「電力需給ひっ迫注意報」が出たらどうする? ー効果的な節電のしくみを考えてみようー

「電力需給ひっ迫注意報」が出たらどうする? ー効果的な節電のしくみを考えてみようー

こたえ:節電(せつでん)の考(かんが)え方(かた)を知(し)り、無理(むり)なく実践(じっせん)しましょう。

2022年(ねん)3月(がつ)21日(にち)、資源(しげん)エネルギー庁(ちょう)は東京(とうきょう)電力(でんりょく)管内(かんない)(東京都(とうきょうと)、神奈川県(かながわけん)、埼玉県(さいたまけん)、千葉県(ちばけん)、栃木県(とちぎけん)、群馬県(ぐんまけん)、茨城県(いばらきけん)、山梨県(やまなしけん)、静岡県(しずおかけん)の富士川(ふじがわ)以東(いとう))を対象(たいしょう)に「電力(でんりょく)需給(じゅきゅう)ひっ迫(ぱく)注意報(ちゅういほう)」を発令(はつれい)しました1)。電力(でんりょく)需給(じゅきゅう)ひっ迫(ぱく)注意報(ちゅういほう)は、家(いえ)・店(みせ)・企業(きぎょう)などが必要(ひつよう)とする電力(でんりょく)(需要(じゅよう))に対(たい)して電力(でんりょく)会社(がいしゃ)が送(おく)ることができる電力(でんりょく)(供給(きょうきゅう))が足(た)りなくなるかもしれない、と広(ひろ)く知(し)らせて、電力(でんりょく)の使用(しよう)量(りょう)の節約(せつやく)(節電(せつでん))を呼(よ)びかけるものです。これを受(う)けて、22日(にち)には東京(とうきょう)スカイツリーや東京(とうきょう)タワーがライトアップを取(と)りやめたので、「ニュースで見(み)たよ」という人(ひと)も多(おお)いでしょう。東京(とうきょう)電力(でんりょく)管内(かんない)では、2022年(ねん)6月(がつ)下旬(げじゅん)にも4日間(にちかん)にわたって電力(でんりょく)需給(じゅきゅう)ひっ迫(ぱく)注意報(ちゅういほう)が出(だ)され、多(おお)くの家庭(かてい)・店(みせ)・企業(きぎょう)が節電(せつでん)に協力(きょうりょく)しました。今回(こんかい)は、なぜ、電(でん)力(りょく)が足(た)りなくなるのか、効果的(こうかてき)な節電(せつでん)のためには何(なに)ができるのかを考(かんが)えます。

 1)経済産業省の2022年3月21日付ニュースリリース「3月22日は電力需給が厳しくなる見込みのため東京電力管内で節電のご協力をお願いします【需給ひっ迫注意報】」:https://www.meti.go.jp/press/2021/03/20220321001/20220321001.html

なぜ、電(でん)力(りょく)が足(た)りないの?

「電(でん)力(りょく)が足(た)りないなら、発電(はつでん)する量(りょう)を増(ふ)やせばいいんじゃない?」――こんな疑問(ぎもん)をもった人(ひと)もいるでしょう。たしかに、発電所(はつでんしょ)でたくさん電気(でんき)をつくって使(つか)う場所(ばしょ)まで届(とど)ければ、問題(もんだい)は解決(かいけつ)しそうです。けれども現実(げんじつ)は、そう簡単(かんたん)にはいかないのです2)。

その理由(りゆう)の1つは、動(うご)いていない発電所(はつでんしょ)があること。2011年(ねん)3月(がつ)11日(にち)に発生(はっせい)した東日本(ひがしにほん)大震災(だいしんさい)の影響(えいきょう)で、2022年(ねん)の時点(じてん)で多(おお)くの原子力(げんしりょく)発電所(はつでんしょ)が運転(うんてん)を停止(ていし)しています。これらを再(ふたた)び運転(うんてん)させるにはさまざまな対(たい)策(さく)を取(と)らなければなりません。

