将来の不確実性を考慮した頑健な脱炭素電力システムシナリオ分析

考虑未来不确定性的稳健脱碳电力系统情景分析

• 批准号: 21K14577
• 负责人: 白木 裕斗
• 金额: $ 2.41万
• 依托单位: The University of Shiga Prefecture
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K14577/
• 关键词: カーボンニュートラル; 電力システム; 不確実性; 確率計画法; 原子力発電; 電気自動車; 限界発電コスト; 電力システムモデル; 脱炭素社会; シナリオ分析

2022年度は、2021年度に開発した確率論的電力システムモデルを用いて、原子力政策の不確実性を考慮したシミュレーション分析、および、電気自動車（EV）の普及による電力需要の不確実性を考慮したシミュレーション分析を行った。原子力発電の社会受容性の不確実性を考慮したシミュレーション分析では、原子力発電の社会受容に不確実性が存在する状況下で，脱炭素を達成しうる我が国電力部門の2050年までの電源構成を推計した。その結果、2050年に原発を利用できない可能性が70％を超える場合、原発の新設・リプレースが選択されず、変動性再生可能エネルギーをバイオマス発電と蓄電池で補完する電源構成により電力システムの脱炭素化が実現される結果が示された。また、2050年に原発を利用できない可能性が10～20％ある場合、2030年以降から原発の新設やリプレースが選択されるが、原発が利用できない可能性が10％でもある場合には、原発が使えないケースのバックアップ電源として、原発と同規模の水素発電が建設される結果が得られた。EVの普及による電力需要の不確実性を考慮したシミュレーション分析では、デマンドレスポンス資源としてEVが期待されていること、その一方で、その将来の普及量には不確実性が存在することに着目し、EVの普及水準が異なる複数のシナリオの下で、脱炭素を達成しうる我が国電力部門の2050年までの電源構成を推計した。その結果、EVの普及による2050年の電力需要量の増加率は約2~9%であること、EVの普及による電力需要の増加率に関わらず、2050年には太陽光発電と風力発電が主要な発電源となることが示された。また、EVの普及に伴い、水素発電による発電量が減少し、太陽光発電による発電量が増加することが示された。

2022财年，我们将使用2021财年开发的随机电力系统模型进行模拟分析，其中考虑了核电政策的不确定性以及电动汽车（EV）普及导致的电力需求的不确定性。进行了仿真分析。在考虑核电社会接受度不确定性的模拟分析中，我们估计了到2050年日本电力部门在核电社会接受度存在不确定性的情况下可以实现脱碳的电源构成我估计了。因此，如果2050年核电站无法使用的可能性为70%，则不会选择新建或更换核电站，电力系统将通过补充可变的电源组合来实现脱碳。可再生能源采用生物质发电和蓄电池，结果表明这一点已经实现。另外，如果2050年有10-20%的可能性核电站无法使用，则从2030年开始选择新建或更换核电站，结果就是氢能发电设施。在无法使用核电站的情况下，可以建造与核电站同等规模的备用电源。考虑到电动汽车普及导致的电力需求不确定性的模拟分析，重点关注电动汽车有望作为需求响应资源，但另一方面，其未来渗透率存在不确定性，估计了到 2050 年日本电力行业在不同电动汽车普及率的多种情景下可以实现脱碳的电源结构。因此，无论电动汽车、太阳能发电和风力发电的普及导致的电力需求的增长率如何，到2050年，由于电动汽车的普及而导致的电力需求的增长率约为2%至9%。到2050年将增加。事实证明它将成为主要的发电来源。研究还表明，随着电动汽车的普及，氢能发电的发电量将减少，而太阳能发电的发电量将增加。

项目成果

電力需要の不確実性を考慮した電力システム分析

考虑电力需求不确定性的电力系统分析

• 发表时间: 2021
• 作者: 白木裕斗;藤森真一郎;白木裕斗
• 通讯作者: 白木裕斗

社会受容の不確実性を考慮した電力システム分析 - 原子力発電政策を対象にして -

考虑社会接受度不确定性的电力系统分析 - 针对核电发电政策 -

• 发表时间: 2022
• 作者: 白木裕斗;藤森真一郎
• 通讯作者: 藤森真一郎

電気自動車の普及による電力需要の不確実性を考慮した 電力システム分析

考虑电动汽车普及带来的电力需求不确定性的电力系统分析

• 发表时间: 2023
• 作者: 國武星佑;白木裕斗
• 通讯作者: 白木裕斗