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【図表はまだ入れていない】

第8章　EVとスマートグリッド

1．EV（電気自動車）
1-1　EV車のもたらす社会変化
世界中で地球温暖化が叫ばれている中、ハイブリッド車(HEV: Hybrid Electric Vehicle)や電気自動車(EV:Electric Vehicle)、プラグインハイブリッド車（PHEV: Plug-in Hybrid Electric Vehicle）のような低炭素負荷自動車が注目されている。これら自動車は既存のインフラの一部変更で、現在の技術で普及可能な技術であり、充電容量を大型化した蓄電池を搭載し、系統電源から充電をすることでガソリン等の化石燃料の使用を減らすことができる。

運輸部門は我が国の経済セクター別最終エネルギー消費の24.8％ を占め、このことから自動車部門において、低炭素負荷自動車の普及は温室効果ガス排出削減に対して大きな効果を与えると期待されている。

　　　　　出所：経済産業省／EDMC「総合エネルギー統計」2010
図1　2008年度の分野別の最終エネルギー消費のCO2排出量

2008年度の最終エネルギー消費のCO2排出量のうち、運輸部門が23.7%である。このうち旅客用運輸は15.9%であり、このうち半分でも電気自動車はプラグインハイブリッドに代替できればCO2排出量を大幅に削減することができる。
　EV、PHEVはスマートグリッドの中でも重要な役割を持つことになる。これはEVもしくは
PHEVが各家庭では蓄電池の役割を果たすことになり、これにより送電網の負荷調整ができる
ことである。これはV2G（Vehicle to Grid）とよばれ、PHEV車両に搭載するバッテリーを充
放電することで電力系統の需要バランスをとる考え方である。これがうまくいけばEVやPHEV
の顧客は電力をオフ・ピークの安い時間帯に購入・蓄電することで、夜間充電の負荷を減らし、
ピークの高い時間帯に売電することができるようになる。これによりEVやPHEVを購入した
後、より早い期間で回収することができるようになる。
米国のデラウェア大学等でも研究が進められており、これはEVもしくはPHEVを電力料金に応じてグリッドへ売ったりグリッドから購入したりする需要に対応したシステムに組み込んだものである。
　これら低炭素自動車の将来の普及予測では、各研究機関において予測値は異なる。環境省「次世代自動車普及戦略」によると2020年のHEVは112万台、PHEVは35万台、
EVは25万台としている。
野村総合研究所が2010年5月に発表した2020年までのエコカー販売市場予測によると、2020年度にはHEVが1099万台、PHEVが140万台、EVが75万台と環境省(2009)の予測に比べて大幅に上方修正している。政府支援策等を考慮すると、EV販売市場は2020年に155万台にまで拡大する可能性があるとしている。

　　出所：環境省(2009)　「次世代自動車普及戦略」　P154
図2　低炭素自動車の日本における販売予測（環境省）

　　出所：野村総合研究所

図3　低炭素自動車の日本における販売予測（野村総研）

表１は環境省の研究会（2009）による2050年までの次世代自動車の普及予測である。2050年には次世代自動車は保有台数ベースでも54％を占めるとの予測を示している。

表１　日本におけるEV及びPHEVの販売・普及予測（環境省）
(万台)

　　　　　　出所：環境省(2009)　「次世代自動車普及戦略」　P154

　また、橋本その他５名(2007)では2030年の日本においては内燃機関の車は20%に過ぎず、80%はPHEVであると仮定しているが、経済産業省(2010)によると表２のように、2030年には電気自動車とプラグインハイブリッド車を合計しても20-30%としている。

表２　2020~2030年の乗用車車種別普及目標
2020年 2030年
従来車 50～80% 30～50%
次世代自動車 20～50% 50～70%

ハイブリッド自動車 20～30% 30～40%
電気自動車
プラグイン・ハイブリッド自動車 15～20% 20～30%
燃料電池自動車 ～1% ～3%
グリーンディーゼル自動車 ～5% 5～10%
出所：経済産業省(2010)　「次世代自動車戦略研究会　次世代自動車戦略」