動(うご)いている発電所(はつでんしょ)の数(かず)が減(へ)っているのは火力(かりょく)発電(はつでん)も同(おな)じ。設備(せつび)が古(ふる)くなっていることや、世界的(せかいてき)な脱(だつ)炭素(たんそ)の流(なが)れもあり、次々(つぎつぎ)と火力(かりょく)発電所(はつでんしょ)が休止(きゅうし)・廃止(はいし)されています。さらに、燃料(ねんりょう)となる液化(えきか)天然(てんねん)ガス(LNG)が値上(ねあ)がりして、発電(はつでん)した電気(でんき)を売(う)っても利益(りえき)が出(で)ないことなど、火力(かりょく)発電所(はつでんしょ)の発電(はつでん)量(りょう)を増(ふ)やすのにもハードルがあります。

原子力(げんしりょく)や火力(かりょく)による発電(はつでん)が減(へ)った分(ぶん)をカバーすると期待(きたい)がかかるのが、太陽光(たいようこう)や風力(ふうりょく)などの再生(さいせい)可能(かのう)エネルギーです。実際(じっさい)、再生(さいせい)可能(かのう)エネルギーによる発電(はつでん)は増(ふ)えていますが、日照(にっしょう)時間(じかん)や風速(ふうそく)といった自然(しぜん)条件(じょうけん)は常(つね)に変化(へんか)していて、発電(はつでん)できる量(りょう)が一定(いってい)でないため、必要(ひつよう)なときに必要(ひつよう)な量(りょう)の電気(でんき)がつくれるとは限(かぎ)らないのです。

電気(でんき)ならではの「大量(たいりょう)にためられない」ことも、発電(はつでん)量(りょう)を増(ふ)やせない理由(りゆう)にあげられます。発電所(はつでんしょ)では発電機(はつでんき)を回転(かいてん)させることによって電気(でんき)をつくっていますが、急(きゅう)にたくさんの電流(でんりゅう)を流(なが)さなければならなくなると、発電機(はつでんき)を回(まわ)すのがたいへんになり、一定(いってい)の回転(かいてん)速度(そくど)を保(たも)つことが難(むずか)しくなります。ですから、発電(はつでん)量(りょう)はなるべく使(つか)う量(りょう)と同(おな)じにしなければならないのです3)4)。

こうした理由(りゆう)から、わたしたちには、電気(でんき)の使(つか)い方(かた)にムダがないかを見直(みなお)して使(つか)う量(りょう)を節約(せつやく)する「節電(せつでん)」が求(もと)められているのです。

 [参考]
2)資源エネルギー庁『かがやけ! みんなのエネルギー』:https://energy-kyoiku.go.jp/wp-content/themes/energy/assets/pdf/teaching-materials/downloads/type-orange/k1/digital_shogakusei_jido.pdf
3)資源エネルギー庁「電力バランスゲーム〜町に電気をとどけよう〜」:https://www.enecho.meti.go.jp/about/kids/game/
4)資源エネルギー庁『電気の安定供給のキーワード「電力需給バランス」とは? ゲームで体験してみよう』:https://www.enecho.meti.go.jp/about/special/johoteikyo/balance_game.html

どうすれば節電(せつでん)できるの?
――効果的(こうかてき)な節電(せつでん)のために知(し)っておきたい3つの考(かんが)え方(かた)

では、実際(じっさい)に節電(せつでん)をしようと思(おも)い立(た)ったとき、どんな行動(こうどう)をとればよいのでしょうか? 節電(せつでん)の考(かんが)え方(かた)には、大(おお)きく分(わ)けて①ピークカット、②ピークシフト、③ボトムアップ、の3つがあります。①のピークカットは、1日(にち)のうち最(もっと)も多(おお)く電力(でんりょく)が使(つか)われる「ピーク時間(じかん)帯(たい)」(夏季(かき)は午後(ごご)1時(じ)~4時(じ)ごろ)に使(つか)う電力(でんりょく)を減(へ)らすこと。②のピークシフトは、ピーク時間(じかん)帯(たい)からそれ以外(いがい)へ、電力(でんりょく)を使(つか)う時間(じかん)帯(たい)をずらすこと。③のボトムアップは、使(つか)われる電力(でんりょく)の少(すく)ない深夜(しんや)などに電力(でんりょく)を使(つか)うことです。

