家庭でのエネルギー移行: 誰もがスマートグリッドに参加できる

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再生可能エネルギーの拡大は急速に進んでおり、電力網に新たな課題をもたらしています。 再考する時期が来ています。本当に私たち一人一人が助けることができます。

私たちのエネルギー生産は、待望の変革を迎えています。 今週月曜日、ドイツ連邦ネットワーク庁によると、国内の電力の 64% が再生可能エネルギーで発電されており、これは昨年より約 15% 増加です。 それは良いニュースですが、課題でもあります。 なぜなら、再生可能エネルギーは制御できないという大きな問題を抱えているからです。

たとえば、必要に応じて化石燃料発電所にさらに多くの燃料を投入するだけで、より多くの電力を得ることができます。 しかし、太陽と風はコントロールできません。 予測できるのはせいぜい数時間または数日間です。

これは、これまでのようにピーク時のエネルギー生産と消費を調整するのではなく、エネルギー消費を可用性に調整する必要があることを意味します。 ここで、スマート ホームは非常に大きな構成要素であり、やるべきことはまだ無限にあります。

もちろん、米国のエネルギー源はヨーロッパとは大きく異なり、2022 年時点で化石燃料が約 60%、再生可能エネルギーが約 21.5% となっています。また、その割合は各州によって大きく異なります。ヨーロッパの国と同じくらい大きい。

ドイツでは、電力はライプツィヒの EEX エネルギー取引所で取引されています。 時間ごとに変動する価格は、前日正午にオークションで決定され、12時40分以降に発表されます。 再生可能エネルギーの割合が大きくなるほど、変動は大きくなります。 これを活用しなければなりません。

この概念は米国では Time-of-use (TOU) として知られており、スマート メーターによって実現されますが、このオプションは米国の一部の州の限られた数の電力会社のみが利用できます。

しかし、池の向こう側には、ベルリンに本拠を置く新興企業ティバーなど、変動電力料金を提供する業者がすでにいくつか存在する。 ここでは、顧客は毎月の基本価格を支払い、その他すべてのコストは直接転嫁され、税金やネットワーク料金などが実際の EEX 交換価格に追加されます。

このような関税は、全員を参加させる最も簡単かつ直接的な方法です。 適切なタイミングでエネルギー消費に報酬を与えることで、エネルギー消費を制御できます。参加すれば、多額の費用を節約できるからです。

可能性は無限大。 スマート食器洗い機が日中の最も都合の良い時間に自動的にスイッチをオンにするか、電気自動車が可能な限り安価にバッテリーを充電するか、ヒートポンプが適切なタイミングで断熱性の高い家庭用温水タンクを加熱するかどうか。 それはすべてコントロールの問題です。

しかし、同じくらい大きな可能性を秘めた 2 番目の側面もあります。どのコンセントからでも電力を引き出すことができ、また、系統同期インバーターを介して、任意のコンセントからホーム グリッドに電力をフィードバックすることもできます。 したがって、家庭のバッテリーを都合のよい時間に満充電し、その電力を高価な時間帯に家庭用送電網に供給して、高価な送電網の電力の代わりに使用することができる。 もちろん、ここでは AC から DC、そして AC への変換でいくらかの変換損失が発生します。 ただし、通常、優れたインバーターのバッテリー往復効率は約 80% です。

理論的には、安価に購入した電力を家庭用送電網を介して送電網にフィードバックすることもできます。もちろん、送電網にエネルギー需要がある場合や、エネルギー価格が高い場合には理想的です。 これは、太陽電池や家庭用エネルギー貯蔵システムによってすでに可能です。 また、電気自動車の双方向充電により、保証が無効になるリスクがあるにもかかわらず、家庭用の電力網のバックアップバッテリーとしてすでにEVを使用している人もいます。

可能性について大まかに説明すると、2023 年の初めには、ドイツ市場の電気自動車の台数は 100 万台の壁を突破するでしょう。 平均バッテリー容量を 65 kWh と仮定すると、合計 65 GWh になります。 参考までに：ドイツ最大の揚水発電所であるゴールディスタールの容量は「わずか」1GWhです。 したがって、電気自動車ユーザーが常に十分な航続距離を維持するために車のバッテリーのごく一部しか利用できないとしても、その寸法は膨大です。

近年非常に人気のある発電所でさえ、電力網に貯蔵庫として利用できるようになる可能性があります。 ますます普及している LiFePO4 技術のおかげで、最新の発電所は 10 年間の毎日の充電と放電に容易に耐えることができ、分散型バッファ貯蔵システムの一部としてユーザーのお金を稼ぐこともできます。 必要なのは、EcoFlow PowerStream のようなバッテリー インバーターを使用して、蓄えた電力をホーム グリッドだけでなく電力網にも供給することだけです。

スタートアップ Daylight.eco は、まさにそのような製品を念頭に置いています。 今年の夏の終わりに、このスタートアップは、安価に燃料を補給し、後で電力を家庭の送電網に戻すだけのバッテリーをドイツ市場に投入する予定だ。 バルコニー発電所と同様に、購入はわずか数年で元が取れると期待されており、ユーザーのお金を節約すると同時に送電網への負担を軽減します。

では、全体としてスマートに制御するグリッドの邪魔をするものは何でしょうか? 全体的に適切なハードウェアが必要です。つまり、少なくとも、必要に応じて Tibber Pulse のような追加のガジェットを介して消費量を時間単位で記録するデジタル電力メーターが必要です。 残念ながら、たとえば米国に現在設置されているスマート メーターは、サポートされているプロトコル、相互運用性、そしていつものように規制問題の点で大きく異なります。

ただし、純粋な消費量メーターよりも優れているのは、太陽光発電システムの所有者に長い間義務付けられてきたような、エリア全体の双方向メーターです。 これにより、消費量を正確に測定できるだけでなく、フィードインも可能になり、当然、後者にはそれに応じた報酬が支払われることになる。

固定の固定価格買取制度の代わりに、消費税率と同様に、双方向のウォールボックスや送電網に電力を供給できる発電所の購入を可能にする変動固定価格買取制度も必要です。送電網は魅力的です。

しかし、そこに至るまでには依然として事務手続きが多く、欧州諸国でさえ固定価​​格買取ルールを規制する官僚組織と依然として格闘している。 米国では、固定価格買取制度のルールが州レベルで大きく変わり、ほとんどの法案は住宅所有者ではなく、より大規模な設備を対象としている。

私たちが何か本当に大きなもの、それがエネルギー転換を生み出したいのであれば、全員が参加する必要があります。 そして、誰もが参加できるように奨励し、それを可能にするのは政府次第です。 ドイツでは近い将来、動的電気料金制度がさらに普及することになるため、それを最大限に活用する方法が必要です。 何よりも官僚のハードルを下げる必要がある。

いずれにせよ、ドイツ政府の現在の太陽光発電戦略のおかげで、特にプラグイン太陽光発電システムやバルコニー発電所に関して、近い将来、官僚的なハードルがある程度改善されるだろう。 しかし、これらはすべて最初のステップにすぎず、まだ目標ではありません。 まだまだ道のりは長く、私たち全員が一緒に小さな一歩を踏み出さなければなりません。NextPit もその一員になりたいと考えています。