電気自動車は米国の電力網を救うかもしれない

カリフォルニア州は先月、 2035年からガソリン車の新車販売を禁止する規則を最終決定した。これは明らかに電気自動車の普及を加速させ、他州にも同様の措置を促すだろう（オレゴン州はすでにカリフォルニア州に追随している）。しかし、あまり知られていない点として、二酸化炭素を排出する自動車を廃止することは、米国の老朽化した電力網を強化することにつながる可能性がある。

自動車はもはや単なる移動手段ではなく、より広範なエネルギーインフラとますます一体化しています。EVがガレージにフル充電で停まっている場合（車は通常95%の時間駐車されています）、停電しても大容量バッテリーが照明を点灯し続ける機会を提供します。また、猛暑の際には誰もがエアコンを使いたがったり、極寒の際には暖房を使いたがったりして電力需要が急増した場合、電力会社は住宅所有者にバッテリーの余剰電力を支払う可能性があります。

これは双方向充電、あるいはV2G（Vehicle-to-Grid Charge）と呼ばれ、「真のゲームチェンジャーの一つ」だと、カリフォルニア州公益事業委員会の委員であるクリフォード・レヒトシャッフェン氏は述べています。「州内のすべてのEVがピーク負荷時に充電し、電力網に電力を供給すれば、巨大なバッテリーとして機能します。これらを活用することで、最も需要が高い時間帯における電力網への負担を大幅に軽減できる可能性があります。」

V2Gはまだ初期段階です。世界中に100以上のV2Gパイロットプログラムがありますが、そのほとんどはヨーロッパにあります。カリフォルニア州の実験は小規模な試験プログラムに限られています。しかし、より多くの自動車メーカーや充電器メーカーが双方向充電を提供しており、専門家はこのコンセプトが大規模に実現する可能性があると考えています。最近の推計によると、2030年までに世界で約2億台の電気自動車が道路を走る可能性があります。天然資源保護協議会（NRDC）の推計によると、カリフォルニア州だけでも2035年までに1400万台に達する可能性があります。もし地元の電力会社がこれらのバッテリーをすべて活用できれば、州内のすべての家庭に3日間電力を供給できるでしょう。

誰かが車を充電するためにプラグを差し込むと、交流電力が直流電圧に変換され、車のバッテリーに蓄えられます。もしオーナーが双方向充電器を持っているなら、その直流電力を再び交流電力に変換し、電力網に供給することができます。

双方向充電器は現在では普及しておらず、高価で、専用のハードウェアが必要になる場合が多い。しかし、自動車メーカーをはじめとする企業は、EVオーナーが電力網に貢献したり、電力を蓄電して自家用車に変換したりできるように、双方向充電器の導入を進めている。フォードの新型電気自動車「F-150」は、最大3日間の電力供給が可能で、気候変動に悩まされる未来のディストピアにおいて、大きなメリットとなるだろう。フォルクスワーゲンは、最新および今後発売予定のEVの双方向充電機能を大々的に宣伝している。日産は今月、米国で12年近く販売されている電気自動車「リーフ」向けに、初の双方向充電器を承認した。

しかし、電力網の新時代を切り開く上で、電力会社が最も大きな役割を果たすだろうと、天然資源保護協議会（NRDC）の上級弁護士マックス・バウムヘフナー氏は述べている。EVドライバーに電力網への貢献を促す簡単な方法の一つは、「時間帯別料金」の提供だ。これは、例えば多くの人が寝ている夜など、電力網への負担が少ない時間帯に充電することで、オーナーにとってより安価な料金設定を可能にする。バウムヘフナー氏は、こうした料金制度が10年間成功を収めてきたことを踏まえ、「人々に少し刺激を与えれば、彼らは反応するだろう」と結論づけている。こうした戦略は、電力会社が既に支払っているインフラをより効率的に活用し、改修を回避できるようにすることで、電力網利用者全体のコスト削減につながる可能性がある。

課題は標準化だと、電力会社サザンカリフォルニアエジソンの顧客プログラム・サービス担当副社長、ケイティ・スローン氏は語る。バッテリーの電力を送電網に送り返す人が増えるにつれ、様々なEVと充電システムが技術的に統合されれば状況は改善するだろう。「太陽光発電業界で見てきたものと非常に似ています」とスローン氏は言う。「当時は、一方通行の電力供給から、家庭間で双方向の電力供給が実現する初めての事例でした」。同様に、自動車メーカー、充電会社、電力会社は、ガレージに放置されたEVバッテリーを活用するために協力する必要がある。