①ピークカット

ピークカットは、いろいろな行動(こうどう)が考(かんが)えられますね。たとえば、ピーク時間(じかん)帯(たい)に照明(しょうめい)の一部(いちぶ)を消(け)すこと(や、夏(なつ)は涼(すず)しい場所(ばしょ)に、冬(ふゆ)は暖(あたた)かい場所(ばしょ)に集(あつ)まってエアコンの使用(しよう)台数(だいすう)を減(へ)らす「クールシェア」「ウォームシェア」は、ピークカットに効果的(こうかてき)です。ほかには、家(いえ)に設置(せっち)した太陽光(たいようこう)発電(はつでん)パネルで発電(はつでん)した電力(でんりょく)を使(つか)うのも、電線(でんせん)を通(とお)って家(いえ)に届(とど)けられる電力(でんりょく)(系統(けいとう)電力(でんりょく))のピークカットにつながります。

②ピークシフト

ピークシフトは、使用(しよう)電力(でんりょく)の少(すく)ない時間(じかん)帯(たい)にあらかじめ電気(でんき)をためておいて、ピーク時間(じかん)帯(たい)に使(つか)うこと。ですからピークシフトのためには、深夜(しんや)電力(でんりょく)や太陽光(たいようこう)発電(はつでん)パネルで発電(はつでん)した電気(でんき)などをためておく蓄電池(ちくでんち)(バッテリー)が必要(ひつよう)です。蓄電池(ちくでんち)には、リチウムイオン電池(でんち)やニッケル水素(すいそ)電池(でんち)、鉛(なまり)蓄電池(ちくでんち)などの種類(しゅるい)があります。

③ボトムアップ

ボトムアップは、夜間(やかん)などピーク時間(じかん)帯(たい)以外(いがい)に積極的(せっきょくてき)に電気(でんき)を使(つか)うことです。ピークシフトに似(に)ていますが、夜間(やかん)に電気(でんき)をためておくのではなく夜(よる)のうちに使(つか)うのが、ボトムアップの特徴(とくちょう)です。食器(しょっき)洗(あら)い機(き)や洗濯機(せんたくき)のタイマーを設定(せってい)しておいて夜中(よなか)のうちに使(つか)うのは、ボトムアップになります。

これら3つに共通(きょうつう)するのは、電力(でんりょく)需要(じゅよう)の山(やま)をならすこと。ピークカットは頂上(ちょうじょう)を下(さ)げて、ピークシフトは頂上(ちょうじょう)をくずした上(うえ)で周(まわ)りに移(うつ)して、ボトムアップはふもとの高(たか)さを上(あ)げて、それぞれ山(やま)を平(たい)らに近(ちか)づけていきます。このように電力(でんりょく)需要(じゅよう)の変動(へんどう)を抑(おさ)えることを「負荷(ふか)平準(へいじゅん)化(か)」といいます。

どんなものがピークシフトに役立(やくだ)つの?

