産業フォーカス
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1882年9月4日午後3時、ニューヨークで電力産業の歴史が始まった。初の商業用発電所である「Pearl Street Station」は、6つの発電機で82人の顧客の400個の電球を点灯した。世界を変えた電気エネルギーの商業化が始まったのだ。それから5年後、電気エネルギーは、ソウルに到達した。ソウル景福宮の乾清宮の前で韓国初の電灯がつき、韓国の電気の歴史が始まった。
それ以来、電力産業は「世界の光」を明らかにし(Keep the light on)、拡張してきた。「電気エネルギー(electricity)」を生産し、伝達する電力システム（Power system）を20世紀の最も偉大な工学的成就と呼んだりする。 電気はそれ自体でも革新的だったが、電気を幅広く、容易に活用することになって数十の産業に革命が起こることができた。
しかし、電力産業はその誕生ほどの強烈な革新は、長い間経験できなかった。絶え間なく改善は続いたが、産業を覆す破壊的な革新はなかった。電力作業の規模と複雑性は拡大し続け、人類が作り出した最も大きな機械装置となった。電力システムは複数の世代（decades）を経て、そのシステムの限界を露にし、変化の必要性も次第に大きくなった。
まず、電力システムは「供給が需要を追いつく」前提で運営される。電力需要（power load）は、一定で、事前に決定されており、変化周期が長い（例：1年~2年ごとに1回）料金プランによって使用量ほどの料金を支払う。しかし、このような哲学は、次の限界を生まれつきに持っている。
▸早い負荷追従（load following）や大規模巡動予備力（spinning reserve）など、余裕必要容量（requirement margin）は、非効率的な発電燃料の使用と浪費をもたらす肥大なシステム構成を引き起こす。
▸ 電気価格（料金）が固定されている特性は、エネルギー貯蔵、顧客所有（小規模）の発電設備の拡散などの発展を阻害する。
▸ 顧客が供給システム（supply system）と孤立している問題は、短期停電・長期供給の非常問題のいずれにも脆弱にする。
また、他の問題は持続可能性（sustainablitiy）だ。電気生産が地球温暖化の原因の30%ほどを占めている。電気の原料となる化石燃料が問題の原因だ。脱炭素化という時代の要求は、電力システムに新しい発電資源である再生可能エネルギー（renewable）の活用、拡散を促している。再生可能エネルギーは既存の電力システムに適していない。電力の生産が不確実で、断続的なためだ。
スマートグリッド：ICT技術を活用してよりスマートな電力網を構築するという構想
このような問題を解決するためのソリューションは、ICT技術を活用し、よりスマートな電力システムを構成して運営するというビジョンを盛り込んだ総体的概念がまさにスマートグリッド（smartgrid）である。ある意味では、電気の商用化がICT産業を出現させ、発展させたと考えられるが、これからはICTが電力産業の革新をリードし、その中心がスマートグリッドとも言える。
ICTを電力産業に適用する構想は、パソコンが業務に活発に使われ始めた1990年代からあった。 全世界の電力会社には通信（telecommunication）を扱う部署と職員がいた。しかし、ICTを単純に使用するのではなく、全システムに統合し、言葉通り、スマート電力網（intelligent grid）を構築する構想は2000年代前半からあった。
代表的には2000年代に入ってから、米国のEPRIで「Intelligrid program」を通じて米国、フランス、日本など、多国の専門家らの協業で、新たな電力システムの運営体系（architecture）に対する提案があった。同じ時期、欧州では再生可能エネルギーの拡散を効率的に支援する概念として、smartgridプロジェクトが運営された。韓国は2005年から電力システムの効率的活用という観点から電力IT（Power IT）事業を施行した。最近は、需要資源（demandresources）、電気自動車、再生可能エネルギーなど、様々なエネルギー源を効果的に受け入れるためのではなく、送電（transmission）、配電（distribution）システムをICTを通じて、より効率的で、安全に運営することを目標としている。
2009年~2012年：スマートグリッド政策施行とシステムの構築
