蓄電所とは？系統用蓄電池の構成やビジネスモデルを解説 － 土地付き太陽光発電の投資物件探しは【メガ発】

蓄電所とは？系統用蓄電池の構成やビジネスモデルを解説

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蓄電所とは、電力系統に直接接続される大規模な蓄電池システムのことであり、英語ではESS（EnergyStorageSystem）とも呼ばれます。
再生可能エネルギーの導入拡大に伴い、電力の安定供給を支える新たなインフラとして注目されています。

この記事では、蓄電所の仕組みや役割、構成要素から、卸電力市場や需給調整市場などを活用した具体的なビジネスモデルまで、事業化を検討するうえで必要な情報を網羅的に解説します。

蓄電所とは？電力系統に接続された大規模な蓄電池システム

蓄電所は、発電所で作られた電気や、電力系統を流れる電気を大規模な蓄電池に貯蔵し、必要な時に放電する設備です。
一般的に、電力系統に直接接続されるものを系統用蓄電池と呼び、その出力は数MWから、大きいものでは10MWを超える規模になります。
太陽光や風力などの発電設備を持たず、電力の充放電機能に特化している点が発電所との大きな違いです。

この装置は、多数の蓄電池をコンテナなどに格納し、パワーコンディショナやエネルギー管理システムと組み合わせて一つのシステムとして機能します。
電力の安定供給を支える調整力として、また新たな電力ビジネスの拠点として、その重要性が高まっています。

なぜ今、蓄電所が必要とされているのか？

今、蓄電所が必要とされる背景には、脱炭素社会の実現に向けたエネルギー構造の転換があります。
太陽光や風力といった再生可能エネルギーの導入が世界的に進む一方で、これらの電源は天候によって発電量が変動し、電力の安定供給を脅かすという課題を抱えています。

蓄電所は、この不安定な電気を吸収・放出し、電力の需給バランスを保つ役割を担います。
これにより、大規模な停電を防ぎ、家庭や産業界へ安定したエネルギーを届けるための重要なインフラとして期待されています。

再生可能エネルギーの普及に伴う電力の不安定化

再生可能エネルギー、特に太陽光発電の普及は、電力供給における新たな問題点を浮き彫りにしました。
太陽光などの再エネは、天候によって発電量が大きく変動するため、電力の安定供給に影響を与えます。
例えば、晴天の昼間には太陽光発電による電力供給が需要を上回り、余剰電力が発生する一方で、夜間や天候が悪い日には発電量が不足する事態が生じます。

この発電量のムラは、電力系統の周波数を不安定にし、最悪の場合は大規模な停電を引き起こすリスクとなります。
この問題の解決策として、余剰電力を貯蔵し、不足時に供給できる蓄電所の役割が重要視されています。

電力需給のバランスを調整する重要な役割

蓄電所は、電力の需要と供給のバランスを保つという重要な役割を担います。
電力は需要と供給を一致させる必要があり、このバランスが崩れると周波数が乱れ、電力の品質が低下したり、停電の原因となったりします。
例えば、太陽光発電により電力が余る昼間に充電し、電力需要が高まる夕方から夜間にかけて放電することで、需給の差を埋めます。
このように、電力を時間的にシフトさせることで、送電網全体の安定化に貢献します。

電力の「バッファ」として機能することで、再生可能エネルギーを最大限に活用し、安定した電力供給を実現する上で不可欠な存在となっています。

蓄電所を構成する主要な設備

蓄電所は、単一の機器ではなく、複数の主要な設備が組み合わさって構成されるシステムです。
その中核を担うのが、電気を貯める「産業用蓄電池」、直流と交流を変換する「パワーコンディショナ（PCS）」、そして全体の充放電を最適に制御する「エネルギー管理システム（EMS）」です。

これらの設備は、多くの場合、輸送や設置が容易なコンテナに収められており、各メーカーが開発・提供しています。
事業を検討する際は、これらの構成要素それぞれの性能や特徴を理解することが重要です。