節電(せつでん)のための3つの考(かんが)え方(かた)の中(なか)で「これならできそう」と思(おも)ったものはありましたか? ピークカットは「今(いま)でもやっているよ」という人(ひと)がいるかもしれません。それとは逆(ぎゃく)に、ピークシフトは「難(むずか)しそう」と感(かん)じたのではないでしょうか。難(むずか)しく感(かん)じられるのは、蓄電池(ちくでんち)が必要(ひつよう)だからです。

蓄電池(ちくでんち)は災害(さいがい)で停電(ていでん)したときにも使(つか)えるので、防災(ぼうさい)用品(ようひん)としても役立(やくだ)ちます。とはいえ、まだまだ家庭(かてい)用(よう)の蓄電池(ちくでんち)は値段(ねだん)が高(たか)く、用意(ようい)している家(いえ)は限(かぎ)られていますから、「蓄電池(ちくでんち)を使(つか)ってピークシフトをしよう」と言(い)われても、ピンとこない人(ひと)が多(おお)いはずです。

けれども、実(じつ)は家庭(かてい)用(よう)の蓄電池(ちくでんち)と同(おな)じような働(はたら)きをするものが、みなさんの身(み)の回(まわ)りにあります。その例(れい)を紹介(しょうかい)しましょう。

①電気(でんき)自動車(じどうしゃ)

クルマ好(ず)きの人(ひと)なら、すぐに思(おも)いついたのでは? 電気(でんき)自動車(じどうしゃ)(EV)やプラグインハイブリッド車(しゃ)(PHEV)は主(おも)にリチウムイオン電池(でんち)を載(の)せていて、クルマが数百km走(はし)れるくらいの電気(でんき)を蓄(たくわ)えておけますね。

この電池(でんち)に蓄(たくわ)えた電気(でんき)を家(いえ)で使(つか)う「ビークルトゥホーム」(Vehicle to Home、V2H)というしくみがあります5)6)。深夜(しんや)電力(でんりょく)や太陽光(たいようこう)で発電(はつでん)した電気(でんき)をEV・PHEVの電池(でんち)に充電(じゅうでん)しておいて走(はし)らせたり、EV・PHEVの電池(でんち)に蓄(たくわ)えた電気(でんき)をピーク時間(じかん)帯(たい)に家(いえ)で使(つか)ったりすれば、ピークシフトになります。

たとえば、トヨタホームのV2Hシステム「V2ZEH」(Vehicle to Zero Energy House)※1の場合(ばあい)、車種(しゃしゅ)にもよりますが、最大(さいだい)で約(やく)4日(か)分(ぶん)の電気(でんき)をEV・PHEVから家(いえ)へ送(おく)れます※2。また、60kWhの電池(でんち)を搭載(とうさい)した日産(にっさん)自動車(じどうしゃ)のEV「リーフe+」は、V2H装置(そうち)につなぐことで約(やく)4日(か)分(ぶん)の電気(でんき)を家(いえ)に供給(きょうきゅう)できます※2。

「V2H」のしくみを使ってクルマから家へ給電するイメージ(提供:トヨタホーム)
トヨタホーム「V2ZEH」のしくみ(提供:トヨタホーム)

 ※1 「V2ZEH」は、省エネ設備や創エネ設備(太陽光発電パネルなど)によってエネルギー収支をゼロにする「ZEH」(net Zero Energy House)とV2Hを組み合わせたシステム。 
※2 トヨタ自動車の「プリウス」「プリウスPHV」が外部へ供給できる電力量は、ガソリン満タン・満充電時で約40kWh。一般家庭が日常に使用する電力量を1日当たり10kWhとして、太陽光発電がフル稼働した場合の供給可能時間を試算した。
※3 一般家庭が使用する電力量を1日当たり12kWhとしたときの試算。
[参考]
5)トヨタホーム「いつもはエコ。もしもは安心。V2ZEH」:https://www.toyotahome.co.jp/chumon/technology/v2zeh/lan/
6)日産自動車「リーフの電気は、家でも使える。」:https://ev2.nissan.co.jp/LEAF/V2H/

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②自動販売機(じどうはんばいき)

外出(がいしゅつ)先(さき)でのどがかわいたとき、頼(たよ)りになるのが飲(の)みものの自動販売機(じどうはんばいき)。あの自動販売機(じどうはんばいき)にも、さまざまな節電(せつでん)のしくみが取(と)り入(い)れられています。そのうちの1つが、夜間(やかん)に集中(しゅうちゅう)して飲(の)みものを冷(ひ)やし、昼間(ひるま)に使用(しよう)する電力(でんりょく)を減(へ)らす「ピークシフト自販機(じはんき)」。自動販売機(じどうはんばいき)で飲(の)みものを買(か)うことが、ピークシフトにつながるのです。