表３は世界の主要各自動車企業による低炭素自動車である。各社によってバッテリー搭載量と航続距離は異なることになる。

表3　世界の主要自動車各企業による低炭素自動車
地域 会社 車名 発売日(Q:Quarter) Battery Capacity(kWh) 航続距離
日本 日産 リーフ 2010年3,4Q 24 160km
トヨタ FT-EV 2012年 9 90km
トヨタプラグインHV unknown 2.63 23.4km
三菱 i MiEV 4月10 16 160km
Subaru プラグイン・ステラ 2009年7月 9 90km
慶応大学 エリーカ unknown 31 200km
欧州 BMW ミニE 3rd 7月 2009 35 100miles(160km)
メルセデス
ベンツ Vito 2010 32 130km
プジョー iOn(三菱i MiEVのプジョーver) 2010年末 16 160km
米国 クライスラー GEM 2009年 7.0 (6 sets×12V)
or 10.0 (9 sets×8V) 30miles (48km)
Or
40miles (64km)
GM ボルト 2010年3Q 8 out of 16.0
(理論値) 40miles(64km)
テスラ ロードスター 17th Mar 2008 53 233miles (393km)
出所:トヨタhttp://www.evcar.biz/m/catalog/ft-ev2.php, http://www.toyota.co.jp/jp/news/07/Jul/nt07_037.html
三菱http://vitz1f.ninja-x.jp/ev/EV.htm
富士工業http://www.fhi.co.jp/contents/pdf_53664.pdf
慶応大学http://www.eliica.com/
BMWhttp://www.miniusa.com/minie-usa/
ベンツhttp://www.daimler.com/dccom/0-5-633234-1-1271966-1-0-0-0-0-0-16694-0-0-0-0-0-0-0-0.html
プジョーhttp://www.treehugger.com/files/2009/09/ion-electric-car-peugeot-mitsubishi-imiev-ev.php
クライスラーhttp://www.gemcar.com/quotes/default.asp?ID=455
GMhttp://gm-volt.com/2007/08/29/latest-chevy-volt-battery-pack-and-generator-details-and-clarifications/
テスラhttp://www.teslamotors.com/display_data/TeslaRoadsterBatterySystem.pdf

1-2．EVの普及のインパクト
　低炭素負荷自動車の普及は、自動車自体から排出する炭素量を減少させると共に、これまで使っていた液体燃料（ガソリン等）を電力化するため、全国の（特に夜間の）電力需要量が増え、電力需要構成（電力負荷パターン）を大きく変えることになる。しかし、これに対応するための電源の選択によっては、特に石炭などの化石燃料を増やした場合は、逆にCO2が増加することになる。

1-2-1.先行研究
EV、PHEVの想定される充電パターンは本来、自家用車と商用車（バス、トラック）で異なり前者は1:00－6:00の安い深夜電力を用い（緊急時は町のcharging station）、後者は深夜のみならず昼間でも充電される。ORNL Review (2008)はPHEVの米国での普及について2020年と2030年に対してそれぞれの地域に7つのシナリオを当てはめて予測した。それぞれのシナリオで彼らはPHEV車はpm5時(夕方)かpm10時(深夜)に充電が開始されフルチャージするまで待たれると推定した。また、このためほとんどの地域で追加電気容量を建設しなければならず、もしくはpm5時に充電するシナリオではPHEVによる追加電気需要に見合うように需要応答に頼るしかないと結論付けた。PHEVが車両のうちの多くのシェアを占め、それ故により多くの電気システムが必要となる2030年までには、こうした必要性は危機的なものになるであろうとしている。
Uhrig(2005)は、PHEVの幅広い導入と利用によって、同等の一般車両、軽トラックと比べて性能や操作性を著しく落とすことなくガソリンや軽油を生み出す石油の使用を50-75%削減することができるとしている。また200基の1000MWe規模の原子力なり他の非汚染発電所を建設しなければならないこと、また電力を供給するためには、新たな変換、送電ラインや発電所(substation)が必要になると指摘している。
次世代の自動車システムが普及した場合の日本におけるCO2削減効果及びEV、PHEVがどの程度負荷低減に寄与するかについての研究としては、橋本　他(2007)、篠田　他(2007)、日渡他(2006)等がある。Yamaji et al (2008)では日本におけるPHEV車の導入パターンをより詳細に分析している。これはEV用のバッテリーがまだ高価であろうことを想定している。日渡その他(2006)はPHEVの走行パターンを用いてPHEV導入時の日本における電力需要の算出をしている。日本の全車両約8000万台にPHEVが普及した場合、その充電に必要となる電力は96km電気走行可能なPHEVで年間793億kWh、深夜充電を行うとしてベースロードは30,000MW増加するとした。

1-2-2.低炭素自動車導入によるインパクト計算
(1) 低炭素自動車導入による追加電力設備

日産のEV（リーフ）を以下の事例で、同車が100万台導入された場合の追加必要電力設備を計算を試みる。搭載Battery capacityが24kWhのため、これを5時間で充電するとした場合、充電設備には充放電効率を加味して 6.4(kW)が必要となる。
1km走るのに必要な電力量は0.15kWh (＝24kWh/160km)。充放電を含めたＥＶ効率を75%と仮定すると1km走るのに必要な充電電力量は0.2kWh/km= となる。
1日33.3km走るには6.66 kWhの消費電力で、365日(12,000km)では2,400kWhが必要となる。
100万台のEVでは100万台×2,400kWh=2,400,000MWhが必要。深夜(5時間×365日)で充電すると仮定すると1,825時間充電が必要となる。所要電力は、2,400,000/1,825=1,315(MW)必要となる。

