電力の安定供給と環境への 影響について 2004年6月29日 九州電力㈱系統運用部 能見 和司 1 目 次 第１章 エネルギー情勢 第２章 電力系統の適切な運用と安定供給 第３章 環境への影響 2 第１章 エネルギー情勢 （１）エネルギーとは （２）海外のエネルギー情勢 （３）日本のエネルギー情勢 （４）電力エネルギー 3 ［エネルギーとは］ 4 [エネルギーの利用形態] ●力学的エネルギー ●光エネルギー ●熱エネルギー ●電気エネルギー 5 海外のエネルギー情勢 世界の人口とエネルギー消費の推移 1980年 (実績) 人口 （億人） 先 進 国 発展途上国 1998年 (実績) 2010年 年平均伸び率（％） (見通し) 1999/1980 2010/1999 12.3 <1.2> 31.8 14.1 <1.3> 45.4 13.2 <1.3> 55.1 0.7 <0.4> 1.9 ▲0.6 <0.0> 1.8 59.5 61.3 <5.2> 26.7 68.3 67.2 <6.2> 46.7 1.6 0.9 <2.1> 3.9 1.3 0.8 <1.6> 5.2 1.6 2.4 0.1 <1.7> 2.2 1.6 <1.7> 2.6 Ａ 世 界 計 一次ｴﾈﾙ ｷﾞｰ 消費量 先 進 国 発展途上国 44.1 51.9 <3.5> 12.9 (石油換算億ﾄﾝ） Ｂ 世 界 計 64.8 88.0 発展途上国 4.2 <2.9> 0.4 4.3 <4.0> 0.6 5.1 <4.8> 0.8 世 界 計 1.5 1.5 1.7 一人あたりの 一次ｴﾈﾙｷﾞｰ 消 費 量 石油換算 ﾄﾝ／人 Ｂ Ａ 先 進 国 113.9 0 1.1 < >は日本を再掲6 （出典：総合エネルギー統計 平成13年度版，ＢＰ統計，世界の統計（総務庁）等） 海外のエネルギー情勢 [人口・エネルギー消費量の年平均伸び率] 5.2% 先進国 発展途上国 3.9% 2.6% 2.2% 1.9% 1.8% 1.6% 0.9% 0.7% 0.8% 0.1% ▲0.6% 1980～1999 1999～2010 1980～1999 1999～2010 1980～1999 1999～2010 人口の平均伸び率 一次ｴﾈﾙｷﾞｰ消費量の 年 平 均 伸 び 率 １人あたりの一次ｴﾈﾙｷﾞｰ 消 費 量 の 年 平 均 伸 び 7率 海外のエネルギー情勢 世界の一次エネルギー供給構成の推移 1950年 石 炭 石 油 (4.7) 天然ガス (1.7) 原 子 力 水 力 そ の 他 (10.4) 60.9% 27.3% 10.2% － (0.3) 1.6% － (17.1) (17.8) (30.0) (12.4) (1.9) (1.5) (1.2) (再生可能ｴﾈﾙｷﾞｰ等) 計 1980年 100% 27.5% 46.3% 19.2% 2.9% 2.3% 1.8% 1999年 (22.8) (34.0) (20.1) (6.6) (2.2) (2.3) 100% (64.8) 25.9% 38.6% 22.9% 7.5% 2.5% 2.6% （単位：％） 2010年 (見通し) (28.2) (45.9) (27.2) (6.9) (2.9) (2.8) 100% (88.0) 24.8% 40.3% 23.9% 6.1% 2.5% 2.4% 100% (113.9) （ ）はエネルギー供給量（石油換算億トン） 8 海外のエネルギー情勢 原油輸入CIF価格（運賃・保険料込み）の推移 40 35 $ ／ 30 バ ー レ ル 20 ※3 ※1 2＄/ﾊﾞｰﾚﾙ台から11＄/ﾊﾞｰﾚﾙ 台に上昇。 （第一次石油危機） 25 ※2 ※2 13＄/ﾊﾞｰﾚﾙ台から36$/ﾊﾞｰﾚﾙ 以上に高騰。 （第二次石油危機） 15 ※3 2002年度値は4～9月平均値 （25＄/ﾊﾞｰﾚﾙ）を記載。 