるかを計算しました。その「柔軟性のない」シナリオには、電気自動車、電気暖房、スケジュールに従って制御できるコジェネレーションプラントの使用が依然として含まれており、これは過去の蓄熱暖房器の使用方法に似ており、電解装置とグリッド統合型電力貯蔵システムは市場に柔軟に対応できます。しかし、それだけでは十分ではないとsmartEnは結論付けています。

一方、smartEnの柔軟なシナリオでは、産業企業から、必要に応じて電力をグリッドに送り返す電気自動車（V2G）まで、すべてのプレーヤーがリアルタイムで市場に反応します。協会によると、市場におけるすべての技術的柔軟性の統合により、発電コストが46億ユーロ削減され、同時に再生可能エネルギーの抑制が61パーセント削減されます。

これは、エネルギー転換において発電と消費のバランスをとるための万能薬がないことを改めて示しています。実際、柔軟性にはさまざまな種類があります。この可能性を効率的かつ実用的な方法で解き放つための枠組みを構築することは困難ですが、これは次期ドイツ政府が取り組むべき課題です。

EM-Power Europe: エネルギーシステムの柔軟性を高めるインテリジェントなソリューション:

より多くの電力貯蔵システムと需要側の柔軟性の向上は、マイナスの電気料金に対する効果的な手段です。これにより、発電所全体の出力に相当する大量の容量を別の時間にシフトできます。2025年5月7日から9日までミュンヘンで開催される EM-Power Europe の出展者から、エネルギーシステムに柔軟性をインテリジェントに統合する方法を学びましょう。

EM-Power Europe の一環として、The smarter E Forum では、このトピックに関する実用的な洞察を交えたプレゼンテーションが行われます。たとえば、欧州協会の smartEn は、需要側の柔軟性によるグリッドの最適化に関するセッションを主催します。業界や商業からの展示会参加者は、柔軟なエネルギー使用を通じてコストを節約し、新しい収入源を活用する方法を知ることができます。もう1つのトピックは、プロシューマーが電力消費を制御するために使用できるホームエネルギー管理ソリューション (HEMS) です。2025年5月6日と7日の EM-Power Europe Conference では、家庭や産業全般の電化を推進する方法と、消費者がエネルギーコストを削減する方法に焦点を当てます。

EM-Power Europe は、エネルギー産業の展示会の大陸最大の連合である The smarter E Europe の一部です。2025年5月7日から 9日までミュンヘンで開催される4つの同時展示会 Intersolar、ees、Power2Drive、EM-Power Eur

詳細については、www.EM-Power.eu をご覧ください。