蓄電池、給湯器などを活用したDRready対応の新たなビジネス創出、2029年度にはDR対応のヒートポンプ給湯器が導入見込み

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近年、太陽光発電等の変動型再生可能エネルギーが拡大し、特に昼間の時間帯においては電気が過剰に生産されており、その出力制御が広がっています。そのため、現状の電力業界での需給運用では、再エネを増やしたとしても過剰に生産され無駄になる電力が増えていく傾向が想定され、太陽光や風力等の開発をしても環境負荷低減効果はそれほど見込めないばかりか、無駄になる電力が増えていく一方となります。

その理由として、電力は揚水発電や系統用蓄電池といった一部例外を除き、基本的には在庫として保存できず同時同量が骨子となる部分にあります。そのため、再エネを増やす事に加え、電力を効率的に運用する必要性が高まっています。

電力の効率的な運用にはいくつかの手法がありますが、その一つとしてDR（デマンドレスポンス）が挙げられます。DRには大きく「上げDR」と「下げDR」があり、上げDRは電力が過剰生産されている時間帯に、電力利用量を増やす事によって過剰分を減少させる方法となります。そのため、供給側の電力に余剰があるタイミングに需要をシフト（上げＤＲ）することは、出力制御対策として有効と言えます。

一方で下げDRは、例えば大型の発電所の想定外の故障等によって電力が足りない時間帯に、電力利用量を減らす手法となります。猛暑や厳冬、発電設備の計画外停止等が起因となる需給ひっ迫時等においては、需要の削減（下げＤＲ）が有効な対策の一つとなります（図1）。

このDRについて、工場等（特高・高圧）については、2023年4月の省エネ法改正によりDR実績の定期報告が制度化されるなど、DRを促す措置が導入されています。また、事業者と特定卸供給事業者（アグリゲーター）等との連携によって、容量市場や需給調整市場等によってビジネス上の利益を得ながら、電炉のような出力が大きい施設の稼働時間を調整する取組も、少しずつですが進められています。

一方で今後の課題点としては、家庭や小規模なオフィスといった低圧へのDR活用拡大にあります。低圧では一件あたりのDR量が非常に少なく、大規模な工場等と比べてDRリソースの活用が難しい状況です。

現状のDRでは太陽光等の再エネ普及に追いついておらず、再エネを拡大させるためにはより一層のDRが必要となります。そのようにDRの必要性が高まる中、低圧のDRポテンシャルを活用するためには、高圧のように人の手作業では困難となります。

そのため、今後は①低圧リソースを遠隔制御できるアグリゲーター等のサービスの強化(電力事業者サイド)、②DRが電力市場等で有効に活用されるための制度側の整備(市場サイド)、③住宅等に設置される機器（主に給湯器、蓄電池、EV）に遠隔制御機能が標準的に具備(機器メーカーサイド)されるといった「DRready」環境の創出が必要となります。

事業者サイドの動きとしては、現状では実証事業レベルが中心ではありますが、多数の機器を一度に制御する技術の高度化等が進展しております。制度側の後押し等もあり、低圧のDRリソースを活用可能なアグリゲータ等も着実に増加している状況です。

市場サイドについては、「電力・ガス基本政策小委員会」において、需給調整市場における低圧小規模リソースの活用等を2026年度より開始する方針が2023年9月に了承されています。

機器メーカーサイドについては、給湯器などにDR機能を付加させることはメーカー等との検討も必要であり、トップランナー制度を参考に、製造事業者等に対して目標年度を定め、DRready機能を具備した製品の導入を求める仕組みにつき検討が進められています（図2）。これらについては、近年のIT・デジタル化の技術進展やAI活用なども考慮しながら、日本全体の電力の需給バランスのレジリエンスを高めるのみならず、新たなビジネス市場として活性化していくよう政府の委員会等にて議論が行われています。

なお、国外に目を向けると国際エネルギー機関（IEA）は、2024年12月に「エネルギーとAI」をテーマに、政府、産業界、学界、市民社会等のステークホルダーを招いた会合を初めて開催しました。AIがエネルギー分野にもたらす利益（AI for Energy）についての議論がなされましたが、AIが需要者側におけるエネルギー最適化に具体的にどう資するかや、その影響については、まだ手探りの状況といえます。