10 5 0 '65 ※1 '70 '75 '80 年 度 '85 '90 '95 '00 9 (出典:エネルギー・経済統計要覧 2002等) 海外のエネルギー情勢 主要先進国の一次エネルギー供給構成（1999年） （単位：％） 日 本 アメリカ ドイツ フランス イギリス イタリア 石 炭 17.0 23.8 23.6 石 油 51.7 （99.8） 38.8 （58.4） 40.0 （97.5） 35.4 （97.9） 36.1 （▲72.3） 53.0 （94.2） 天然ガス 12.1 23.0 21.4 13.5 36.1 32.9 原 子 力 16.0 8.9 13.1 40.4 10.9 ― 1.4 1.1 0.5 2.4 0.2 2.3 1.8 4.4 1.4 2.3 1.3 4.8 水 力 そ の 他 (再生可能ｴﾈﾙｷﾞｰ等) 合 計 100 （79.8） 100 （25.6） 100 （60.6） 6.0 15.4 7.0 100 100 100 （50.0） （▲22.5） （83.6） （ ）は輸入依存度（％） 10 (出典:エネルギー・経済統計要覧 2002等) 海外のエネルギー情勢 世界のエネルギー資源埋蔵量 資 源 石 確認可採 年 数 賦 存 地 域 油 39年 政情不安定な中東地域に集中（65％） 天 然ガス 61年 原油ほどではないが，地域偏在性が強い （旧ソ連38 ％，中東35％） 石 炭 227年 ウ ラ ン 64年 世界中に分布しており，供給の不安定要素は小さい 世界中に分布しており，供給の不安定性は比較的小さい ※確認可採年数は，現在調査等によって明確となっている埋蔵量 （確認可採埋蔵量）を現在の年間生産量で割った一つの指標 （出典：総合エネルギー統計 平成13年度版） 11 日本のエネルギー情勢 わが国のエネルギー供給の伸びの推移 ＧＤＰ伸び率（％） Ａ ｴﾈﾙｷﾞｰ供給伸び率 （％） Ｂ ｴﾈﾙｷﾞｰ弾性値 Ｂ Ａ 1965～73 1973～86 1986～90 1990～2000 9.1 3.4 5.5 1.3 10.9 0.3 4.9 1.4 1.20 0.09 0.89 1.08 （注） エネルギー弾性値とは，ＧＤＰを１％伸ばすために必要なエネルギー 供給の伸び率を意味する。 エネルギー弾性値＞１⇒エネルギー多消費型 エネルギー弾性値＜１⇒省エネルギー型 (出典:エネルギー・経済統計要覧 12 2002) 日本のエネルギー情勢 わが国の一次エネルギー総供給の推移 700 （原子力１％） 600 原 油 換 算 百 万 kl （原子力５％） （天然ガス６％） 500 （天然ガス２％） 400 新エネ等 原子力 （１２％） 水力・地熱 天然ガス （１３％） 石 炭 300 200 （７７％） 石 油 （５２％） （６６％） 100 0 1965 1970 （ ）内はその年度の構成比 1975 1980 １９７３年度 １９８０年度 第一次石油 第二次石油 危機直後 危機直後 1985 1990 1995年度 ２０００年度 13 日本のエネルギー情勢 長期エネルギー消費見直し 500 最 終 エ ネ 400 ル ギ ー 消 300 費 （ 原 油 200 換 算 百 100 万 kl ） 0 402百万kl 409百万kl (24.9) (23.4) 運輸部門 (26.1) (30.8) 民生部門 (52.5) (49.0) (45.8) 産業部門 1990年度 1999年度 2010年度 349百万kl (23.0) (24.4) （ ）内はその年度での割合（％） 14 （出典：Ｈ13.7総合資源エネルギー調査会報告書） 電力エネルギー 電力総需要の推移 電力化率の推移 電力化率： 一次エネルギー総供給のうち発電に 使用されるエネルギーの割合 700 50 600 40.6 500 40 電力化率（％） 電力総需要 400 300 200 30 27.5 総エネルギー需要 100 （注）1965年を100としたときの推移 0 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 （出典：総合エネルギー統計 平成13年度版） 2000 20 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 15 （出典：総合エネルギー統計 平成13年度版） 第１章 まとめ • 世界的には発展途上国のエネルギー需要増加 が顕著（人口，生活レベルの伸び） • 資源は有限，しかも世界情勢に左右される • 環境問題とエネルギー問題は密接に関連，大き な政治問題でもある。 （東西問題，南北問題） • 日本のエネルギー構造は脆弱 各資源の適 切な組み合わせが必要 • 電力エネルギーは便利 電力化率増大 16 第２章 電力系統の適切な運用 と安定供給 （１）電力系統とは （２）需給運用：需要と供給のマッチング （３）系統運用：高い電力品質の維持 （補足）電力自由化による影響 17 電力系統とは (１)電力系統の構成 ・ 電力系統は，発電所，送電線，変電所，配電線など，発電所で発生した電 気を家庭や店舗，工場などの消費地点（需要地）まで供給する一連の電力 設備から成る。 (２)電力の流れ ・ 発電所から電力消費地近くの拠点変電所まで，５０，２２万Ｖの高い電圧で 大量に長距離送電。 ・ 拠点変電所で，１１，６万Ｖに降圧して電力を小分けし，一部は市街地の配 電用変電所へ，一部は工場等の大口お客さまへ直接送電。 ・ 配電用変電所で，さらに６千Ｖに降圧して，店舗・オフィスビルに配電すると ともに，電柱上の変圧器（柱上変圧器）で200，100Ｖに降圧して，一般家庭に 配電。 ※電力は，電圧を上げ送電線に流れる電流を少なくして送電する方が，大電力を輸送でき， かつ送電に伴う損失（ロス）を少なく， 効率的である。 一方，電圧が高くなるほど機器が 大型となるとともに安全確保のために大きな離隔距離が必要。 18 (３)電力系統の特徴 ・ 電力系統に，一旦，落雷や発電機の故障等の事故が発生すると， 短時間（秒，分）でカタストロフィー（系統崩壊）を引き起こすなど， 諸々の特性を持っている。 ・ 例えば，九州の事故が遠く関西・中部に影響を及ぼすこともある。 19 電力系統の構成 中央給電指令所 系統給電制御所 総合制御所 指令 指令 電力系統 輸送設備 発電設備 送電線 50万V 22万V 変電所 送電線 11万V 6万V 変電所 配電線 ６千V 水 力 発電所 火 力 発電所 原子力 発電所 特高 高圧 低圧 11，６，２万Ｖ ２万，６千Ｖ 200,100Ｖ お客さま 発 生 輸 送 消 費 20 電力需要の特徴 電力需要は，景気の動向，季節や曜日の違い，気温・湿度・日照等の気象状況， お客さまの生活や経済活動のパターンなど，さまざまな要因により，時々刻々変化。 (１)一日の電気の使われ方（日負荷曲線：Daily Load Ｃｕｒｖｅ） ※年間の電力需要が最大となる夏季平日の例 ・午 前：社会活動，生産活動が始まる６時頃から，急速に立ち上がる ・昼休み：１２時～１３時の昼休みの休憩時間に，一旦落ち込む ・午 後：一日の最高気温が発生する１４時～１６時頃に一日の消費の最大が発生 ・夕 方：１７時から電力需要は減少しはじめるが，日没に伴う点灯，家庭での空調・ テ レビ等の需要により１９時前後に，点灯時のピーク ・深 夜：気温が下がり，社会活動が低下する５時頃一日のボトム ※一日で見ると，夏季の昼間ピーク時の需要は，深夜ボトム時の約２倍 ※夏季，冷房需要は最大電力の約４割 ※欧米諸国と比較して，日本は朝の立ち上がり方が大きい 21 (２）季節別 ・季節別の最大電力：夏季ピークと比較して，冬季は約８割，春・秋は約７割 ・最大発生時間帯 ：冬季は冷え込み具合により，午前あるいは点灯時 春・秋季は夕方の点灯時 22 季節別の日負荷曲線 （ＭＷ） 20,000 夏（2001年8月3日） 冬(2001年1月１6日) 春(2001年4月18日) 正月(2001年1月2日) 16,740MW 夏 15,000 12,960MW 冬 10,000 春 8,280MW 8,570MW 8,120MW 6,770MW 6,070MW 5,000 0 9,390MW ０ ３ ６ 正月 ９ １２ 時 刻 １５ １８ ２１ ２４ 23 日負荷曲線の他地域との比較 （最大電力を１００％とした場合の比） ％ １００ NORD ８０ ６０ 九州電 力 ERCOT ４０ 東京電 力 PJM NORD ２０ ０ 0 3 6 9 12 15 18 21 24 時 24 気温感応度 01/04/’96～28/02/‘99 17,000 500MW／度 16,000 15,000 需要(ＭＷ) 最大電力 [MW] 14,000 200MW/度 13,000 12,000 11,000 10,000 9,000 8,000 400MW/度 7,000 6,000 5,000 0.0 5.0 10.0 15.0 20.0 25.0 30.0 35.0 3地点加重平均気温 ・３地点の天候，気温により需要を想定 〔福岡(北部),熊本(中部),鹿児島(南部) 〕 25 需給運用 需給運用：需要と供給のマッチング 長期 長期需要予測 電源開発計画 輸送設備計画 【年間，月間，週間】 需給運用計画は，年間の需要想定に基づく年間計画からスタートし， ・気象状況・経済状況による当初需要想定からのずれ 年間計画 年間 ・発電機の点検・故障や出水状況の変化 などの変動要因を逐次織込み，月間・週間計画と 精度を向上。 