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北日本に於ける再生可能エネルギー導入促進

■稚内太陽光既設風力[100MW]新設風力[600MW]+蓄電池[720MWh]+送電線[300MW,68.7km]
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■苫小牧(メガソーラー・廃プラ・バイオマス発電・南早来変電所[60MWh])
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北海道電力(道南幹線・函館幹線[900MW]・北本連系[900MW])
 ├─■下北・秋田
 ├─■つがる
 ├─■松尾八幡平・湯沢
東北電力(西仙台変電所[20MW]・南山形幹線・コネクト&マネージ・南相馬変電所・常磐幹線)
 ↓
首都圏

■稚内
稚内は東日本大震災前から先駆的な試みをしていた。蓄電池付きメガソーラーである。
その後風力発電の集積地になり,北電の連系容量がなくなってからは巨大蓄電池と送電線と日本の最尖端を走って居ると云っても過言ではない。

<太陽光発電>
稚内メガソーラー発電所…蓄電池を備えた先駆的なメガソーラー。

沿革:元々NEDOによる「大規模電力供給用太陽光発電系統安定化等実証研究」(2006~11年)として整備され,研究終了後稚内市に無償譲渡されれ現在は同市が桜井・ほくでんエコエナジー共同企業体に管理委託している様だ。

発電所出力
 太陽光発電:4,990kW(設備容量:5,020kW)
 ※固定架台:5,000kW一軸可動架台:20kW

蓄電設備
 NAS電池:1,500kW(1.5MW)

位置

年間設備利用率

2010
2011
2012

11.8%
10.1%
10.1%
まあ北で雪との戦いもあるからお世辞にも高いとは云えない。。

ソース:日経BPクリーンテック研究所稚内市

<既設風力発電>
稚内市内には5つの風力発電施設が稼働中で74基76MW,隣町の豊富町には風力発電はないそうだ。
FIT以前に76MWも立地しており寧ろFIT後の太陽光偏重(巨大風力にはアセス等が厳しかった)の中,新設が遅すぎたぐらいである。2016年にやっと着工して2018年5月に操業を開始した。

稚内市に於ける風力発電施設の現状(出典:稚内市ウェブサイト)
名称
場所
運営 操業 設備容量 規模 その他
稚内風力発電所 声問ミルクロード沿い (株)稚内ウィンドパワー 1998年4月(2基)
2001年6月(2基)
800kW(98年)
1,500kW(01年)
400kW×2基
750kWk×2基

稚内公園風力発電所 稚内公園 稚内市 1998年10月 225kW 225kW×1基
稚内市水道事業風力発電所 声問ミルクロード沿い 稚内市環境水道部 2000年12月 1,980kW 660kW×3基
さらきとまないウィンドファーム 更喜苫内牧野 (株)ジェイウインド 2001年10月 14,850kW 1,650kW×9基
宗谷岬ウインドファーム 宗谷丘陵 (株)ユーラスエナジー宗谷 2005年11月 57,000kW 1,000kW×57基
天北ウインドファーム 恵北・増幌地区
(株)天北エナジー(ユーラス・稚内グリーンファクトリー) 2018年5月
30,000kW
3MW*10基 売電単価22円
日経16.7

稚内港湾内
ユーラスエナジー



2014年頃計画あり
合計



106,355kW


稚内港湾内での洋上風力はその後の報道がない。北海道の連系制約で一旦取りやめとなり下の計画に発展的に解消となったのか?

<新設風力発電・巨大蓄電池・送電線>
道北エナジー
どうも秘密主義で(ま あ色々あって計画も変更になるからだろうけど)必要な時だけ公開して後は引っ込めてしまうようで計画の全容がよく判らないがネットを渡渉する限り以下の様 な情報が得られた。野鳥の会等の反対で縮小される様でナーバスに成らざる得ないようだ。鳥がぶつからないようななんか簡単な仕組みが必要だなあ。。(ソー ス:ユーラスエナジー道北エナジー)

