低炭素技術研究

エネルギーマネジメント技術

太陽光発電・風力発電などの再生可能エネルギー(再エネ)は、脱炭素社会の構築に向けて急速に普及が進められています。しかし、再エネは気象状況による出力変動が大きいため、普及が進むにしたがって電力の需給バランスを保つことが難しくなります。
現在は、火力発電や揚水発電の出力調整で需給バランスを保っていますが、より多くの再エネ導入に向けて、様々な機器を需給バランスの調整に活用する技術開発が盛んに行われています。
例えば、空調設備や蓄電池などの電力消費機器を電力需給に合わせて制御する「デマンドレスポンス技術」や、各地に点在する太陽光発電や家庭用蓄電池などの機器をまとめて制御することで、あたかも巨大な発電所であるかのように見立てる「VPP(Virtual Power Plant)技術」が注目されています。
当社は電力事業、水素事業を行う総合エネルギー企業であり、多くの発電・蓄電設備や水素製造設備を保有しています。そのため、上記の技術を当社が所有するこれらの設備に取り入れることで、再エネの普及に大きく貢献できます。そこで、電力・水素需要や市場価格、設備の特性などに応じて設備を最適運用するための、独自のエネルギーマネジメント技術の開発に取り組んでいます。

水素を活用したエネルギーマネジメント技術の開発

水素は、水の電気分解によって製造することができます。このため、再エネ電力が余っているときに水素製造を行うことで、再エネ電力を水素エネルギーとして蓄えつつ電力の需給バランスの安定化に貢献することができます。また、水素製造装置は、出力指令に素早く応動する能力を持つため、電力系統の周波数を維持する機能を提供することもできます。さらに水素は、燃料電池、水素ガスタービン等によって電力に再変換することもできるため、貯めておいた水素を用いて、再エネが不足した時や非常時に発電を行うことができます。
私たちは、こうした水素の特徴を最大限に生かして、電力需給および水素需給を同時に最適化し、各設備を経済的に運用するためのエネルギーマネジメント技術を開発しています。

図 エネルギーマネジメントシステム(EMS)による制御を行う設備の構成例

実証プラットフォームの開発

中央技術研究所には太陽光発電装置、蓄電池、水素製造装置、EV充電器等、様々な設備が設置されています。これらの設備をインターネットに接続し、一括して監視・制御するためのクラウドシステムを開発しました。このシステムを用いることで、新しく考案した制御技術をすぐに実機に適用して、実証試験を行うことができます。

図 実証プラットフォーム

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