また国内では例えば、早稲田大学EMS新宿実証センターでは、今後DRready対応が進むエネルギー機器（HP給湯機、蓄電池、EV等）を連携するデマンドレスポンスやEMSに関する多くの研究開発・実証事業を行っています。

日本ではEVがまだ普及がそれほど進んでおらず、直近で影響が大きいのは給湯および蓄電池の分野になると考えられます。そのため本ページでは、特に給湯器および蓄電池にフォーカスしDRreadyの状況を見ていきます。

特に給湯器は、家庭のエネルギー消費量の約3割を占め最大のエネルギー消費源となります。このため家庭部門の中では効果が大きい機器となり、給湯器の高効率化は再エネ普及やコスト対策としても有効とされます。また例えば「給湯省エネ2025事業」など、今後も補助金等の予算が組まれ、導入支援が進む見込みです。

電力市場におけるDR活用について

DRにおいて重要となる市場については、現状では下記の3種類が主となります。容量市場は供給力を取引する市場となり、卸電力市場(JEPX)は電力そのものを取引する市場、需給調整市場は周波数維持のための調整力を取引する市場となります（図3）。

容量市場について

容量市場とは、電力量（kWh）ではなく、将来の供給力（kW）を取引する市場です。2020年に電力広域的運営推進機関が開設しました。将来にわたる日本の電気の供給力を確保する市場といえます。

特に近年においては再生可能エネルギーの導入拡大によって、例えば過剰な電力が生産される時間帯などは卸電力市場の変動が大きくなり、電源の投資予見性の低下が懸念されている状況でした。

そうすると電源投資が適切なタイミングで行われない懸念があり、電源の新設・リプレース等が十分にされない状態で、既存発電所が閉鎖されていく事が考えられます。その結果、中⾧期的な供給力不足が顕在化した場合、電源開発には一定のリードタイムを要することから、需給が長期間にわたって逼迫する可能性があり、そうすると電気料金が高止まりする問題等が生じると考えられます。

容量市場では、小売電気事業者が電気の販売量に応じて容量拠出金を負担することで、発電事業者は「容量確保契約金額」を原資として、供給力を提供するものとなります。卸電力市場(kWh市場)とは別に、発電等による供給能力に対する価値（KW価値）を認め、その価値に応じた容量価格(kW価格)を支払う形です（図4）。

これによって、発電事業者は電源開発の予見性が高まり、例えば高効率な発電所の建築等が進んでいくものと考えられます。この容量市場によって、将来必要な供給力をあらかじめ確保可能となり、電力の取引価格の安定化を実現し、電気事業者の安定した事業運営や電気料金の安定化による消費者にもメリットをもたらす仕組みとなります。

卸電力市場(JEPX)について

卸電力市場（JEPX(Japan Electric Power Exchange)）とは、日本で唯一電気の売買ができる市場となります。2005年4月に電力取引が開始され、2025年4月には取引開始20年を記念した懇親会が開催されました。電力における市場としては、日本で最も古くから存在する市場と言えます。

足元におけるJEPX年間の約定量は開始当初の300倍近くに膨らみ、全国の需要電力量の約3割を占めるまでになりました。取引会員は27社でスタートしており、直近では300社を超える規模まで拡大しています。

JEPXでの取引は原則としてkWhとなり、容量市場のkW取引とは異なります。各小売電気事業者は、需要家への電力販売のために日々JEPX等を活用しながら電力を調達し、事業を推進しています。電力事業における土台を作っている市場となり、公正性・透明性・信頼性・利便性を重視しており、指標性のある価格の形成と発信を通じ、電気事業の発展に寄与することを目的とした仕組みです。

需給調整市場について

前述の通り、電気は大量に貯めることが難しく、需要（電気の使用量）と供給（発電する量）を常時バランスさせる必要があります。この需給バランスが崩れると、周波数が変動してしまい、電力の安定供給に支障が出ます。そのため一般送配電事業者は、需要や太陽光・風力等の発電出力の変動に合わせて、これまでは主に火力・水力・揚水発電の出力を調整することで需給バランスを維持しています。この調整作業を市場化したものが「需給調整市場」となり、ΔKW価値を売買するものとなります。

また「発電事業者」と「小売電気事業者」は、実需給１時間前（ゲートクローズ（GC））の前後で需給を一致させる役割があります。具体的には、小売りと発電事業者は計画値同時同量制度の下で、30分単位で計画と実績を一致させる努力をします。最終的には、一般送配電事業者がGC後に残った誤差といった30分より短い時間内における需要と供給の変動を一致させます。