(仮称)道北北西部風力発電事業(5事業程度) メグマ沼・声問大沼 ? ソース:日本野鳥の会 →勇知風力発電事業に絞り込んだ[道自然保護協会]
(仮称)宗谷丘陵風力発電事業 稚内市・猿払村 240MW (3~4MW*65基程度) ソース:経産省(17.5)
(仮称)浜里風力発電事業 幌延町(サロベツ原野)  61.2MW(17基)  ソース:スマートジャパンサロベツ・エコ・ネットワーク(17.2)
(仮称)増幌風力発電事業  88MW程度(25基)[環境省]→55MW未満(3M級*21基)[経産省(16.11)]
(仮称)樺岡風力発電事業  140MW程度(39基)[環境省]
(仮称)川西風力発電事業  136.8MW程度(38基)[環境省]
(仮称)川南風力発電事業  88MW程度(26基)[環境省]
(仮称)芦川風力発電事業  136.8MW程度(38基)[環境省]
(仮称)豊富山風力発電事業 55MW程度(21基)[環境省]
(仮称)勇知風力発電事業  158.4MW程度(3M*44基)[環境省]

600MWの風力発電と300MWの送電容量でこの差300MWを720MWhの蓄電池に貯めとくってシステムの様である。二時間半弱貯めとけるという理解でいいのかな?
補助金も貰っているようだし頓挫する事はないだらう。
豊富に世界最大級蓄電設備 ユーラス、風力発電促進へ
https://www.hokkaido-np.co.jp/article/221189
08/24 11:13 更新

 国内風力発電最大手、ユーラスエナジーホールディングス(東京)は、宗谷管内豊富町に世界最大級となる総蓄電容量72万キロワット時(720MWh)の蓄電池設備を建設することを決めた。天候に発電量が左右される風力発電を導入しやすくする狙いで、投資額は約500億円。9月に着工し、2022年度までの完成を目指す。
 ユーラスや、コスモエネルギーホールディングス系の風力発電会社、エコ・パワー(東京)などは23年度までに、稚内市と豊富町に、道内で稼働中の風力の発電能力(38・7万キロワット)の1・7倍にあたる計66万キロワット(660MW)超の風力発電所建設を計画している。世界的にもまれな大規模蓄電池の建設で、国内有数の資源量を持つ道北の風力開発を加速する。
 蓄電池を設置するのはユーラスが主体の北海道北部風力送電(稚内)。ユーラスと、エコ・パワー、稚内信用金庫、北海道電力、北洋銀行、北海道銀行が出資し、13年に設立した。蓄電池の容量72万キロワット時は、標準的な道内家庭約9万5千戸が1日に使う分にあたる。

道北の送電網整備が18年秋にも本格着工へ─総事業費500億円
https://e-kensin.net/news/9681.html
2017年08月17日 07時30分

 風力発電の導入拡大に向け、道北で送電網を整備する北海道北部風力送電(本社・稚内、伊藤健社長)は、一連の整備を2018年秋に本格着工する予定だ。延長は約80キロで、総事業費は約500億円21年秋の完成を目指す。整備に伴う資器材の調達などに一定の時間がかかるため、同社はことし12月末までに施工業者を決める必要があるとしている。

 風況に優れる北海道北部は、国内でも指折りの風力発電適地だが、電力需要が少なく送電網が脆弱(ぜいじゃく)なことから、風力発電の導入拡大の課題となっている。
 このため、国の補助を得て、実証事業の位置付けで北海道北部風力送電が送電網を整備する。同社はユーラスエナジーホールディングス(本社・東京)、エコパワー(同)、稚内信用金庫、北海道電力、北海道銀行、北洋銀行が出資している。

 現在、詳細設計を進めている段階だが、送電網は中川町、天塩町、幌延町、豊富町、稚内市を通る内陸側のルートで検討し、延長は18万7000V仕様が 68・7キロ,6万6000V仕様が7・5キロの計76・2キロで計画。中川町で北電の変 電所に接続する。

 送電網としての受け入れ可能量は約30万キロワット(300MW)。一方、想定している風力発電所からの接続量(定格発電力)は約60万キロワット(600MW)で、この約30万キロワットの差をどう扱うかが実証事業のポイ ントになる。