韓国で本格的にスマートグリッドを推進したのは2009年からである。「国家単位のスマートグリッド構築計画」が策定され、本格的なスマートグリッドの推進、実現のための韓国スマートグリッド協会とスマートグリッド事業団が設立された。2010年1月には、スマートグリッド国家ロードマップが策定され、「低炭素グリーン成長」基盤造成という政策ビジョンと知能型電力網、消費者、運送、新再生、サービスなど5大推進分野と戦略を提示した。
2012年6月、第1次知能型電力網基本計画が策定され、7の広域圏別の拠点都市構築を目標に戦略、制度改善、技術開発、基盤造成など4部門の16項目の政策課題が提示された。
<表 1> スマートグリッドロードマップの分野別の推進目標、2010
| 段階別 推進方向 |
１段階(‘10～’12) | ２段階 (‘13～’20) | ３段階(‘21～’30) |
|---|---|---|---|
| 実証団地の構築及び運用 （技術検証） |
広域単位の拡張 （消費者側の知能型） |
国単位の完成 （全知能網の知能型） |
|
| 知能型 電力網 |
▪ スマート配電の運営システム ▪ 知能型電力設備の試験・認証 |
▪ デジタル変電所 ▪ 知能型配電 ▪ WAMS1), WACS2) ▪ 知能型電力機器 |
▪ スマートグリッドのトータルエンジニアリング ▪ エネルギーコンサルティング |
| 知能型 消費者 |
▪ HAN3) ▪ 需要家ポータル ▪ スマートメートル ▪ スマート家電 ▪ グリーンホーム ▪ HEMS4) |
▪ グリーンビル ▪ グリーンIDC5) ▪ グリーン工場 ▪ BEMS6) ▪ FEMS7) |
▪ AMI応用システム |
| 知能型 運送 |
▪ バッテリ、BMS8) ▪ パワートレイン（モータ、インバータ） ▪ 充電インフラ ▪ 小型EV |
▪ V2G用のPCS9) ▪ V2Gシステム ▪ Mobile AMS10) ▪ 中・大型EV |
▪ EV VPP ▪ Advanced EVシステム |
| 知能型 新再生可能 |
▪ 新再生可能発電連携の安定化装置 ▪ 低圧マイクログリッド用の運用機器 ▪ 小規模貯蔵装置用の電力変換機器 |
▪ 大規模新再生可能発電の連携安定化装置 ▪ 配電級のマイクログリッド用の運用機器 ▪ 中・大容量貯蔵装置用の電力変換機器 |
▪ 知能型新再生可能発電の連携設備 ▪ マイクログリッドシステム |
| 知能型 サービス |
▪ RTPテスト事業 ▪ 需要資源管理事業 |
▪ 実時間DR11)市場 ▪ 知能型電力市場 ▪ 電力派生商品 |
▪ 統合電力市場 ▪ 国間の電力取引 |
出所：スマートグリッドの国家ロードマップ、知識経済部、2010.1.25
第1次知能型電力網の基本計画(2012~2016年)に対する評価
スマートグリッドインフラの拡散で再生エネルギー、ESS、電気自動車充電所の普及で成果があったという評価を受ける。
一方、最も重要なインフラとして評価されるAMIの普及は、通信技術の特許紛争などで事業が中断されたが、再び展開され,普及が進んでいない。
既存の電力システムの特徴である需要の低い弾力性問題を解決して、全システムの効率性を高め、新たな付加価値を創出すると期待される需要管理（DR、demand response）制度は2014年11月に導入し、2018年8月基準で4.3GW容量の需要資源を拡充した。韓国の全体発電容量（genearation capacity）が約100GWである事実を考慮すれば、4%水準の需要資源が確保されたと考えられる。
しかし、新たな価値を多くの消費者に伝えるという当初の目標は、達成できなかったとみられる。 多様な料金制度の導入、電力ビックデータの活用などは、市場設計、制度、基盤などの不足で、様々なサービスを創出する点で限界がある。特に、実証事業として推進していた「済州実証事業(2009~2013)」と「K-MEG事業（2011~2014）」は実証の対象としての不適正、管理の不在、適合する制度創出の不十分を理由で、期待した効果を得なかったという評価を受ける。要するに、ほとんどのインフラ構築の目標は達成したものの、様々なサービスを創出するには残念な結果であると考えられる。
第２次知能型電力網の基本計画(2018~2022年)と韓国スマートグリッドの見通し
終了された第１次知能型電力網基本計画は「供給者の視点からの機能実装」にフォーカスされているという評価を受けた。第２次知能型電力網は、より多くの消費者が体感できる実質的な変化を引き出すという意味で、「エネルギー転換時代、消費者が中心となる電力市場の生態系造成」という計画の方向を策定した。