【翌日】 月間 週間 前日には，天気予報・気温予想(＊)により，１時間毎の需要を想定し， 必要な予備力，周波数調整力を確保して，発電機の運転・出力を最 終決定。 ・需要想定（最大電力，電力量） ・電源補修計画の調整 ・ＬＮＧ消費計画（配船調整） ・ＩＰＰ等他社購入計画 ・二社間融通計画調整 ・kWバランス，kWhバランス 給電計画Ｇ 月間，週間計画 ・需要想定（最大電力，電力量） ・毎日のkWバランス，kWhバラン ス，ＬＮＧ消費計画 ・火力機の起動停止 ・揚水機の運用計画 (＊)気象協会とオンラインで連系。必要により，気象台・気象協会に詳細情報を確認。 翌日 【当日】 当日は，前日の発電計画に基づき，発電機の並解列は中給当直員 が 給電指令で，時々刻々の出力は中給自動給電システムにより 調整される。 ・時間単位の需要想定 ・他社発電計画，融通量の確定 ・時間単位の発電計画（ｋＷバランス） ・火力機への起動，並列指令 中 給 当日運用 当日 ただし，計算機制御には限界があり，中給当直員は，気象状況，朝 の立上り状況など常に需要の傾向に注視し，需給マッチングのため， その時点での判断で，火力機・水力機（揚水，調整式）の並解列， 出力調整指令を行う。 翌日計画 ・負荷立上り，立下り時の出力調整 指令 ・経済負荷配分制御 ・連系線潮流制御 ・他社受電，融通調整 ・緊急時の火力増発・揚水起動指 令，応援融通要請 26 電源運用の考え方 ・原子力 経済性，CO2の観点からベース供給力として，法定 点検周期いっぱいの長期運転 ・石 炭 経済性に優れることからベース・ミドル供給力と して運転（燃料コスト：２円／kWh程度） ・L N G ミドル火力として，燃料の年間契約量の計画的な 消費を勘案し運転（燃料コスト：５円／kWh程度） ・石 油 燃料費が高いことから，ピーク供給力および供給予 備力として運転（燃料：７円／kWh程度） ・揚 水 ピーク供給力，緊急時対応の待機供給力として運転 27 電源バランス 平成13年8月3日（金）：最大需要 １，６７４万ｋＷ 1800 平成13年5月5日（土）：最大需要 1800 揚水式水力 1600 1600 石油火力 1400 1400 1200 1200 LNG火力 1000 1000 揚水式動力 800 揚水式水力 800 石炭火力 LNG火力 揚水式動力 石炭火力 600 600 他社・融通 400 400 一般水力 一般水力 原子力 200 原子力 200 他社・融通 0 0 0 6 12 18 24 0 6 12 18 24 28 発電設備量，発電電力量（平成１４年） （他社受電を含む） 発電設備量 18% 発電電力量 22% 23% 45% 1% 21% 13% 原子力 地熱 17% 水力 石油その他 7% 24% 7% 2% LNG 石炭 29 需給マッチングのための制御方式 （需要変動周期） （制御方式） ・ １０数分以上（サステンド分） → 経済負荷配分制御（ＥＤＣ） ・ 数分～１０数分（フリンジ分） → 負荷周波数制御（ＬＦＣ） ・ ２０秒程度～数分（フリンジ分） → 発電機個々のガバナフリー ・ ２０秒程度以下（サイクリック分） → 負荷の電気的な特性によって吸収（自己制御） 負 荷 変 動 幅 ガバナフリー ＥＤＣ ＬＦＣ 負荷特性（自己制御） ０ 0.5 １ １０ ６０ 負荷変動周期（分） 30 系 統運用 長期需要予測 電源開発計画 輸送設備計画 系統運用：高い電力品質の維持 長期 【系統運用計画：年間】 毎年，電源の運転計画，輸送設備新増設等に基づき，季節別・時間帯別に 潮流計算し，平常時・事故時の潮流ネック，系統安定度・電圧を把握。 ・運用目標値（潮流，電圧）の設定 給電計画Ｇ 系統制御技術Ｇ (中西各社） 年間計画 ・潮流計算，系統ネック把握 ・電圧維持・系統安定度維持対策 (調相設備，保護装置，SSC計画) ・運用目標値設定 ・制御システム計画 ・中西連系系統運用計画 ・輸送設備の停止作業計画策定 ・安定化対策，電圧対策（設備対策，整定変更）の検討 ２～翌年 ・輸送設備停止作業計画の策定 【停止作業計画：年間～翌日】 ①年間 最大需要期，雷多発期である夏季以外に停止作業を計画。