では、これは顧客にとってどのように機能するのでしょうか？ 例えば、電力会社はEVオーナーに対し、猛暑の際にバッテリーを提供するよう要請するかもしれません。「参加しているお客様は、自分の車がいつ電力供給を求められるかを把握しています」と、憂慮する科学者同盟（Union of Concerned Scientists）のクリーン輸送プログラム担当シニア車両アナリスト、サマンサ・ヒューストン氏は言います。「たとえ1日前であっても、そのような事態が発生する可能性があることをお客様に事前に知らせておくことは非常に役立ちます。」

これは、メールやアプリ、あるいは車両のダッシュボードに表示される通知を通じて行われる可能性があります。例えば、街を離れるためにEVをフル充電する必要があると予想される場合など、顧客は必要に応じて特定のイベントをオプトアウトできる必要があります。（テスラは、ピーク需要時に電力網に電力を供給する家庭用バッテリー「Powerwall」向けに、同様のオプトインプログラムを提供しています。）

今月、記録的な熱波が襲った際、カリフォルニア州当局は、EVのプラグを抜くなど、不要なエネルギー使用をやめるよう住民に毎日送られるテキスト警告に住民が応じたことで、計画停電を回避できたと評価した。しかし、こうしたEVは所有者の自宅に電力を供給するためにも使用でき、電力網全体の需要を減らすことができる。「EVは、停電を顧客にとって意識させないという概念を提供できると考えています」と、カリフォルニア州の大手電力会社パシフィック・ガス・アンド・エレクトリックの事業開発および顧客エンゲージメント担当副社長、アーロン・オーガスト氏は語る。つまり、停電が発生した場合、自宅は気づかれることなくバッテリー電源に切り替えることができるはずだ。「EVは移動可能な発電所です。適切な構成であれば、一度に何時間もの停電を乗り切ることができます」。

現在、カリフォルニア州の電力会社は小規模V2Gの実験を開始しています。今年の夏、サンディエゴ・ガス＆エレクトリックは、V2G技術企業Nuvveと地元の学区と共同で、スクールバス8台にバッテリーを接続する5年間のパイロットプロジェクトを開始しました。このバッテリーの利点は、その巨大なサイズと利用方法にあります。スクールバスは一定のスケジュールで子供たちを送迎するため、バッテリーを空けておき、予測可能な時間に電力を送電網に送り返すことができます。

「あれらはただの車輪の付いたバッテリーですよね？」と、サンディエゴ・ガス＆エレクトリックのエネルギーイノベーション担当副社長、ミゲル・ロメロ氏は言う。他の大型商用車のフリート運営者も同様のV2Gプログラムに参入できる可能性がある。「特定の駐車場に大量の電力を蓄え、そこからエネルギーを回収するというのは、より大規模で、より良い提案になりつつあると思います」とロメロ氏は言う。

V2Gがカリフォルニア州全体に導入されれば、電力系統の柔軟性が向上します。特に、人々が帰宅してエアコンをつける午後遅くに需要が急増する猛暑時には、V2Gが重要になります。電力会社はこの需要急増をかなり正確に予測していますが、電力供給とのバランスを取るのは依然として困難です。特に、太陽光発電の生産が減少する午後遅くには、電力供給が減少するためです。

カリフォルニア州の毎日の省エネ警報は効果を発揮したが、気候変動によって異常気象がますます激化している中で、熱波への対策としてはやや大まかな方法​​だ。「非常に粒度が粗く、非常にデリケートな問題に大打撃を与えるものです」と、カリフォルニア大学サンディエゴ校エネルギー研究センター所長のジャン・クライスル氏は語る。「この方法で人々にインセンティブを与えることはできますが、10分や30分といったより短い時間スケールで電力負荷を調整する有効な手段は他にありません。こうした小さな変動は、電力網にとって非常に大きな影響を及ぼすのです。」

一方、広範囲にわたるV2Gを活用すれば、電力会社は需要の急増に対応するための、はるかに洗練されたツールを手に入れることができます。トラック運転手が一日の終わりに電気自動車を駐車場に停めておくと、送電網運営者は需要が急増した瞬間にそれらのバッテリーを活用できます。一方、住宅所有者はEVバッテリーを自宅の電力供給に利用したり、余剰電力を送電網に売却したりすることができます。「料金が支払われれば、彼らは喜んでそうするでしょう」とクライスル氏は言います。「そうすれば、今よりもはるかに優れた方法で送電網を微調整できるようになります。」