電気エネルギーを貯蔵する産業用蓄電池

蓄電所の心臓部となるのが、電気エネルギーを貯蔵する産業用蓄電池です。
現在、主流となっているのは、エネルギー密度が高く小型化しやすいリチウムイオン電池です。
スマートフォンや電気自動車にも利用されている技術であり、系統用蓄電池としても多くの実績があります。

一方で、長寿命かつ安全性の高さが特徴のレドックスフロー電池も注目されています。
レドックスフロー電池は、電解液のタンク容量を増やすことで蓄電容量を容易に拡張できる利点がありますが、リチウムイオン電池に比べてエネルギー密度が低いという側面も持ちます。
事業の目的や設置場所の条件に応じて、これらの蓄電池の種類を選択する必要があります。

直流と交流を変換するパワーコンディショナ（PCS）

パワーコンディショナ（PCS）は、蓄電池に貯められた直流の電気を、電力系統で利用される交流の電気に変換する、あるいはその逆の変換を行う重要な装置です。
蓄電池から放電する際には直流から交流へ、系統から充電する際には交流から直流へと、電力の形を整える役割を担います。

この変換の際にわずかな電力ロスが発生するため、PCSの変換効率は蓄電所システム全体の性能を左右する重要な指標となります。
高い効率を持つPCSを選定することで、充放電プロセスにおけるエネルギー損失を最小限に抑え、事業の収益性を最大化することができます。

最適な充放電を制御するエネルギー管理システム（EMS）

エネルギー管理システム（EMS）は、蓄電所全体の「頭脳」として機能し、最適な充放電を制御する役割を担います。
EMSは、卸電力市場の価格データや電力系統の需給状況、気象情報などをリアルタイムで監視分析し、最も収益性が高くなるタイミングで充放電の指令を出します。
このシステムの精度が、蓄電所ビジネスの成否を大きく左右すると言っても過言ではありません。
効率的な運営を実現するためには、高度な予測機能や制御技術を持つEMSの導入が不可欠です。

また、設備の監視やデータ管理といったO&M（運営保守）業務も支援し、長期にわたる安定した運用を支えるためのメンテナンス機能も備えています。

蓄電所ビジネスの主な収益モデル

蓄電所ビジネスは、単に電気を貯めて売電するだけでなく、電力取引市場の特性を活かした多様な方法で利益を生み出します。
主な収益モデルとしては、電力価格が安い時に充電し、高い時に放電して差益を得る「卸電力市場」、電力の安定供給に貢献して対価を得る「需給調整市場」、将来の供給力を提供する約束で収益を得る「容量市場」の3つが挙げられます。

これらの市場に単独または複数のアグリゲーターを介して参加し、収益の最大化を目指すのが一般的なビジネスの形です。
エナリスなどの企業がアグリゲーターとして事業を展開しています。

卸電力市場：電気を安く買い高く売るアービトラージ取引

卸電力市場は、蓄電所ビジネスにおける基本的な収益源の一つです。
この市場では、電力の取引価格が30分ごとに変動する特性を活かし、アービトラージ（裁定取引）によって利益を上げます。
具体的には、電力需要が低く市場価格が安い夜間などの時間帯に電力を購入して蓄電池に充電し、需要が高まり価格が上昇する昼間や夕方に放電・販売します。

この価格差が収益となりますが、市場価格の予測が外れた場合には、購入価格よりも販売価格が下回ってしまい、損失を被るリスクも存在します。
そのため、精度の高い価格予測が事業の成功を左右する重要な要素です。

需給調整市場：電力の周波数を安定させて対価を得る

需給調整市場は、電力の安定供給を維持するために2021年度に開設された新しい制度の市場です。
電力は常に需要と供給のバランスを保つ必要があり、このバランスが崩れると周波数が乱れてしまいます。

蓄電所は、この周波数の乱れを瞬時に検知し、高速な充放電によって調整する「調整力」を提供できます。
この調整力を商品として供出し、電力広域的運営推進機関（OCCTO）からの指令に応じて制御することで対価を得ます。
市場への参加には、応答速度などの技術要件を満たす必要があり、提供する調整力の種類によって得られる収益も異なります。