作業の輻輳によ り，電源・輸送設備の停止が重複し，系統信頼度が低下しないよう調整。 月間，週間計画 ・設備状況，潮流状況把握 ・輸送設備の停止作業計画調整 ・ 輸送設備の停止作業内容把握， 停送電操作指令伝票作成 月間 週間 電源や輸送設備の計画外停止，至近の気象状況，出水状況等により，停止 作業の可否を検討。必要により潮流，電圧，安定度の詳細シミュレーション を行って検討。前日に最終決定。 【停止作業の実施：月間～当日】 中 給（統括） 系給 総制 ②月間，週間，翌日 翌日計画 ・潮流状況，気象状況に基づき輸 送設備の停止作業の決定 ・操作箇所相互に作業内容，操作 伝票，緊急時対策の確認 翌日 給電担当機関は，前日までに，作業内容を把握し，停送電操作の時刻・手 順を定めた操作指令伝票を作成。操作時刻・手順の妥当性をシミュレータで 事前検証。 当日は，給電担当機関からの給電指令により操作を実施。天候急変や突発 的なトラブル時には，作業の中断・緊急復旧を指令。 当日運用 （平常時） ・系統潮流，作業停止状況監視 ・電圧監視，調整指令 ・停送電操作の指令，実施 （緊急時：事故時，異常気象時） ・系統復旧指令，操作 当日 【事故発生時の処置：当日】 ・系統保護装置が自動的に動作し，事故区間を切り離し ・再閉路失敗等により事故が継続する場合は，健全設備の過負荷防止，適 31 正電圧・安定度維持のため，発電機の緊急並列，系統変更等を指令。 九州の電力系統 新小倉 2212 玄海 唐津 3478 875 松浦 2000 700 需要は福岡・北九州地 区に集中（全体の40％） 北九州 脊振 ベース電源の原子力・石炭が 西部に集中（全体の40%） 苅田 735 相浦 豊前 1000 西九 州 875 中央 天山 ミドル・ピーク対応の LNG・石油電源は 北東部に集中 豊前 600 松島 1000 ・主幹系統は50万V・22万Vループ ・下位系統は，放射状 （一部11万Vは22万Vとループ） 大分 500 新大分 熊本 2295 東九 州 苓北 700 中九州 大平 500 上椎葉 90 ５０万Ｖ送電線 ２２万Ｖ送電線 水力（貯水式） 水力（揚水式） 火力(LNG） 火力(石油） 一ツ瀬 180 川内 1000 南九州 小丸川（建設中） 600 川内 1780 火力(石炭） 原子力 宮崎 ※数値は発電所出力（ＭＷ） 32 停電の回避（供給信頼度） о電力系統の単一故障（送電線１回線故障等）に対しては，特段の 系統制御を行わないで安定運用を行えるよう，送電設備を増強。 о送電線２回線事故などの重大事故に対しては，電力系統安定化の ための系統制御を行い， 安定運用を維持。 о運用に当たっては，各種系統事故に対する送電限界を基に，運用 目標値を設定し，年間を通して電力潮流が運用目標値以下になる よう管理。 33 信頼度向上対策 • • • • • • • • • • 新規送電線の建設 １回線送電線の２回線化 変電所の変圧器の増設 変電所開閉器の屋内設置や高信頼度機器の採用 送電鉄塔の高さ増加（樹木接触防止） 送電線故障場所の高速切り離し（保護装置の高度化） 送電線故障除去後の自動再送電（雷による故障に有効） 配電線の絶縁化 配電線の無停電作業工法 系統制御所職員の有機的，計画的な訓練（最後は人！） 34 お客様１戸当たりの停電回数，時間 停電回数 停電時間 １需要家当たりの年間平均停電回数 １需要家当たりの年間平均停電時間 (分) (回) 900 3 自然災害含む(例.台風) 2.5 800 自然災害含む (例.