ちなみにこれが三菱のi-mieVであると、1km走るのに必要な電力量は0.1kWh (＝16kWh/160km)
搭載バッテリーが16kWhで5時間充電を仮定すると、充電設備には充放電効率を加味して ＝4.3(kW)が必要となる。
1km走るのに必要な充電電力量は先と同様の計算で0.133kWh/km= となる。
所要電力に関しても先と同様の計算をすると所要電力は、(0.133kWh×1000km×12ヵ月×100万台)/(5時間×365日)=875MW必要となる。

　トヨタプラグインハイブリッド車 は1日の走行距離33.3kmのうち、EV-modeでの走行可能距離は23.4km、搭載バッテリーは13Ah x 202V=2.63kＷhである。これより、EVモードでのkmあたりの所要電力は充放電効率を75%とすると、0.15kWh= となる。所要電力は(0.15kWh×23.4km×365日×100万台)/(5時間×365日)=702MW必要となる。
ガソリン1リットルの低位発熱量(LHV)は約34,600kJ であるとして、これを電力量に換算すると約9.6kWhとなる [34,600kJ/3,600(kJ/kWh)]。
ガソリン車のエンジン効率を30%と仮定すると、1リットルのガソリンでエンジン出力は9.6kWh×30(%)=2.88kWhとなる。
ガソリン乗用車は1リットルで16km走るとすると1km走るにはガソリン0.0625リットル（=0.96kWh）が必要である。
1km走るのに必要なエンジン動力は0.18kWhとなる (=2.88kWh/16km=0.18kWh/km)。
1日33.3km走るとすると、6.0 kWh/日 (= 0.18 x 33.3)の消費電力となる。尚1台が365日走るとすると、必要なガソリンは750リットル(=1000km/月×12ヵ月÷16km/l=750 liter)で、100万台の場合は750(100万リットル)が必要となる。

(2)低炭素自動車導入のCO2排出量に与える影響
EPRI（2001）は、PHEVは通常のガソリン車に比べて50％以上の燃費の向上が可能であり、かつ環境負荷低減についてもNOxやCO2を大幅に削減できるとしている。

100万台の低炭素自動車が走る際のCO2排出量を計算し比較してみる。
EV車に関しては電気事業連合会の資料で用いている電力の使用端CO2 排出原単位として0.373kg-CO2/kWh という数値を用い、これに年間充電に必要な電力量kWhに0.373kg-CO2/kWhを乗ずることにより算出した。尚本試算ではEVは走行中はCO2排出は無いが、電気自動車であってもその充電を行う電力を作るのに使用するのに伴い発生することから、CO2排出量を求めた。風力や太陽光などの自然エネルギーで充電すればゼロになる。
トヨタPHEVについてはEVモードの航続距離が23.4km であること、また燃費がJC08モードで32.6km/l であることより、トヨタPHEV車100万台が1日33.3ｋｍ走るのに必要な電力(Mh)及び、ガソリンの消費量(KL)はそれぞれ、(0.15kWh/km×23.4km×100万台×365日)÷(5時間×365日)=702MW、9.9km(これは33.3km-23.4m)×365日×100万台÷32.6km/l=110,000klとなる。
IPCC ではガソリン・軽油のDefalt値として74.1ton-CO2/TJ という数値を用いているので、これから74.1g-CO2/MJとなる。Litreあたりに計算すると74.1g-CO2 x 34.6MJ = 2,546ｇ－CO2/Litre =2.55kg/Litreとなりこの数字を用いた。排出量は年間消費ガソリン量に2.55kg-CO2/litreを乗ずることにより算出した。
1台が1km走る際のCO2排出量を比較してみる。ガソリン車は1km÷10km/l×2.55kg/l=255gとなる。EV車は日産リーフが表1で「1km走るのに必要な電気量」を求めてあるので、0.373kg-CO2/kWhをかけて0.2kWh×0.373kg-CO2/kWh =74.6g、三菱i-mieVについては0.133kWh1×0.373kg-CO2/kWh =49.6gとなる。
　トヨタPHEVはEV航続距離が23.4kmであるので1日に走る距離を50kmとして、50km走る際のCO2排出量を求め、その値に(1km/50km)をかけることにした。まず50km走った際の排出量は23.4km×0.15kWh/km×0.373kg-CO2/kWh(EV)+26.6km÷32.6km/l×2.55kg-CO2/litre=3.39kg。これに1/50をかけると3.39kg×1000÷50=67.8gと求まる。