容量市場：将来の電力供給能力を確保して収益化する

容量市場は、将来にわたって安定した電力供給を確保するため、実際に発電した電力量ではなく、将来の供給能力を取引する市場です。
この市場は、4年後の電力供給能力を確保することを目的としており、オークション形式で取引が行われます。
蓄電所事業者もこのオークションに参加し、自社の蓄電設備が持つ供給能力を商品として提供することが可能です。

落札できた場合、4年後にその供給能力を確実に提供することを約束する対価として、年間を通じて固定的な収益を得られます。
長期脱炭素電源オークションといった新たな仕組みも導入されており、長期的な収益安定化に寄与するモデルです。

蓄電所ビジネスに参入する前に知っておきたいメリット

蓄電所ビジネスへの参入は、多くの企業にとって魅力的な選択肢となり得ます。
再生可能エネルギーの普及という大きな潮流の中で、電力システムの安定化に不可欠な役割を担うこの事業は、社会貢献性が高いだけでなく、新たな収益源を確保する機会を提供します。

また、国策として推進されている背景から、導入コストの負担を軽減する補助金制度が設けられており、初期投資のリスクを抑えながら事業を開始できる点も大きなメリットです。

新たな事業の柱となる収益機会の創出

蓄電所ビジネスは、企業にとって新たな事業の柱となりうる収益機会を創出します。
従来の発電事業とは異なり、燃料を必要とせず、卸電力市場や需給調整市場、容量市場といった複数の電力市場で取引を行うことで、多角的に収益を上げることが可能です。

市場価格の変動をリスクではなくチャンスと捉え、戦略的な運用を行うことで高いリターンが期待できます。
また、電力インフラの安定化に貢献する事業モデルは、ESG投資の観点からも注目されており、企業の価値向上や株価への好影響も考えられます。
安定的な電力インフラへの投資対象として、今後ますますその存在感を増していくでしょう。

導入コストの負担を軽減する補助金制度の活用

蓄電所ビジネスへの参入を後押しする大きなメリットとして、国が提供する補助金制度の活用が挙げられます。
蓄電所の設置には高額な初期費用がかかりますが、経済産業省やその外局である資源エネルギー庁などが、導入コストの一部を支援する補助金制度を設けています。

これらの補助金を活用することで、事業開始時の財務的な負担を大幅に軽減し、投資回収期間の短縮や事業の採算性向上を図ることが可能です。
補助金の公募時期や対象要件は年度によって異なるため、常に最新の情報を収集し、事業計画に組み込むことが重要です。
制度をうまく利用することが、事業成功への近道となります。

蓄電所ビジネスを始める上での注意点とリスク

蓄電所ビジネスは将来性が期待される一方、参入にはいくつかの注意点とリスクが伴います。
太陽光発電のFIT制度のように長期間の固定価格買取が保証されているわけではなく、収益は電力市場の価格変動に左右されます。

また、事業化のプロセスも決して簡単ではなく、電力系統への接続手続きや高額な初期費用、各種規制への対応など、乗り越えるべきハードルが挙げられます。
これらのリスクを事前に理解し、対策を講じることが、事業を成功に導く鍵となります。

系統連系の手続きに期間を要する場合がある

蓄電所の開発において、最初のハードルとなるのが電力系統への接続、すなわち系統連系の手続きです。
蓄電所を設置するためには、地域の電力会社の送配電網に接続する必要があり、事前に「接続検討」の申し込みを行わなければなりません。
この検討プロセスでは、接続箇所の空き容量や技術的な課題が調査されますが、回答が得られるまでに数ヶ月から1年以上かかるケースも少なくありません。

特に、送電網に余裕がないエリアでは、連系が認められない、あるいは大規模な増強工事が必要となり、多額の費用と長期間の開発期間を要する可能性があります。
このため、事業計画を立てる際には、系統接続のプロセスにかかる時間を十分に考慮する必要があります。