 風力発電は風況による変動が大きく、場合によっては受け入れ上限との差が大きくなる。このため、実験では受け入れ容量を上回る風力発電設備と接続。上限を超える場合は送電側から発電量を制御し、送電網を最大限に有効活用するシステムの構築を図る。(このシステムが上の記事の720MWの巨大蓄電池)

 今回の送電網整備は1次計画の位置付け。本道の風力発電のポテンシャルの高さから、風力発電容量約80万キロワット(合計800MW200MWの増強か)とする2次計画も持っているが、北電の受け入れ可能量などがあり、現時点では具体的なルートや着手時期は未定だという。
後述のコネクト・アンド・マネージ使ってなんとか捻り出せへんのかね?中川ではなくもっと遠方迄延ばす必要も出てくるのかも。。

■道央ループと道北送電線建設構想
道央ループ

道北送電線構想
西当別から旭川嵐山の道北幹線を昇圧して途中から分岐して留萌・宗谷方面へ。


■苫小牧
胆振地方はその日射量の多さに加え、広大な土地とその価格の安さから一大集積地となっておりその中心地苫小牧は泊が動かせない北電の旗艦発電所となっている苫東厚真火発を初めとする火力発電所の集中立地地帯である。
そのハブ的な変電所に南早来変電所があるが其処には巨大蓄電池も設置された。

<南早来変電所>
2013年08月02日 11時00分 更新
電力供給サービス:
巨大な蓄電池を北海道と東北の変電所に導入、太陽光や風力の出力変動に対応
http://www.itmedia.co.jp/smartjapan/articles/1308/02/news015.html
総額296億円の国家予算で実施する「大型蓄電システム緊急実証事業」の対象が2件に決まった。北海道電力と東北電力がそれぞれ1カ所の変電所に大型蓄電 池を導入して、太陽光や風力発電設備からの出力変動に対応できる技術を5年間かけて検証する。
[石田雅也,スマートジャパン]
 このまま北海道で大規模なメガソーラーや風力発電設備が増えていくと、送配電ネットワークが電力を受け入れられなくなってしまう。こんなショッキングな 事実を経済産業省が発表したのは4カ月前のことである。
 その際に緊急対策として総額296億円の予算を確保して、大型蓄電池を使った実証試験に取り組むことも表明した。このほど実証試験の対象が2件に決ま り、導入する蓄電池の仕様や設置する変電所の場所が公表された。(中略)

 2件目は北海道電力が住友電気工業と共同で、南部の「南早来(みなみはやきた)変電所」に6万kWh(60MW)の巨大なレドックスフロー電池を設置する。周波数変 動対策に加えて、出力が減少した場合の下げしろ対策にも取り組む。

 いずれの実証試験でも大型の蓄電池を使って大量の電気を蓄えながら、太陽光や風力からの出力が下がると電力を放出して周波数を安定させる試みだ(図 2)。ちなみに電気自動車の「リーフ」に搭載しているリチウムイオン電池の容量は24kWhで、北海道の変電所に導入するレドックスフロー電池はリーフ 2500台分に相当する。
 
 レドックスフロー電池は電気を蓄えるセルスタックと電解液タンクを組み合わせた大規模な蓄電池である。電解液を循環させて充放電する方式のために、安全 性が高くて寿命が長い。
 2013~14年度の2年間で設備を建設して、2015~17年度の3年間で出力変動対策の実証試験を進める計画だ。

図2 大型蓄電池を使った太陽光・風力発電の出力変動対策。
出典:北海道電力、住友電気工業


■北海道電力

道央⇔函館
此処は道南幹線(下図51,27万5,000V),函館幹線(下図57,18万7000V)で結ばれており,その容量が併せて900MWしかないそうな。
後述する様に,青函間は北本連系で結ばれておりそれが600MWから900MWに増強されるので双葉・西双葉~青森の900MWが隘路となってくる。

