無効電力サービス：バッテリー蓄電池の役割
2019年以降、National Grid ESOは、無効電力サービスを調達するために、複数の「パスファインダー」型無効電力入札を実施してきました。本記事では、これらの入札の詳細と、バッテリーが果たしてきた役割に注目します。
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ネタバレ注意
- バッテリーは無効電力サービスを提供でき、これらのパスファインダーに複数のバッテリーが参加しました。
- 非常に地域限定の入札は、好立地のサイトにとって長期的な収益源となり得ます。
- しかし、バッテリー蓄電池の他の収益源と比べると、これらの収益は小規模です。
なぜ無効電力が重要なのか？
電力ネットワークでは電圧が厳密に管理されています。これは、私たちの生活に不可欠な電力を安定して供給するためです。エネルギーシステムの脱炭素化と分散化が進む中で、分散型エネルギー資産の増加により、電圧管理の難易度は年々高まっています。
需要と発電の大きな変動、送電損失、グリッド上の高い容量性や誘導性などが電圧の不安定化を招きます。ネットワークを安全かつ確実に運用するため、ESOは法定制限内で電圧を管理しています。無効電力は、この電圧管理に不可欠なツールです。
電圧管理コストは近年増加傾向にあり、図1（下）に示されています。2019年4月から8月までのコストは、同年の同時期と比べて2倍の1億1700万ポンドに達しました。
電圧は地域によって大きく異なるため、管理が特に必要な地域もあります。図2（下）は、2019年4月以降、イーストミッドランドと北西イングランドの両地域でESOが電圧管理に9000万ポンド以上を費やしていることを示しています。過去12か月間（2021年8月～2022年8月）のイギリス全体の総コストは3億2000万ポンドでした。
無効電力の市場とは？
従来、National Grid ESOは大規模な火力発電機によって無効電力のニーズを満たしてきました。発電機はグリッドコードにより、義務的無効電力サービス（ORPS）を通じて出力の無効電力を調整することが求められています。もう一つの市場として、追加機能を提供できる事業者向けに、拡張無効電力サービス（ERPS）があります。これにはESOが半年ごとに入札を実施しています。
近年、ESOがゼロカーボンシステムを目指す中で、バッテリーも無効電力サービスの提供を開始しました。Zenobē EnergyのKings Barnサイトは、2020年4月に配電網を通じてPower Potentialプロジェクトで無効電力を初めて提供しました。送電系統に接続された資産としては、Pivot PowerのOxford SuperhubおよびKemsleyバッテリーも無効電力サービスを提供しています。また、高電圧パスファインダースキームにもバッテリーが参加しています。
高電圧パスファインダー
これらのパスファインダーでは、2019～2022年にかけて吸収型無効電力サービスのための3回の入札が行われました。電圧変動が地域ごとに異なるため、サービスは地域別に調達されました。具体的には、マーシー、北東イングランド、ウエストヨークシャーの各地域で実施され、図3（下）に示されています。
これらの入札の結果、5件の無効電力契約が成立し、表1（下）にまとめられています。
- マーシー長期入札では23件のバッテリーによる入札がありました。これらはZenobē Energy、Arenko、Shaw-Energi Ltd、ScottishPower Renewablesからのものでした。
- その後のペナインズ入札には、Zenobē Energy、Pivot Power、UKPA Energyが参加しました。
- 唯一成功したバッテリー入札は、Zenobēの100MW Capenhurstバッテリーでした。他のバッテリーは主に経済的理由で不採用となり、平均65ポンド/SP（決済期間あたり）に対し、Capenhurstは15ポンド/SPでした。
- その他の落札者はNational Grid Electricity Transmission（NGET）でした。
- 入札では、追加のバランシングサービスの積み上げが「契約した無効電力サービスの提供能力に影響しない限り」認められています。これは特にバッテリー蓄電池システムにとって重要です。
今後もこれらの入札が増えると予想されます。National Grid ESOは2022年5月と6月に情報提供依頼（RFI）を実施し、2023～2026年に追加の無効電力吸収サービス入札の実現可能性を調査しました。その結果は近日中に公表される予定です。
ケーススタディ：ZenobēのCapenhurst 100MW BESS
Capenhurstは、チェスターの送電系統（275kV）に直接接続された100MWのバッテリー蓄電システムです。このサイトは9年間で38MVarの無効電力吸収を提供し、契約期間中に310万ポンドを得る予定です。
サービスは2022年4月に開始予定でした。Zenobēは入札ルールに従い、「複数のアクティブパワー、容量、電圧サービス」を積み上げて価値向上を目指しています。
これらの収益はModoベンチマークと比べてどうか？
Capenhurst契約では、決済期間ごとに15ポンド、すなわち0.39MVAr/hの可用性報酬が支払われます。Capenhurstの無効電力サービスが2022年4月1日から完全稼働したと仮定し、図4（下）は同期間におけるCapenhurstの無効電力サービス収益とアクティブパワーサービス収益を比較しています。収益は年換算で、他の場所で100MWの可用性ごとに38MVarが支払われると仮定しています。
無効電力入札は、38MVarを提供する100MWバッテリーで年間2628ポンド/MWに相当します。2022年4月～8月の期間でベンチマーク収益スタックの1～2%の追加となります。ただし、これらの月は蓄電池の収益が過去最高を記録した期間であり（例：月次ベンチマーク記事参照）、今後はスタック内でより大きな割合を占める可能性があります。
補助サービス（価格変動が常にある分野）と比較して、Capenhurst契約の無効電力可用性報酬は、バッテリーが常に90%以上利用可能であれば保証されています。無効電力は、収益スタックに小規模ながらも安定した長期収益をもたらし、卸売市場や他の周波数応答市場でのより高収益サービスと組み合わせることができます。
まとめ
- 無効電力は、送電システムの電圧を安全範囲内に保つために不可欠なツールです。
- 電圧管理コストはシステムの複雑化に伴い増加していますが、無効電力を生成・吸収できる多様なアセットによる新たな管理手法が求められています。
- バッテリー蓄電池システムは、適切な場所にあれば無効電力サービスの提供に非常に適しています。
バッテリーは高電圧パスファインダー入札の大きな割合を占めました。これは、バッテリーがクリーンかつコスト効率の高い無効電力を簡単に提供できるためです。これらのパスファインダーによる収益は現行の収益スタックと比べると小さいものの、無効電力サービスは長期的な追加収益源となり、主力の周波数応答サービスからの収益多様化にもつながります。