これによって 1)スマートグリッド新サービスの活性化、2)スマートグリッド体験団地の造成、3)スマートグリッドインフラ・設備の拡充、4)スマートグリッド拡散基盤の構築など4の政策課題を提示している。このため、政府は第1次比75%増の4兆5千億ウォンを投資し、新しいサービス創出の基盤を構築して民間の新市場の創出を支援する計画だ。
結局、第2次計画の成功のためには、関連制度の改革が早急に必要だという評価を受けている。適切な時期に必要なインフラを普及することも重要であるが、中断された電力産業の構造改編と新しい市場創出のための現実的な政策施行が必要だ。第2次計画が終了する時点には、本格的な電力サービス市場が創出されて、消費者中心の様々な利害関係者らが出現することを期待している。また、政府が積極的に推進しているエネルギー転換計画とあわせて、電力産業を基盤産業を越えて自ら付加価値を創出する成長産業へと発展させ、雇用創出と成長動力にするという目標も盛り込んでいる。
<표 2> 韓国政府のスマートグリッド推進投資計画
(単位:億ウォン)
| 区分 | 推進課題 | 第１次計画期間 (‘12~17年) |
第２次計画期間 (‘18~22年) |
|---|---|---|---|
| 1 | スマートグリッド新サービスの活性化 | 817 | 1,322 |
| ① 季節別・時間別料金プランの拡大 | - | - | |
| ② 国民DR拡大改編 | 59 | 228 | |
| ③ 電力ビッグデータ基盤の新事業モデル創出 | 707 | 962 | |
| ④ 電力仲介事業の導入・施行 | 51 | 132 | |
| 2 | スマートグリッドサービス体験都市の造成 | 2,338 | 1,062 |
| ① スマートグリッドサービス体験団地の造成 | 2,338 | 1,062 | |
| 3 | スマートグリッドインフラ及び設備の拡充 | 14,770 | 37,071 |
| ① AMIインフラ拡充 | 4,838 | 11,413 | |
| ② 実時間基盤電力網運営システムの構築실시간 기반 전력망 운영체계 구축 | 400 | 827 | |
| ③ 電力ネットワークICTインフラの拡充 | 9,532 | 24,831 | |
| 4 | スマートグリッド拡散基盤の構築 | 7,537 | 5,283 |
| ① 官民政策協力のネットワーク強化 | - | 5 | |
| ② 5大部門別の技術開発及び標準化 | 4,858 | 3,862 | |
| ③ 相互運用・標準基盤拡充 | 1,445 | 746 | |
| ④ 産業振興及び輸出産業化の支援 | 479 | 230 | |
| ⑤ 消費者の権利・個人情報保護の強化 | - | 5 | |
| ⑥ 融合型核心人材の養成 | 755 | 435 | |
| 合計 | 25,462 | 44,738 | |
* 第2次計画期間政府/公共部門の投資は、予算審議の過程で変動する可能性がある。
出所：第2次知能型電力網の基本計画、産業通商資源部、2018.8
キム・ソンギョ服研究委員（工学博士） （sunkyo@kistep.re.kr）
韓国科学技術企画評価院（KISTEP）
< 本稿の内容は、筆者の個人的見解であり、 必ずしもKOTRAが所属する組織の見解ではありません。 >
1) WAMS: Wide Area Monitoring System （広域監視システム）
2) WACS: Wide Area Control System （広域制御システム）
3) HAN: Home Area Network （家庭用通信ネットワーク）
4) HEMS: Home Energy Management System （家庭用エネルギー管理システム）
5) IDC: Internet Data Center （インターネット情報センター）
6) BEMS: Building Energy Management System （ビル用エネルギー管理システム）
7) FEMS: Factory Energy Management System （工場用エネルギー管理システム）
8) BMS: Battery Management System （バッテリ管理システム）
9) PCS: Power Conversion System （電力変換システム）
10) AMS: Asset Management System （資産管理システム）
11) DR: Demand Response （需要反応）