容量のみならず送電線の故障等の際に不備が生じる事となる。実際に2014年に停止した際は本州からの受電可能量が0となった様だ。

北本連系

増強工事中。ギリギリ地震には間に合わなかったが7月時点で90%は出来てたそうな。

所有者
送電容量送電電圧送電亘長システム
工程
既設ルート
電発
600MW
DC250kV

他励式
1979年完成
1993年増設
増設ルート
北電
300MW
DC250kV約122km自励式
2014年4月着工
2019年3月運開予
ソース:パワーアカデミーなど

新しい点は既設ルートは外部電源が必要な他励式なのに対し増設ルートは外部電源が不要な最新の自励式。
これは北海道側に電源がなくても本州側から電気を送る事が出来て,今回のようなブラックアウトで将に必要な機能。

北本連系増強に関しては北海道電力のニュースリリースがある。
http://www.hepco.co.jp/info/2013/__icsFiles/afieldfile/2013/07/31/130731_2.pdf

1.送電容量 30万kW
2.送電電圧 250kV(直流)
3.送電亘長 約122km
4.工程 2014年4月着工・2019年3月運用開始予定

概略系統図


北東北<下北風力・秋田風力・つがる風力・地熱

<下北・秋田>
「再生可能エネルギー導入のための蓄電池制御等実証モデル事業」
2013年04月02日 15時00分 更新
90億円かけて太陽光や風力の出力安定化へ、全国8地域で実験開始
http://www.itmedia.co.jp/smartjapan/articles/1304/02/news029.html

環境省2012年度の補正予算で実施する「再生可能エネルギー導入のための蓄電池制御等実証モデル事業」の対象プロジェクトが決まった。青森県の六ヶ所村から鹿児島県の与論島まで8つの地域で、太陽光発電や風力発電の出力変動を大型の蓄電池で抑制する実験が始まる。
[石田雅也,スマートジャパン]
 国内で再生可能エネルギーを推進する立場の環境省が90億円の予算を使って大規模な実証実験を開始する。太陽光発電や風力発電で大きな問題になる出力の変動を抑制するために、大型の蓄電池を使って変動分を吸収する試みだ。全国8地域を対象にした6つのプロジェクトを選び、2018年度まで4年間かけて実験を続ける。良

図1 蓄電池制御等実証モデル事業の採択案件。出典:環境省
事業団体名
事業名
蓄電池の種類
規模
出力/容量
接続する再生可能エネルギー
事業実施場所
六ヶ所村風力開発(株)
六ヶ所村風力発電所蓄電池併設による出力抑制事業
NAS電池
10MW/60MWh
風力発電+太陽光発電
青森県上北郡六ヶ所村
(株)風の王国・男鹿
風の王国風力・太陽光発電事業
鉛蓄電池
2.7MW/6.9MWh
風力発電+太陽光発電 秋田県男鹿市船越


2014(平成26)年度「風力発電のための送電網整備実証事業費補助金」に係る補助事業者の公募結果について
採択事業者(SPC名)
SPCへの出資者
風力発電の導入ポテンシャル 申請概要
秋田送電(株)
丸紅(株);、(株)秋田銀行、(株)北都銀行
600MW程度 本事業では、秋田港湾・能代港湾からの送電ルートを想定し、開発可能性調査を実施した上、中間審査でその継続実施が認められた場合、送電網の整備及びその技術的課題の実証を行います。
上北送電(株)
青森風力開発(株);、(株)岡山建設、開発電業(株);、日本電機工業(株);、日本風力開発(株);、むつ小川原洋上開発(株);
900MW程度
本事業では、青森県上北地域からの送電ルートを想定し、開発可能性調査を実施した上、中間審査でその継続実施が認められた場合、送電網の整備及びその技術的課題の実証を行います。

東北電力(9506)、上北送電と秋田送電に出資へ 風力発電関連事業に参画
http://ma-times.jp/10592.html
2014/11/28
東北電力(株)【9506】は、経済産業省資源エネルギー庁公募案件の「風力発電のための送電網整備実証事業」の採択事業者である上北送電(株)と秋田送電(株)の2社より協力の要請を受け、本事業に参画すると発表した。
東北電力は、上北送電(株)へ250万円、秋田送電(株)へ500万出資する。