台風) 700 自然災害除く 自然災害除き 600 2 500 1.5 400 1 300 200 0.5 100 00 97 94 91 88 85 82 79 76 73 0 20 19 70 0 70 9 1 73 76 79 82 85 88 91 94 97 000 2 35 電圧，周波数の維持 • 停電の有無，周波数の維持，電圧の維持の３種類が 主要な電力品質 • 周波数の維持 電力系統全体の電力の需給バラ ンスを瞬時瞬時に調整（需給運用） • 電圧の維持 部分的な電圧・無効電力のバランス を調整しながら電力系統全体でも適 正に維持（電圧無効電力運用） 36 第２章 まとめ • 電力系統は巨大なシステム • 需要に対して供給力が充足しているだけでなく， 時々刻々の完璧な需給バランスが必要 • しかも日本は諸外国と比較して需要変動大 • 電源のﾍﾞｽﾄﾐｯｸｽを志向（ｴﾈﾙｷﾞｰｾｷｭﾘﾃｨ） • 雷等による系統故障への対応，系統安定性，電圧， 周波数の維持（ 高度なｼｽﾃﾑと訓練された人材） • その結果，世界最高度の供給信頼度達成 37 第２章 補足：電力自由化の影響 • 1980年代の英国を発端に世界各国で電力事業 の自由化が進展 • 日本でも独自の自由化モデルが進展中 • 自由化の本質は，電力を他の商品のように市場 で自由に取引すること • ただし，電力という商品の特殊性を認識しなけれ ば重大な結末を招く（カリフォルニアの大失敗例） • 世界各地で“壮大な実験中” 38 第３章 環境への影響 （１）環境問題の概要 （２）電力供給面での取り組み （３）自然エネルギーの開発，普及及び課題 39 環境問題の概要 （環境問題の体系） 地球環境問題 産業・生活関連 エネルギー系地球環境問題 地域型環境問題 産業公害 大気汚染（ＳＯｘ，ＮＯｘ等） （例）地球温暖化，酸性雨 水質汚濁 非エネルギー系地球環境問題 （例）オゾン層破壊， 有害廃棄物の越境移動 土壌汚染 その他（騒音，振動，悪臭等） 自然生態系環境問題 （例）森林減少，砂漠化 野生生物種の減少 都市型・生活型排水 （例）廃棄物（ごみ等），排水 発展途上国の公害問題 40 環境問題の概要 地球温暖化 CO2などの温室効果ガスは光はよく通すが， ・ 赤外線（熱）を吸収し，気温を保持する。 さらに温室効果ガスが増加すると，吸収量 が増加し，気温が上昇する。 太陽光 温室効果ガス 太陽光 透過 透過 温室効果ガス 吸収 地球 吸収 熱 海 地球 陸 熱 海 陸 41 環境問題の概要 （地球温暖化とエネルギー消費） 大気中のCO2濃度と化石燃料消費の関係 360 CO2濃度（ppm） 340 320 300 100 燃料消費量（石油換算値億ﾄﾝ） 80 60 40 20 0 1880 1900 1920 1940 1960 1980 2000 42 （出典：電気事業連合会，IPCC第３次評価報告書等） 環境問題の概要 日本の月平均気温の変化 1971～2000年の平均値と1961～1990年の平均値との差 1971～2000年の平均値の方が0.2～0.3℃前後高い 0.5 ℃ 月 平 均 気 温 の 変 化 （ ） 0.4 0.3 0.2 0.1 0.0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 (月) （出典：気象庁） 43 環境問題の概要（国際的な取り組み） 京都議定書（ＣＯＰ3）の概要 基準年次 削減目標 １９９０年 （目標年 2008年～2012年） ・温室効果ガスを先進国全体で基準年より少なくとも 5% 削減。 （日本▲６％，米国▲７％，ＥＵ▲８％） ・排出権取引の導入［先進国間］ 削減目標達成が難しい国が削減が比較的容易な国から排出権を 購入することで，全体として効率的に目標を達成しようという制度 ・共同実施の導入［先進国間］ 柔軟性措置 複数の国が温室効果ガス削減の事業を共同して進め，削減量を実施 （京都ﾒｶﾆｽﾞﾑ） 国間で分配できる仕組み。 ・クリーン開発メカニズムの導入（ＣＤＭ）［先進国－途上国間］ 先進国は，途上国の持続的開発や温室効果ガス削減のための事業 へ資金供与した場合，その事業による削減量を自国の排出量から差し 引ける 44 環境問題の概要（国際的な取り組み） CO2排出量の現状（１９９９年時点） CO2排出量 アメリカ 中 国 ロシア 日 本 インド ドイツ 57 31 15 12.3 9 8 20.3 2.4 10.5 9.2 0.9 10.1 イギリス 6 (億ﾄﾝ-CO2) 1人あたりの CO2排出量 (ﾄﾝ-CO2/人) 9.4 (出典:エネルギー・経済統計要覧 2002) 45 環境問題の概要 世界各国のCO2排出量の割合 （１９９９年） 日本の部門別CO2排出量構成比 （１９９９年度） その他 11.9% アメリカ 24.7% その他 34.3% フランス 1.7% 世界合計 224億トン －ＣＯ2 運輸部門 20.7% 中国 13.4% ロシア 日本 6.7% 