設備導入にかかる高額な初期費用

蓄電所ビジネスを始める上での大きな課題は、設備導入にかかる高額な初期費用です。
事業用蓄電池やパワーコンディショナといった主要設備のコストは依然として高く、大規模なシステムを建設するには数十億円規模の投資が必要となります。
これらの設備費用に加えて、設置用地の取得や造成、建設工事にかかる費用も発生します。
特に、系統連系に有利で地価が手頃な適地を見つけることは容易ではありません。

初期投資を抑えるために、補助金の活用はもちろん、ファイナンスリースなどの導入形態を検討することも有効な手段です。
事業の採算性を確保するためには、これらの費用を精緻に算出し、慎重な資金計画を立てる必要があります。

電力市場の価格変動による収益の不確実性

蓄電所ビジネスの収益は、主に卸電力市場や需給調整市場などでの取引によって得られますが、これらの市場価格は常に変動しているため、収益が不確実であるというリスクを伴います。
特に、アービトラージ取引は電力価格の変動に直接収益が左右され、予測が外れれば損失につながる可能性も否定できません。
電力価格は、天候、燃料価格の動向、経済活動の状況、さらには再生可能エネルギーの導入量など、様々な要因に影響を受けます。

例えば、政府が目標とする2030年に向けた再エネ導入拡大や、2028年以降に見込まれる電力システム改革の進展など、長期的な市場環境の変化も収益に影響を与えるため、継続的な情報収集と分析が不可欠です。

蓄電所市場の今後の展望

日本のエネルギー政策において、再生可能エネルギーの主力電源化は重要な柱であり、それに伴い蓄電所の役割はますます重要になります。
政府は具体的な導入目標を掲げ、国内市場の拡大を後押しする計画を進めています。

企業の参入も活発化しており、今後、技術革新によるコスト低下も期待されることから、市場は着実に成長していくと予測されます。
世界的な脱炭素化の流れも追い風となり、日本の蓄電所市場は大きな可能性を秘めています。

国内における導入目標と市場の拡大予測

日本国内において、蓄電所市場は今後、本格的な拡大期を迎えると予測されています。
政府は、再生可能エネルギーの導入拡大に伴う出力変動を吸収するため、系統用蓄電池の導入目標を掲げ、その整備を推進しています。

特に、太陽光や風力発電の導入が先行している北海道や九州といったエリアでは、送電網の制約を解消し、再エネを有効活用するための手段として蓄電所への期待が高まっています。
これらの地域での先行的な導入を皮切りに、全国各地でプロジェクトが計画されており、関連する設備メーカーやサービス事業者を含め、市場全体の成長が見込まれています。

世界的な脱炭素化の流れが後押しする海外市場

蓄電所の需要は日本国内に留まらず、世界的な脱炭素化の流れを受けて海外市場でも急速に拡大しています。
各国で再生可能エネルギーの導入目標が引き上げられる中、電力系統を安定化させるための蓄電システムの導入が不可欠となっています。

特に、蓄電池の生産で世界をリードする中国や、大規模な再生可能エネルギープロジェクトが次々と進められているアメリカ、ヨーロッパでは、巨大な市場が形成されつつあります。
こうしたグローバルな市場の成長は、技術開発やコスト競争を促進し、日本の市場にも好影響を与えると考えられます。
海外の動向を注視することも、今後の事業戦略を立てる上で重要です。

まとめ

蓄電所ビジネスへの参入を検討する際には、収益モデルや市場性だけでなく、関連する法改正や規制への理解が不可欠です。
蓄電所の設置にあたっては、電気事業法に基づく保安規制があり、使用前自己確認の届出などが求められます。

また、蓄電池の種類や規模によっては消防法上の危険物施設に該当し、危険物保安監督者の選任や各種手続きが必要となる場合があります。
さらに、一定規模以上の開発では環境アセスメント（アセス）が義務付けられることもあり、事業計画の初期段階で確認が必要です。
これらの法規制は、安全な運営を確保するために設けられており、遵守すべき重要な事項です。
事業化にあたっては、必要な資格の有無や届出の要否を事前に調査し、適切に対応しなくてはなりません。