東北電力、風力2社に出資 送変電技術を提供
http://www.nikkei.com/article/DGXLZO80221420X21C14A1L01000/

2014/11/28 9:48

<つがる>
つがる市では発電能力122MW,34kmにも及ぶ地中送電プロジェクトも開始。

34kmの地中送電を行う大規模風力発電所、青森県で2020年稼働
http://www.itmedia.co.jp/smartjapan/articles/1805/22/news032.html

青森県つがる市で122MWという大規模な風力発電所の建設計画が進んでいる。発電した電力は約34kmの地中送電を行う計画で、これらの送変電設備および工事を住友電工が受注した。
2018年05月22日 09時00分 公開
[長町基,スマートジャパン]

 …(「ウィンドファームつがる建設工事」)プロジェクトは、再生可能エネルギー事業者大手のグリーンパワーインベストメント(東京都港区)が青森県つがる市で計画する陸上風力発電事業。2020年4月の運転開始を目指している。住友電気工業は地中送配電線・受変電設備など電気設備の設計・製造・設置を一括で担当する。

風力発電所の建設地 出典:住友電工

 同プロジェクトは、各風車からの発電電力を33kV(キロボルト)の地中配電線で集電し、154kVに昇圧した後、電力会社との系統連系地点までの約 34kmを地中送電する設計となっている。長距離送電では送電ロスが課題となる。住友電工は当初予定されていた66kV送電から154kV送電への電圧変 更について設計支援を行った。これにより、66kV送電時と比較して送電ロスが大幅に低減でき、加えて回線数の低減およびケーブルの小サイズ化(軽量化) により管路土木工事への負担も軽減できるという。
 発電所全体の出力は約122MW(メガワット)となる大容量の発電出力を長距離地中送電するために、高調波対策や過電圧対策など系統技術課題への対応も 必要となった。…


湯沢・八幡平など
地域
立地自治体
定格出力(MW)
事業実施者
その他・備考
●八甲田北西地域青森県青森市
川崎重工業(株)
東日本旅客鉄道(株)
(株)大林組
・十和田八幡平国立公園内案件
・2013年度は地下構造を詳細に把握するための地表調査(地表踏査、重力調査等)を実施する。
・平成26年度地熱資源開発調査事業費助成金交付事業。
木地山・下の岱
秋田県湯沢市
50
東北水力地熱 (株)・栗駒国定公園内案件
・地熱資源開発調査事業費助成金交付事業としては2012年度からの採択案件
・平成26年度地熱資源開発調査事業費助成金交付事業(新規採択)
岩木山嶽(だけ)地域
青森県弘前市

○基礎地盤コンサルタンツ,JENホールディングス、大林組、川崎重工 業・地熱資源開発調査事業費助成金交付事業としては平成24(2012) 年度からの採択案件
小安(栗駒)
秋田県湯沢市

>>339 出光○・帝石 >>587三 井石油開発・栗駒国定公園内案件
・地熱資源開発調査事業費助成金交付事業としては平成24(2012)年度からの採択案件
・平成26(2014)年度地熱資源開発調査事業費助成金交付事業
松尾八幡平
岩手県八幡平市
7.0※
岩手地熱(株)
(日本重化学工業と地熱エンジニアリング、JFEエンジニアリング出資,2011年に設立。2013年5月には三井石油化学が新たに出資)

 ・2万~5万キロワット(20~50MW)の地熱資源が存在し ていることが判明 ※系統電力不足で取り敢えず7千キロワット。
・地熱資源開発調査事業費助成金交付事業としては 平成24(2012)年度からの採択案件
・平成26(2014)年度地熱資源開 発調査事業費助成金交付事業(新規採択) 
・2015年事業化目指す>>317 >>882
●安比
岩手県八幡平市


三菱マテリアル.地熱事業から撤退する新エネルギー・産業技術総合開発 機構(NEDO)の調査坑の活用を調整中>>390
●山葵沢
秋田県湯沢市
42.0
湯沢地熱(電発50%,三マテ30%,MGC20%)>>176>>192>>386>>869 
現在最も計画熟度が高い地熱開発計画。
特に惜しいのが松尾八幡平であり,20~50MWの熱源が確認されていながら系統の余裕が無い為に7MWに抑えられてしまうようだ。

