日本語タイトル:9地域電力市場モデルを用いた原子力発電所の総脱落と部分脱落が電力価格と地域間送電に与えた影響と火力発電による補完の効果分析

Nuclear Power Plants Shutdown and Alternative Power Plants Installation: A nine-region spatial equilibrium analysis of the electric power market in Japan

執筆者 細江 宣裕  (政策研究大学院大学)
発行日/NO. 2014年12月  14-E-069
研究プロジェクト 原発事故後の経済状況及び産業構造変化がエネルギー需給に与える影響
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概要

本研究では、9地域電力空間均衡モデルを用いて、(1)原子力発電所がすべて、ないし、沸騰水型のみ、高齢機のみが利用できなくなることで電力価格と地域間送電パターンがどのような影響を受けるかを計量的に明らかにする。その上で、(2)脱落したものと同じだけの出力を持つガスタービン複合火力発電所を代替電源として導入することを考え、これが、上昇した電力価格を抑制する効果や、送電線の混雑を緩和させる効果を測る。すべての原発が利用できなくなると、平均して1.5-3円/kWh程度の価格上昇が発生する。ただし、この効果は、地域や時間帯(ピークとオフピーク)で大きく異なる。火力発電所を増設することで、この価格上昇幅を北海道以外の地域では1円/kWh以下に抑えることができる。原発の脱落も火力の増設も、地域間の電源構成をより均質化するために地域間送電が減少して、送電線混雑は元の状態よりも少なくなる。脱落する原発が、沸騰水型や高齢機だけというように部分的である場合には、そもそも与えられるショックがより小さくなるために、こうした価格上昇の効果もより小さくなる。最終的に、電源の地域的偏在によって地域間送電が大きく増加することにはつながらない。



概要(英語)

After the Great East Japan Earthquake and the subsequent nuclear accident, nuclear power stations no longer can be presumed to be perfectly safe and thus hardly can be allowed to restart in Japan. In this study, we develop a nine-region spatial equilibrium model of the Japanese power market and simulate two-part situations: (a) none of the nuclear power plants can operate any longer and (b) gas turbine combined cycle (GTCC) power plants are installed to fully cover the lost capacity of the nuclear power plants. If all of the nuclear power plants are shut down, average power prices would rise by 1.5-3 yen/kWh. By replacing that lost capacity with the GTCC power plants, we could compress the average price rise by as high as 0.5-1.5 yen/kWh compared with the status quo. Their impact, however, would differ by region on the basis of the share of nuclear power in their plant portfolios. When nuclear power is fully available, inter-regional transmission is mainly driven by the abundant base-load capacity, including nuclear power, at night. After the nuclear power plant shutdown, regions with abundant nuclear power capacity would not be able to afford to sell their power to other regions, causing less serious congestion at the inter-regional transmission links. The installation of GTCC power plants would make the plant portfolios more similar among regions and reduce inter-regional transmission further, which would very rarely cause congestion. When we assume only boiling water reactors or old plants are shut down, the results indicate less serious impacts.