スイスで実施されたブロックチェーン対応のピアツーピア電力取引に関する実地調査は、持続可能なエネルギーの未来に向けた障害を明らかにしています。
消費者が自分の消費量と発電量を具体的に把握できるスマートメーター技術は、すでに存在しています。
しかし、私たちに本当に必要な「超スマートメーター」は、まだ遠い現実に思えます。
夏の間にTwitterで最も話題となった娯楽は、間違いなく#FreeDorothyでしょう。簡単に言えば、10代のアリアナ・グランデのファンが誤って台所で火事を起こし、おそらく料理をしながら気が散っていたことが原因と思われますが、母親が彼女のスマートフォンを取り上げ、「周囲にもっと注意を払うように」と戒めたという出来事です。
この10代の少女は、夏休みの退屈さと、充実したソーシャルメディアのネットワークを維持したいという思いから、機転を利かせて、さまざまな接続型家庭用機器を通じてツイートを始めました。「Dorothy」が家族のLGスマート冷蔵庫を使ってツイートしていたことが明らかになると、#FreeDorothyのハッシュタグは瞬く間に拡散しました。
ドロシーの母親が、娘のソーシャルメディアからの締め出し解除を訴える小さな国際的コミュニティが形成されつつあることを把握しているかどうかは定かではありません。 The Guardianによると、ドロシーは冷蔵庫からツイートしたのではなく、10代の若者が持つような高度な技術を使っているように見せかけただけかもしれません。LGは一部のモデルで冷蔵庫からのツイートが可能だと主張しています。専門家は、Twitterのタグが改変された可能性があると指摘しています。
スマートメーターの可能性
#FreeDorothyの騒動がTwitter上で大いに話題になる一方で、この家族の、ツイート機能を持つかもしれない冷蔵庫は、持続可能なエネルギーへの移行を加速するためにブロックチェーンベースのピアツーピア（P2P）取引を利用することの実現可能性について、意外な示唆を与えています。
私たちの家庭用機器やスマートメーターはますますスマートになり、10代の子どもたちもますますテクノロジーに精通しています。しかし、持続可能なエネルギーへの移行に対応するために、私たちの機器やスマートメーターは十分な速さで賢くなっているでしょうか？
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ドロシーが知っているとおり、「スマート」な家電製品はインターネットに接続されています。彼女の母親の冷蔵庫は、ドロシーに代わってツイートすることができます。また、スマートメーターを介して、複雑で分散化された電力情報をP2P取引プラットフォームとやり取りする可能性も秘めているかもしれません。
ドロシーの母親がこのようなスマートメーター・プラットフォームを利用できるようになれば、ピーク時間帯の地域の電力網の安定化に寄与する形で、節約のための選択を行うようになるでしょう。もし将来的にドロシーの母親がソーラーパネルという形で発電能力を持つようになれば、売電価格を自ら設定し、利便性よりも収入を優先するか、その逆を選ぶなど、地域内で電力を取引することも可能になります。これらはすべて（ほぼ）リアルタイムで行われます。
この動的な地域のP2P市場では、余剰電力の販売や時間帯別の柔軟性によって、彼女は現在得られる以上の収入を得られる可能性が高いでしょう。最終的には、彼女は自動化された機械学習型の意思決定支援ツールの助けを借りて、電力を使用、生産、蓄電、販売することになるでしょう。自動化された機械学習型の意思決定支援ツールです。
彼女が家族の最善の利益のために行う エネルギーに関する判断は、分散型の電力市場と連携して機能するでしょう。この市場は、理論上は、中央の事業者が管理できる水準よりも、地域において迅速に需給のバランスを取ることに優れているはずです。
スマートな未来の電力網に向けたスマートメーター
今後10年間で、より多くの世帯が太陽光発電によって自家発電するようになり、これにより日中の電力供給が急増します。地域で電力の配電を管理する配電系統事業者（DSO）は、電力網のバランスを取ることがより困難になるでしょう。
この現象には、「電力網の柔軟性」が必要となり、需要側の柔軟性という形で実現されます。そのためには、消費者や、生産と消費の両方を行うプロシューマー（生産消費者）が、自らの生産量と消費量をより意識し、日々の取引判断を迅速かつ容易に下せるようになる必要があります。
消費者が任意の時点で自らの消費量と発電量を具体的に把握できるスマートメーター技術は、すでに存在しています。しかし、そのような「超スマートメーター」は、ほとんどの家庭に設置されているものではありません。
家庭に設置されているほとんどのスマートメーターは、機器ごとの消費パターンを分析する機能を備えていないか、消費量と発電量の情報をリアルタイムで表示していません。これらの機能はいずれも、持続可能なエネルギーへの移行や、それを可能にする柔軟性を提供する分散型市場にとって極めて重要です。
分散型電力市場において、超スマートメーターはもう一つの重要な役割を果たします。すなわち、ブロックチェーンP2P取引を用いて、地域の電力網のバランスを保つように消費者の消費行動と取引行動を適応させる動的な価格設定を調整することです。
電力の生産と電力市場の両方を分散化するに つれて、計算能力も分散化する必要があります。