◆西仙台変電所

2013年08月02日 11時00分 更新
電力供給サービス:
巨大な蓄電池を北海道と東北の変電所に導入、太陽光や風力の出力変動に対応
http://www.itmedia.co.jp/smartjapan/articles/1308/02/news015.html
総額296億円の国家予算で実施する「大型蓄電システム緊急実証事業」の対象が2件に決まった。北海道電力と東北電力がそれぞれ1カ所の変電所に大型蓄電 池を導入して、太陽光や風力発電設備からの出力変動に対応できる技術を5年間かけて検証する。
[石田雅也,スマートジャパン]
 1件目は東北電力が宮城県の「西仙台変電所」で実施する。蓄電容量が2万kWhのリチウムイオン電池を設置して、太陽光発電や風力発電の出力変動に伴っ て生じる送電時の周波数変動を抑制するシステムを開発する。
 東北電力は蓄電池のほかに火力発電機を組み合わせて、周波数を制御するシステムを開発する。地域内のメガソーラーや風力発電設備の出力を指令所で 監視しながら、蓄電池と火力発電機を制御して周波数を安定させる(図4)。最初の2年間(2013~14年)で設備工事を完了して、残りの3年間(2015~17年)で実証試験を実 施する予定だ。

図4 蓄電池と火力発電機を組み合わせた周波数調整の仕組み。出典:東北電力

■奥羽方面増強


◆コネクト・アンド・マネージ

東北電、再生エネ調達拡大 送電の「空き」やりくり
https://www.nikkei.com/article/DGXMZO26270830Z20C18A1MM8000/?n_cid=SPTMG002
2018/1/29 19:01日本経済新聞
 東北電力は再生可能エネルギーの受け入れを拡大するため、送電手法を見直す。これまでは全ての発電所が同時にフル稼働するケースを想定して送電線の空き容量を決めてきたが、実態に近い計算方法に変更。接続可能な再生エネなどの新規電源の容量を拡大する。東北電が今回適用する送電線の増強計画では容量は現行の最大約1.5倍となる見通しだ。
 東北電は現在、秋田県や山形県などを通る主要送電線網を新設・増強し、再エネなどの受け入れ拡大を計画している。北東北で洋上風力発電の計画が多く、発電事業者からこの送電線への接続希望が相次いでいる。
 現状では全ての接続はできないが、太陽光や風力発電など再生エネは発電量のピークが異なる。季節や天候に応じて送電線を通る電気の量を細かくはじき出し、容量の「空き」をやりくりすることで増強に伴う受け入れ容量を約1.5倍の最大450万キロワットに広げる。
 こうした手法は「コネクト・アンド・マネージ」といい、欧州などで普及しつつある。

送電線の有効活用で再生エネを伸ばそう
https://www.nikkei.com/article/DGXKZO26813940S8A210C1PE8000/?n_cid=SPTMG002

2018/2/12 23:14日本経済新聞
 経済産業省の有識者会議が、再生可能エネルギーの導入拡大に向けた送電線の効率利用策の検討を始めた。
 送電線の増設は手っ取り早い解決策ではあるが、巨額の資金を投じて利用率の低い設備を増やすべきではない。まずは既存の送電線を最大限、使う工夫を考えることが重要だ。
 送電線に流せる電力の算定方法を見直したり、非常時に備え確保してある枠を平時に使えるようにしたりすることで容量を増やす。
 東北電力が有識者会議で検討されている手法を先取りし、東北北部の送電線建設計画を見直したところ、従来計画の1.6倍にあたる電力が送れることがわかった。
 ただし、電力の安定供給を損なってはならない。非常時用の空き容量を開放しても、緊急事態でも問題なく送電を続けられる体制を整えなければならない。
 送電線の隙間を使って電気を送る事業者に、混雑してきたときにどう手控えてもらうのか。ルール整備と混乱を回避するシステムの開発に万全を尽くす必要がある。

■常磐幹線増強