需要変動は、その変動周期によって①長周期成分（EDC機能）、②短周期成分（LFC機能）、③極短周期成分（GF（ガバナフリー）機能）の３つに分類されます。①については十数分～数時間程度の調整となり、②は数分～十数分程度、③は数秒～数分程度となります。

これらの調整は再エネの増加等に寄って複雑化しており、また多くの電源等への参加機会の公平性確保、調達コストの透明性・適切性の確保、調整力の効率的な確保の観点から、2021年4月1日に、「需給調整市場」が創設されました。

需給調整市場には、主に「一次調整力」「二次調整力」「三次調整力」といった３つの商品があります。一次調整力はGF機能、二次調整力①はLFC機能に該当する商品となっています。二次調整力②および三次調整力①はいずれもEDC機能に該当する商品ですが、二次調整力②は比較的早く応動する商品設計、三次調整力①は比較的遅く応動する商品設計となっています。また三次調整力②は、GCまでの再エネ予測誤差に対応するための商品であることから、指令間隔や応動時間は他の商品より長く設計されており、多様なリソースが参入できる形になっています（図5）。

調整力（ΔkW）の取引について、売り手は発電事業者やアグリゲーターなど電源等保有者となります。また買い手は、一般送配電事業者となります。一般送配電事業者は、電力が必要な時に調整力を指令できる権利を持ち、この権利に対して対価を支払います。一方で発電事業者等は、指令を受けた場合はそれに応じる必要があり、達成できない場合はペナルティがあります。

日本においては各種市場が機能し、電力事業を形成しておりますが再エネの急速な普及に伴い、より一層の需給バランスを確保する必要性が増しています。そのため、給湯器、蓄電池、EV等のリソースを活用しより高度な「DRready」環境の創出が検討されております。

高効率給湯器によるDR活用、新たな技術・製品開発の工夫や制度設計によって環境/経済メリットを高める検討が進められるがロックインが課題

給湯器は家庭のエネルギー消費量の約3割を占め最大のエネルギー消費源となります。このため、給湯器の高効率化はエネルギーコスト上昇への対策として有効であり、現状ではヒートポンプ給湯機（エコキュート）、家庭用燃料電池（エネファーム）、ハイブリッド給湯機といったものがあります（図6）。

また、これらの高効率給湯器にDR機能を付与させる要件について制度側と事業者側にて検討が進められています。大枠としては、政府、機器メーカー、小売電気事業者が知恵を持ち寄り、事業としての在り方や機器メーカーやアグリゲーター側のメリット、また需要家サイドのメリット最大化、その他にも通信接続機能、外部制御機能、セキュリティ等について検討が行われています。

例えば、給湯器をマシンリーダブルとすることは、自動アップデートなど将来拡張もしやすく、またアグリゲーター側は細かな電力情報を得られるために望ましいこととなります。一方でマシンリーダブルのレベルによっては機器メーカーの負担増につながるため、バランスが重要です。現状のECHONET Liteで定められているデータをDRサービサーに送信することのハードルは低いと想定されますが、それ以上に細かいデータは機器メーカー等の工夫も必要となってきます。

その他、特にヒートポンプ給湯器は注意する必要がありますが、DRの経済性を重視しすぎると、貯湯タンク内の残湯量が減り必要なタイミングでお湯を提供できない可能性が高まります。

これらの諸々を総合的に加味して政策および技術開発が進められる必要がありますが、機器メーカーにとってDRready機器に関する技術的要件や追加機能の開発費用・コスト等が重要と考えられます。消費者に選ばれるような魅力的な給湯器の開発競争が進められることが理想的であり、企業努力が可能となる下地を整える必要があります。またDRのメリットとして、小売電気事業者はインバランスや調達コストの低減等が挙げられ、また需要家にとってはTOUやRTPの安い時間帯での電気の使用等による電気代削減を実現する必要があります。

特に需要家にとってメリットがないと、高効率給湯器が選ばれることはほぼないと考えられるため、アグリゲーター側で「需給調整市場」や「容量市場」といった制度も活用していき、メリット最大化を目指すことが重要になってきます。特に若い世代はコストパフォーマンスに対する感度が高いというデータもあり、コストパフォーマンスが良いという情報を適切に営業できるようになれば、機器購入へと動く可能性が高まります。