多(おお)くの自動販売機(じどうはんばいき)は、気温(きおん)の上(あ)がる昼間(ひるま)に飲(の)みものを冷(ひ)やします。それに対(たい)してピークシフト自販機(じはんき)は、あまり電力(でんりょく)が使(つか)われない夜間(やかん)に冷却(れいきゃく)し、そのほかの時間(じかん)帯(たい)は最長(さいちょう)16時間(じかん)にわたって冷却(れいきゃく)運転(うんてん)を止(と)めます。昼間(ひるま)は運転(うんてん)のための待機(たいき)電力(でんりょく)だけを使(つか)うため、夏(なつ)の日(にっ)中(ちゅう)に使用(しよう)する電気(でんき)を最大(さいだい)で95%減(へ)らすことができるというわけです7)。

昼間(ひるま)に冷却(れいきゃく)運転(うんてん)を止(と)められるのは、中(なか)に入(はい)った飲(の)みもの自体(じたい)が保冷(ほれい)剤(ざい)の役割(やくわり)を果(は)たすから。真空(しんくう)断熱材(だんねつざい)を使(つか)う量(りょう)を増(ふ)やして自動販売機(じどうはんばいき)の断熱性(だんねつせい)を向上(こうじょう)させたり※3、とびらの気密性(きみつせい)を高(たか)めたりして、冷(つめ)たい空気(くうき)が外(そと)へ逃(に)げるのを防(ふせ)いでいるため、以前(いぜん)の自動販売機(じどうはんばいき)より飲(の)みものの温度(おんど)が上(あ)がりにくくなりました。さらに、冷却(れいきゃく)性能(せいのう)も以前(いぜん)の自動販売機(じどうはんばいき)より高(たか)いので、冷却(れいきゃく)運転(うんてん)の時間(じかん)が短(みじか)くなっています。

ピークシフト自販機(じはんき)が開発(かいはつ)されたのは2012年(ねん)8)。2015年(ねん)には、設置(せっち)台数(だいすう)が10万(まん)台(だい)を突破(とっぱ)したそうです9)。

 ※3 関連記事「水筒の中身の温度はなぜ変わらない? ー保冷・保温のふしぎー」:https://kids.gakken.co.jp/kagaku/kagaku110/science220523/
[参考]
7)コカ·コーラ ボトラーズジャパン「ピークシフト自販機について」:http://j.cocacola.co.jp/peak_shift/about/
8)富士電機リテイルシステムズ「日中の冷却停止を可能にしたピークシフト型の自動販売機開発について」.2012年6月27日:https://www.fujielectric.co.jp/about/news/detail/2012/20120627113001494.html
9)コカ·コーラ ボトラーズジャパン「よくあるご質問」:https://j.cocacola.co.jp/info/faq/detail.htm?faq=18508

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③モバイル機器(きき)

みなさんにとってクルマよりも自動販売機(じどうはんばいき)よりも触(ふ)れる機会(きかい)の多(おお)い、蓄電池(ちくでんち)を搭載(とうさい)するものがありますね。それは、学校(がっこう)の授業(じゅぎょう)でも使(つか)うタブレット端末(たんまつ)(タブレット)やノートパソコン、スマートフォンといったモバイル機器(きき)です。これらも、使(つか)い方(かた)次第(しだい)でピークシフトが実現(じつげん)できます。

