電気自動車がいつか家庭に電力を供給する方法

An electric car charging in a car park.
Electric vehicles could power homes in the near future.Image: Michael Fousert/Unsplash
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  • 車両のバッテリーに蓄えられた電力を、蓄電する代わりに送電網へ戻せば、何百万もの家庭への電力供給に役立つ可能性があります。これはもともと日本で生まれた技術です。

  • 環境負荷の軽減、燃料費の節約、安価でクリーンなエネルギーによる家庭への給電は、いずれも車両から送電網への給電システムの利点です。

  • 自動車は平均して稼働していない時間が95%を占めるため、英国ではこの仕組みを導入する大きな余地があります。

電気自動車は、バッテリーの電力を活用するだけで、今後何年かのうちに何百万もの世帯への電力供給に役立つ可能性があります。車両のバッテリーに蓄えられた電力は、蓄電する代わりに送電網へ戻すことができます。この技術は日本で先駆けて導入され、私たちの研究は、英国で最適に活用する方法の理解に役立ちます。

多くの電気自動車(EV)は、搭載バッテリーを使って、接続先の電力供給網へ電力を送り返せるように製造されています。接続先が所有者の住宅であれ、より広い電力網であれ、こうした技術は主に、政府や電気自動車メーカーが需要のバランスを取るために主導してきました。対象となるのは送電網、すなわち電力系統です。

こうした大容量の接続型バッテリーを活用することは、将来のよりクリーンな電力網の運用と供給にかなっています。発電のために化石燃料を燃やす代わりに、風力や太陽光などのクリーンな再生可能エネルギーが豊富なときに活用し、そうでないときに備えて電力をバッテリーに蓄えるべきです。したがって、電気自動車を再生可能エネルギーで充電すれば、温室効果ガスの排出を減らせます。

電気自動車は増加中。Image: Statista

この計画は素晴らしく聞こえますが、電力を蓄えるのが難しいため、実現には課題があります。しかし、私たちはすでに車の中に大量の電力を蓄えています。英国の2,700万世帯のうち、現在EVを所有しているのは約1%で、各車のバッテリー容量は平均60kWhです。この30万台のEVには、合計で驚くべき18GWhの電力を蓄えられ、家庭への給電に有効活用できます。これは、英国最大の蓄電施設であるスノードニアのディノーウィグ揚水発電所の容量を上回ります。同施設の蓄電容量は約9GWhです。

2030年までに、英国ではほぼ1,100万台の電気自動車が走行している可能性があります。その50%が未使用の電力を送電網へ戻せると仮定すると、550万世帯への電力供給が可能になります。

どうすれば実現できるでしょうか?

技術面で自動車から送電網へ給電できるようにするには、3つのことが必要です。まず、車から充電設備へ電力を双方向に送れるようにする必要があります。この仕組みは「車両から送電網へ」(V2G)と呼ばれ、最初に日本で導入されました。福島の原発事故とその後の電力不足を受けてのことでした。

この技術を普及させるには、さらに開発が必要な分野があります。自宅へのV2G充電設備の設置、車両との互換性、エネルギー市場の変化などです。また、互換性のない急速充電設備が2種類競合しているため、両方のコネクターを備えた機器を導入するなど、対処が必要です。

技術面で解決すべき3つ目の課題は、配電網の対応を確保することです。送電網の一部では、接続を通じて大量の電力が同時に逆流すると対応できないため、地域の電力網がそれを処理できるか確認する必要があります。

ドライバーの参加を促す

技術がすべて整ったら、どうすれば人々にこの仕組みを利用してもらえるでしょうか?私たちは車両から送電網への給電システムに対する消費者の受容度や知識を調査しています。ドライバーに技術の仕組みを知ってもらい、必要なときにバッテリーが空になっている事態を防ぐことを目指しています。

現在、試験の大半はエネルギー会社や配電会社が実施しています。技術の商業的な仕組みを把握し、電力網の需給バランスを支援するためです。しかし、ドライバーにとっての費用面の利点、環境性能、利便性にも目を向けるべきだと私たちは考えています。

電気自動車を最も安い電力で充電し、需要がピークになる時間帯に送電網へ電力を売り戻せば、利用者は最大で年間725ポンドを得られる可能性があります。これに加えて、燃料費の節約もあります。EVの年間走行費用は平均500ポンドで、ガソリン車またはディーゼル車の1,435ポンドと比べて安くなっています。

環境負荷の軽減、燃料費の節約、安価でクリーンなエネルギーによる家庭への給電は、いずれも大きな利点です。しかし、車のバッテリー残量が少なくなると、多くの所有者が不満を抱くおそれがあります。

そのほかの懸念には、自宅に対応するV2G充電器を設置する費用、ライフスタイルへの影響、車が家庭に電力を供給している場合にプラグイン電気自動車の充電が遅れる不便さ、バッテリー劣化への懸念(これについては、一部の研究が懸念は妥当だと示していますが、潜在的な利点のほうが上回ります)も含まれます。

英国の電力・ガス規制機関であるOfgemは、より柔軟なエネルギーシステムを構築するために数百万ポンドを投資する意向です。車両の電動化と再生可能エネルギーの発電を支え、低炭素経済への移行をより公正で包摂的かつ手頃なものにすることを目指しています。

十分な数のドライバーが車両から送電網への給電技術を活用すれば、英国は大型原子力発電所10基分に相当する発電容量を確保できる可能性があります。また、そこで得られるコスト削減分を、クリーンエネルギーや柔軟なエネルギーシステムの開発に再投資できます。

このプロセスは順調には進まないでしょう。解決策は数多くありますが、電力会社に加え、自動車メーカーや金融会社の支援も必要です。解決すべき課題はたくさんあります。しかし、自動車は平均して稼働していない時間が95%を占めるため、その電源をより環境に優しく、より安価な暮らしに活用できる可能性は非常に大きいといえます。

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