5.1% イタリア 1.9% カナダ 2.2% イギリス ドイツ インド 4.0% 2.4% 3.6% (出典:エネルギー・経済統計要覧 2002) 民生部門 11.1% 電気事業 24.7% 日本全体 12.3億トン －ＣＯ２ 産業部門 31.6% (出典:地球環境保全に関する関係閣僚会議資料等） 46 環境問題の概要 （日本での取り組み） ２０１０年へのＣＯ２排出量抑制方策 （単位：億ｔ-ＣＯ２） 14.0 13.4 0.6 原子力発電が建設されない場合は増加 （１０～１３基） （億ﾄﾝ-CO2） 2.4 12.3 11.0 10.5 10.5 省エネルギー対策 0.5 6% 1990 1999 ▲ 2.4 2010 (年度) （億ﾄﾝ-CO2） 新エネルギー対策 ▲ 0.3 燃料転換等 ▲ 0.2 ＣＯＰ３での日本の温室効果ガス ▲６％達成には，以下の対策が必要 （％） 植林等のＣＯ２吸収源による対策 ▲ 3.9 排出権取引，共同実施など ▲ 1.6 非エネルギー起源のCO2削減対策他 ▲ 47 0.5 電力供給と環境問題 日本の電気事業（除自家発）からのCO2排出量の推移 10 使用電力量 8,000 8 6,000 6 4,000 4 CO2排出量 2,000 2 CO2排出量（億t-CO2） 使用電力量（億kWh） 原子力発電電力量（億kWh） 10,000 原子力発電電力量 0 1970 1975 1980 1985 年 度 1990 1995 0 2000 48 (出典:電気事業連合会） 電力供給と環境問題 九州電力のＣＯ２排出量の推移 玄海３号（’94.3運開） によるＣＯ２削減効果 （試算） （万t-ＣＯ２） 3,000 (3,000) 660 2,500 玄海４号（ ’97.7運 開） によるＣＯ２削減効果 （試算） (2,850) 660 2,000 1,500 2,660 2,500 2,340 2,190 1990 1993 1997 1,000 500 0 2001 （年度） 49 電力供給と環境問題 ＣＯ２排出原単位の国際比較（電気事業1999年時点） （㎏-CO2/kwh） 0.7 0.6 0.58 0.50 0.5 0.48 0.42 0.4 0.33 0.31 0.3 0.2 0.19 0.07 0.1 0 アメリカ カナダ イギリス フランス ドイツ イタリア 日本 当社 （注）ＣＯ２排出原単位とは，使用電力量ｋＷｈ当たりのＣＯ２排出量ｋｇ 50 電力供給と環境問題 ＣＯ２排出抑制に向けた取り組み 電気の供給面 非化石エネルギー 等の利用拡大 原子力発電やＬＮＧ火力発電の導入拡大 自然エネルギーの開発・普及 …水力，地熱発電，太陽光，風力発電 火力発電効率の向上 電力設備の効率向上 …ｺﾝﾊﾞｲﾝﾄﾞｻｲｸﾙ発電，石炭火力の高効率化 送配電ロス率の低減 …高圧送電 省エネルギーＰＲ活動 電気の使用面 省エネルギー 高効率・省エネルギー機器の開発・普及 …蓄熱式空調，ヒートポンプ 未利用エネルギーの活用 …河川水，清掃工場や変電所の排熱 負荷平準化 蓄熱システムなど負荷平準化の推進 …蓄熱式空調 51 自然エネルギーの開発，普及及び課題 太陽光・風力発電からの電力購入 種 太 別 陽 自 当社の購入方法 光 家 風 事 業 用 用 余剰電力を当社がお客さまに販売している電 力量単価で購入 同 上 2 ,0 0 0kW 11.5円/kWhですべて購入 未 満 力 自家消費率が 11.5円/kWhを上限価格として入札により購入 50％未満のもの 2 ,0 0 0kW 以 上 （2000～2002年の３年間で15万kWを募集） 52 自然エネルギーの開発，普及及び課題 九州電力による太陽光発電から の電力購入量の推移 (百万kWh) 九州電力による風力発電から の電力購入量の推移 (百万kWh) 25 25 [0.023％] 19.9 20 15 [0.020％] 17.0 20 15 [0.016％] 13.6 [0.012％] 10.7 10 10 5 0 5 3.9 0 0 0.1 1993 1994 1995 0.4 0.9 1996 1997 2.0 0 1998 1999 2000 2001 （年度末） 0 0 0 1993 1994 1995 0 1996 0 1997 [ ]は九州電力の総発電電力量（他社受電分を含む）に占める割合 