たとえばタブレット。多(おお)くの人(ひと)は、タブレットを学校(がっこう)から持(も)ち帰(かえ)ったら、夜(よる)のうちに充電(じゅうでん)して翌日(よくじつ)に持(も)っていくでしょう。電力(でんりょく)需要(じゅよう)の少(すく)ない夜間(やかん)の電気(でんき)を使(つか)って蓄電池(ちくでんち)に充電(じゅうでん)しておき、電力(でんりょく)需要(じゅよう)がピークになる昼間(ひるま)に使(つか)えば、りっぱなピークシフトになります。

モバイル機器(きき)の中(なか)には、メーカーが用意(ようい)したピークシフト機能(きのう)を使(つか)えるものもあります。製品(せいひん)によって機能(きのう)の内容(ないよう)はちがいますが、蓄電池(ちくでんち)の残量(ざんりょう)が設定(せってい)した容量(ようりょう)より多(おお)()いときは、ACアダプターにつながっていても蓄電池(ちくでんち)の電気(でんき)を優先(ゆうせん)して使(つか)う設定(せってい)や、時間(じかん)帯(たい)
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によってACアダプターと蓄電池(ちくでんち)を切(き)りかえる設定(せってい)ができます。家(いえ)にある機器(きき)の機能(きのう)をチェックして、ピークシフト機(き)能(のう)があれば利用(りよう)するなど、上手(じょうず)にピークシフトができるといいですね。

無理(むり)なく・ムダなく電気(でんき)を使(つか)おう

節電(せつでん)の考(かんが)え方(かた)にはピークカットやピークシフト、ボトムアップがあり、わたしたちの身(み)の回(まわ)りには、それらを実践(じっせん)できる多(おお)くの電化(でんか)製(せい)品(ひん)があります。ぜひ、知(し)っている節電(せつでん)のための行動(こうどう)が3つの考(かんが)え方(かた)のうちどれに当(あ)てはまるのか、自分(じぶん)が取(と)り組(く)みやすいのはどれなのかをイメージして実行(じっこう)してみてください。そうすると、今(いま)まで気(き)づかなかった節電(せつでん)の方法(ほうほう)が見(み)つかるかもしれません。

たとえばピークシフト機能(きのう)は、モバイル機器(きき)だけではなく、冷蔵(れいぞう)庫(こ)やテレビ、扇風機(せんぷうき)などに搭載(とうさい)されている場合(ばあい)があります。それを知(し)ったら、いろいろなピークシフト機能(きのう)を使(つか)いこなしてみたくなるのではないでしょうか。「HEMS」(ホームエネルギーマネジメントシステム)というしくみや、HEMSで制御(せいぎょ)できるエアコンや換気扇(かんきせん)、テレビなどを取(と)り入(い)れてピークカットを自動(じどう)化(か)している家庭(かてい)では、おうちの人(ひと)に、なぜHEMSを使(つか)い始(はじ)めたのか、どのくらいの効果(こうか)があるかといったお話(はなし)を聞(き)くのもおもしろそうです10)。

節電(せつでん)と聞(き)くと、「暑(あつ)くてもガマン」「暗(くら)くてもガマン」と考(かんが)える人(ひと)が多(おお)いようです。けれども、上手(じょうず)に取(と)り組(く)めば快適(かいてき)さを保(たも)ったままの節電(せつでん)も可能(かのう)です。節電(せつでん)のしくみを理解(りかい)して、無理(むり)なく実践(じっせん)したいですね。

 [参考]
10)ECHONETコンソーシアム「HEMSとは?」:https://echonet.jp/about/hems/

記事公開:2022年8月

監修者:大山光晴

1957年東京都生まれ。東京工業大学大学院修士課程修了。高等学校の物理教諭、千葉県教育委員会指導主事、千葉県立長生高等学校校長等を経て、現在、秀明大学学校教師学部教授として「理数探究」や「総合的な学習の時間」の指導方法について講義・演習を担当している。科学実験教室やテレビの実験番組等への出演も多数。千葉市科学館プロジェクト・アドバイザー、日本物理教育学会常務理事、日本科学教育学会及び日本理科教育学会会員、月刊『理科の教育』編集委員等も務める。

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