また製品を発売した後、その製品を活用したDRサービスを行う際に、発売後の10年間で環境が変わっても、問題なくサービス継続可能であるということをいかに担保できるかという安心感も重要になってきます。

各々の高効率給湯器にはメリット・デメリットがあることから、それぞれの強みを生かせる需要セグメントへ導入を進めることが重要となります。経済性や環境性を求める場合はヒートポンプ給湯器に優位性があり、設置スペースではエネファーム、ハイブリッド給湯器はレジリエンス（貯湯不足への対応）が高いものと考えられます（表1）。

給湯器は一度設置されると同じ種類の製品に好感され続け、長期にわたり固定化される「ロックイン」が生じやすい機器といえます。ただ、早期にDR型の高効率給湯器への変更は第7次エネルギー基本計画での目標達成等に資するものであり、また新しいビジネス領域や新技術の開発等、経済活性化につながる面もあるため、国や製造業が連携しながらDR高効率給湯器のメリット等を打ち出していき、切替を促進していく事が重要だと考えられます。

DRのユースケースとして、DRサービサーの担い手は以下の4通りあり、三菱総合研究所が経済産業省のDRready勉強会に提出した資料によると、ヒアリング結果においては①、②、③のケースが多いとされています（図7）。DRサービサーやアグリゲーターの門戸は広く、今後様々な形での多様な企業のビジネス参入が考えられます。

なお、現状におけるヒートポンプ給湯機のDRready要件は、様々な分野の専門家の意見を取りまとめた結果、現状では下記の案となっています。

1.通信接続機能

機器等がGWと通信できること及びDRサービサーサーバーと構造化されたデータ形式を用いて通信できること

2．外部制御機能

① DR可能量を送信できること
② DR要求による沸き上げ開始時刻を受信できること
③ DR要求による沸き上げ開始時刻を加味した沸き上げ計画を策定できること
④ 現在の消費電力の推定値又は計量値を送信できること
⑤ 個体を識別して制御することが可能な情報を保有

3．セキュリティ

① セキュリティ要件適合評価及びラベリング制度（JC-STAR）★１以上であること
② 通信先の制限、認証、通信メッセージの暗号化が可能なこと
③ 管理組織の特定が可能で、かつ脆弱性対策が設計可能なプロトコルで通信できること

なお将来の話になりますが、欧州でのデータの使い方について、マシンリーダブルと併せてヒューマンリーダブルという流れが、Gaia-X、Catena-X 等の議論で出てきているようです。日本における「ECHONET Lite Web API」もヒューマンリーダブルに合わせて作られており、将来的にAIの情報学習に利用することも考えられます。

またエコキュートだけでなく、蓄電池等の他の製品もDRの対象となり、複数のメーカーがDRに参画する環境も想定されます。そうした中、運用の面でDRreadyのAPIを使ったサービスを維持する仕組みを整えることが重要です。

なお諸外国の状況については、いずれのDRready要件でも、明示的にはマシンリーダブルな形式のデータの通信は要求されていない形です。ただ欧州の相互運用性に関する行動規範（CoC）では、通信するデータのデータ形式自体にマシンリーダブルな形式（構造化されていること）を求めている訳ではないですが、SAREFオントロジーに準拠することで構造化可能な状態であることを要求しています（図8）。

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執筆者情報

一般社団法人エネルギー情報センター

主任研究員　森正旭

上智大学地球環境学研究科にて再エネ・電力について専攻、卒業後はRAUL株式会社に入社。エネルギーに係るＩＴを中心としたコンサルティング業務に従事する。その後、エネルギー情報センター/主任研究員を兼任。情報発信のほか、エネルギー会社への事業サポート、また法人向けを中心としたエネルギー調達コスト削減・脱炭素化(RE100・CDP等）の支援業務を行う。メディア関連では、低圧向け「電気プラン乗換.com」の立ち上げ・運営のほか、新電力ネットのコンテンツ管理を兼務。

企業・団体名	一般社団法人エネルギー情報センター
所在地	東京都新宿区新宿２丁目９−２２ 多摩川新宿ビル3F
電話番号	03-6411-0859
会社ＨＰ	http://eic-jp.org/
サービス・メディア等	https://price-energy.com/

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