1.1 1998 2.8 1999 2000 53 2001 （年度末） 自然エネルギーの開発，普及及び課題 九州グリーン電力基金の助成概要（2002年度） （総額 5,900万円） 太陽光発電 風 力 発 電 助成対象 九州内の学校や公民館等の 公的施設に設置されるもの 2002年度に九州電力が実施し た大規模風力発電入札の落札者 助成規模 323kW（１助成先の上限15kW） 51,300kW（2002年度 落札分） 助成単価 10万円／kW 0.1円／kWh（３年間，実績助成） ※ 2002年10月末時点の加入口数：10,131口 54 自然エネルギーの開発，普及及び課題 太陽光，風力発電の現状 ・ CO2，NOx，S0xの排出が小さいなど，環境負荷の点で優位 ・安定性・コスト面で課題がある 年間100億kWhの電気を発生するためには，138万kW級の原子力発電所１基が必要であるが， 太陽光発電，風力発電の場合には原子力発電と比較して約3～20倍以上の投資が必要。また， 必要面積も膨大となる。 (太陽光発電) ・エネルギー密度が低い 地上に届く太陽エネルギーのエネルギー密度は1m2当たり1kW程度と低く， 大電力を得るためには，広大な面積が必要 ・変換効率が低く，かつ不安定 日没後や悪天候時には出力が低下するため，利用率約12％程度 例えば，家庭用3.5kWで年間3,500kWh程度 ・高コスト 現時点では，家庭用電力料金の３倍程度と高く，一般電力料金に近い 水準を実現するためには，変換効率の向上，コストダウンが必要 55 自然エネルギーの開発，普及及び課題 (風力発電) ・エネルギー密度が低い エネルギー密度が低く，大電力を得るためには広大な面積が必要 ・不安定 風の状況に依存せざるを得ないため出力が不安定であり，利用率約20％ ～25％程度 ・騒音ほか 風を受けて風車が回転する際の騒音，電波障害，景観等環境面の問題が あり，設置箇所に制約あり ・コスト 近年の大型化により発電コストは低減してきており，大規模ウィンドファーム については水力発電と同程度 56 自然エネルギーの開発，普及及び課題 新エネルギーコストの現状と既存電源の比較 新エネ* 設置コスト(万円/kW) 発電コスト(円/kWh) 既 存 電 源 太陽光 風力 水力 100 21～ 24 76 10～ 66 14 13.6 原子力 石油 石炭 ＬＮＧ 29 28 30 20 5.9 10.2 6.5 6.4 * 太陽光は住宅用，風力は大規模ウィンドファーム （出典：H11.12総合資源エネルギー調査会原子力部会報告書等） 57 自然エネルギーの開発，普及及び課題 年間100億kWhを発生するために必要な各エネルギーの比較 前 提 条 件 原子力発電 太陽光発電 風力発電 １基あたり設備容量 １３８万ｋＷ ３．５ｋＷ １，０００ｋＷ 利用率 ８０％ １２％ ２５％ １基あたりの設備投資額 ４，０００億円 ３００万円 ２．５億円 約262万世帯分 必要な設備量（kW） １基 （１３８万Ｋｗ） 福岡・佐賀・熊本３県の 全世帯数とほぼ同じ ４，４００基 （４４０万Ｋｗ） （920万Kw） 必要な投資額 （原子力発電との比較） 必要な敷地面積 ４，０００億円 （１倍） ８兆円 （20倍） １．１兆円 （３倍） 約１㎞２ 太陽光パネル の面積 約92㎞2 福岡市の面積 の約３割 約７００㎞２ 福岡市の面積の 約２倍 58 （出典：H13.6総合資源エネルギー調査会新エネルギー部会報告書） 第３章 まとめ • • • • • 種々の環境問題が存在 現在最も関心が高いのは地球温暖化問題 エネルギー事情と密接に関連 世界，また国内で様々な取り組み 電気事業としても供給面と需要面で多岐に亘る 取り組みを実施 • 自然エネルギーは有効，ただし経済性，安定性， 規模などの面で課題 59 おわりに • 日々の生活がエネルギー問題，環境問題に密接 に関わってくること，また電力系統という巨大なシ ステムを安定に運用するために電力系統工学， 制御工学を始めとする最先端技術と人間の知恵 を駆使していることを少しでもご理解され，日頃 から関心を持って頂ければ，講演者として望外 の喜びです。 • ご静聴ありがとうございました。 60
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