P2P取引は、ドロシーの母親、その家族、地域社会、そして最終的には現在と将来の環境にとって利益となるでしょう。では、将来においてブロックチェーンベースの取引コミュニティのさらなる発展を何が遅らせる可能性があるのでしょうか？
スイスにおける研究実験の初期結果は、電力生産が分散化され、ブロックチェーン対応の分散型電力市場が整備されるにつれて、より高性能なメーターが不可欠になることを示唆しています。この根本的な変化は、冷蔵庫からのツイートをはるかに超えるものとなるでしょう。スマートフォンの時代に消費者が「メディア・クリエイター」になったように、今後は、ブロックチェーン取引プラットフォームを利用して「スマート市場のプロシューマー」になるでしょう。
ETHチューリッヒとザンクト・ガレン大学の同僚が、ブロックチェーンを用いたP2P電力取引コミュニティに関する実地実験を、スイスのヴァーレンシュタットという町で開始した際、私たちは、ブロックチェーンと暗号資産であるビットコインとの混同に起因する信頼感や馴染みの欠如によって、参加者の確保に苦労しているという話を聞くことを想定していました。しかし意外にも、人々は参加に積極的でした。
この実験に参加している37世帯のうち、28世帯が自ら電力を生産しています。ほかにも、屋根に設置された集合住宅の協同組合などで、大型の太陽光発電システムの一部を所有している世帯がいくつかあります。
このプロジェクトに関わる博士課程の研究者の一人であるアンセルマ・ヴェルナーは、参加者が予想していたほど、データセキュリティや信頼性に関する懸念を示さなかったと述べています。特にプロシューマーは、中央の管理主体を介さないことで、スマートメーターを通じて電力網に売り戻した電力からより多くの収入を得られるだけでなく、自らの消費量と生産量を監視し、電力とそれに伴う金銭が地域内にとどまっていることを知ることを楽しんでいたため、小規模な取引コミュニティを形成することに満足しているようでした。
もちろん、太陽光から電力網に流れ込む電力は、常に地域内にとどまります。電子は最も容易な経路をたどるため、あなたが電力を消費している間に隣人が余剰電力を生産して電力網に供給していれば、あなたは隣人の電力を使用していることになり、その逆もまた然りです。ヴァーレンシュタットでは何が違うのでしょうか？参加者には選択肢があります。誰から、いつ、どのような価格で電力を購入し、販売するかを選ぶことができるのです。
この大規模な研究は、スイス連邦エネルギー庁が支援する「ライトハウス」プロジェクトであり、2019年に実施中です。ブロックチェーン対応のP2P分散型取引の市場効率性から、そのような市場が消費者行動に与える影響、さらに それを支えるために必要な通信ネットワーク接続の安定性に至まで、幅広い問題について、まもなく研究成果が発表される予定です。
しかし、研究を進めるためには、科学者たちはまず一つの大きな課題を解決しなければなりませんでした。それは、世帯レベルのスマートメーターにおけるリアルタイムデータの不足と、十分な計算能力の不足を克服する方法です。
参加者の住宅にすでに設置されていたスマートメーターは、ブロックチェーン・プラットフォームへの参加に必要な性能を備えていませんでした。スマートコントラクトの取引件数や複雑さを追跡・把握するための計算能力が不足していたのです。
代わりに、研究者らは「ラズベリーパイ」の形で一時的な解決策を導入しました。つまり、機器に追加の計算能力を取り付けたのです。この問題を解決するために用いた方法は安価であったものの、そのスマートメーターは、現時点で利用可能な、認証を受けた拡張性のあるソリューションではありませんでした。ほとんどのDSOはそのようなスマートメーターと連携しておらず、ほとんどの電力事業者もそれらを導入していません。
今後10年間では、ドロシーの冷蔵庫のようなさらに多くの家庭用機器が、家庭のスマートメーターに電力消費情報を送信するだけでなく、電力の蓄電装置として機能する能力を備えるようになるでしょう。すなわち、「安い」電力を購入し、電力料金が高い時間帯に冷却を避けるために、冷蔵庫内の温度を低い範囲まで下げるということが可能になります。
電気自動車の充電を必要とする家庭が増えるにつれ、スマートメーターとブロックチェーン取引プラットフォームによって可能になる動的な価格設定の仕組みや自動化された意思決定支援の活用は、地域の電力網の安定性を実現するための重要な手段となるでしょう。
太陽光パネルのコスト低下により、プロシューマーの数は増加するでしょう。電気自動車の利用拡大は、需要が増えることを意味します。プロシューマーと電気自動車が増えれば、持続可能性は高まりますが、同時に電力網の安定性を脅かすことにもなります。
本研究の初期結果は、ブロックチェーンが分散型電力市場を促進し、より多くの電力網の柔軟性を生み出すことができることを示唆しています。ただし、市場を支えるのに十分な分散型計算能力を確保できている場合に限ります。
この発展からDSO、消費者、そして私たちの子どもや孫の世代までが等しく恩恵を受けるのであれば、分散型計算能力の導入は誰の責任となるのでしょうか。エネルギー事業者でしょうか。DSOでしょうか。自治体でしょうか。この重要なスマートメーターによる電力網の柔軟性ソリューションを迅速に拡大したいなら、研究者がP2P市場の背後にある技術を検証している間に、政策立案者はこの問題を検討する必要があります。
