日本の二酸化炭素（ＣＯ２）排出量の２０％を運輸部門が排出している。ガソリン自動車から電気自動車（ＥＶ）にシフトすることで排出量は大幅に削減できる。一方、系統安定化の面では、ＥＶ搭載電池の蓄電池利用や充電制御により、余剰電力の吸収や電力供給にも活用できる。ＥＶの導入拡大は、運輸部門からのＣＯ２排出削減と再生可能エネルギーの利用拡大への寄与が可能だ。さらには、将来技術として、自動運転をはじめ、ＩｏＴやＭａａＳ、ＣＡＳＥなどによる他分野との連携で、新たな生活環境が広がる。
蓄電池の高性能化が不可欠
内燃機関の自動車から電動駆動のＥＶにシフトすることで、モビリティー分野のＣＯ２排出量を大幅に削減できる。さらに、ＥＶを低・ゼロ炭素電源で充電すれば、相乗効果でさらなる削減が可能だ。しかし、搭載する二次電池に充電できるエネルギーは、ガソリン燃料に比べ、重量密度で２０分の１にすぎない。二次電池のさらなる高性能化が不可欠である。
２０１９年のノーベル賞受賞も記憶に新しいリチウムイオン電池（ＬｉＢ）は二次電池の代表格だ。１９９１年に実用化された後、近年、高性能化が急速に進んできている。２００５年以降に、ＬｉＢを搭載したＥＶの市販が始まり、現状では、国内に２０万台以上のＥＶ・ハイブリッド（ＨＥＶ）自動車が走行している。
ＥＶからのＣＯ２排出量は、充電する電気の発電設備の排出原単位に依存し、ゼロ炭素電源で充電すれば、排出量はゼロにもなる。しかし、排出原単位が大きくなると、ＨＥＶの方がＣＯ２排出量は小さくなる＝図。ＣＯ２排出量の削減を進めるには、電源の排出原単位の改善と二次電池と車両性能の向上によるＥＶの技術進展が不可欠だ。
一方、充電スタンドも、急速が８千カ所、普通が２万カ所以上にまで整備が進んでいる。当所では、充電インフラ整備のために、普通充電器の設置指針や、交通シミュレーター（ＥＶ―Ｏｌｙｅｎｔｅｒ）を開発して、配置導入指針を提案してきた。現在、国内に保有する約６千万台の全車両がＥＶに代替しても、走行距離が大幅に変動しなければ、現在の電力需要（ｋＷｈ）は３～１０％程度の需要増にとどまる。
しかし、充電が特定の時間帯に集中すれば、電力需要にピーク（ｋＷ）が生じる懸念はある。充電集中を避ける制御や誘導が、電力インフラ整備に負担をかけないためにも必要だ。充電時間の短縮を望んで、より大きな容量の１００～３５０キロワット急速充電器を導入する要望もあるが、まずは３～６キロワットの普通充電や小容量（ｋＷ）での充電を基本とした充電運用が望まれる。
通勤車両でのEV普及が鍵に
ＥＶには１６～６０キロワット時程度の二次電池が搭載されている。ＬｉＢは断続的に充放電しても特性に影響はなく、自由に充電制御が可能であるため、瞬時、かつ適宜に運用するＶＰＰ（仮想発電所）やＤＲ（デマンドレスポンス）などでの活用が期待される。例えば、充電時間のシフトや放電による電力供給ができる＝図。当所では、前述の交通シミュレーターを活用し、ＥＶの駐車位置や電池残量を試算して、系統安定化に寄与する充電・放電制御での運用方法の研究を進めている。数百万台のＥＶをアグリゲーションできれば、ＶＰＰやＤＲに活用が可能だ。
しかし、現在、ＥＶの保有台数は１０万台程度にとどまっており、まず普及拡大を加速することが重要だ。その方策としてＥＶの通勤車両としての利用があげられる。
通勤車両は、勤務時間帯は駐車場に停車しており、事業所での負荷平準化やバックアップ電源などにも活用できる。工場や事業所などであれば構内設置の太陽光発電の余剰電力吸収にも活用できる。勤務地に充電インフラを整備し、ＥＶ通勤によるＣＯ２排出量削減を進めたい。さらには、将来技術として、自動運転をはじめとしたＩｏＴやＭａａＳ、ＣＡＳＥなどによる他分野との連携により、新たな経済・生活活動が広がることが期待される。
電気新聞２０２０年１月２７日