　(3).車種別費用計算
　次にそれぞれの車種について1km走るのにかかる費用を考えてみる。
ガソリン車については燃費を16km/l、ガソリンが148円/lとすると、1km÷16km/l×148円/l=9.25円となる。
　電気自動車についても先と同様に表1の「1km走るのに必要な電気量」に対し、それぞれ電気代9.17円/kWhをかけることで、日産リーフについては0.2kWh×12円/kWh=2.4円、三菱i-mieVについては0.133kWh×9.17円/kWh=1.22円と求めることができる。
　最後にトヨタPHEVであるが、トヨタPHEVはEV航続距離が23.4kmであるから、まず1日33.3km走った時の費用を算出した後に、(1km/33.3km)をかけることで求めた。1日33.3km走ったときの費用は23.4km×0.15kWh/km×9.17円/kWh（EV）+　9.9km÷32.6km/l×148円/l（ガソリン）＝ 32.19円＋44.94円＝77.13円となる。これに(1km/33.3km)をかけることで77.13円×(1km/33.3km)=2.32円となる。
　このように走行距離が同じ場合、EVはガソリン車（燃費リッター16km）に比べCO2の排出量は20‐30%程度となる。

表４　各炭素自動車が100万台普及した場合の所要追加電力容量(MW)及びCO2排出量及び1kmあたりのコスト比較
トヨタPHEV 日産リーフ 三菱i-mieV ガソリン車 ハイブリッド車
搭載バッテリー 2.63kWh(※注1) 24kWh 16kWh
1回の充電での走行距離 23.4km 160km 160km
充電時間 1.5時間(200V)
5時間(※注3) 5時間（深夜） 5時間（深夜）
充放電効率 75% 75% 75% 30% (エンジン効率)
1リットルのガソリンでのエンジン出力：2.88kWh(9.6kWh×30%) 1リットルのガソリンでのエンジン出力：3.26kWh=1/(0.23/0.75)
(参照表参照）
燃費(km/l) 1リットルでの走行距離：16km 1リットルでの走行距離：35.5km
1日走行距離(km) 33.3
(うち23.4kmがEVモード使用、残り9.9kmがリンモード使用) 33.3km 33.3km 33.3km 33.3km
1km走るのに必要な電力量 (kWh) 0.15=
0.2=
0.133=
1/16リットル×2.88kWh
=0.18 kWh 1/35.5×3.26=0.092kWh
1日分：33.3km走るのに必要な消費電力量 3.51kWh/日
(23.4km）
(ガソリンは0.3リットルが必要) 6.66kWh/日 (33.3×0.2) 4.43kWh/日 (33.3×0.133) 6.0kWh/日
(33.3×0.18 kWh)
（ガソリン2.08リットルが必要） 3.1kWh/日
(33.3×0.092kWh)
(ガソリン0.938リットルが必要)
1ヶ月：
1000km走るのに必要な消費電力 0.15×1000=150kWh
（ガソリンは9.1リットル必要） 0.2×1000=200kWh 0.133×1000=133kWh 0.18×1000＝180kWh
(ガソリン62.5リットル必要) 0.092×1000=92kWh
（ガソリン28.2リットル必要）
100万台充電に必要な電力設備(MW) (0.15kWh×23.4km×365日×100万台)/
(5時間×365日)=702MW
(ガソリンは110リットル必要)
（100万台ではガソリン110,000klが必要） (0.2kWh×1000km×12カ月×100万台)/
(5時間×365日)=1315MW (0.133kWh×1000km×12ヵ月×100万台)/
(5時間×365日)=875MW
1台では365×6.0 kWh
=2,190kWh必要
（ガソリン750リットルが必要）
（100万台ではガソリン750,000klが必要） 1台では365×3.1 kWh
=1,131.5 kWh必要
（ガソリン338リットルが必要）
（100万台ではガソリン338,000klが必要）
100万台の CO2排出量 （電力）
702MW×1,825h x 0.373kg- CO2/kWh =477,869t
（ガソリン）110,000kl×2.55kg/Litre =280,500t
（総排出量）477,869t + 280,500+477869
t = 758,369t 1315MW x 1,825h x 0.373kg-CO2/kWh =895,153t 875MW×1,825h x 0.373kg- CO2/kWh=595634t 750,000kl×2.55kg/Litre =1,912,500t 338,000kl×2.55kg /Litrre=861,900t
1台が1km走る際のCO2排出量 1km×(23.4km/33.3km)×0.15kWh×0.373kg- CO2/kWh
+
1km×(26.6km/33.3km)÷32.6km/l×2.55kg/Litre
=0.067798kg
=67.9g 0.2kWh×0.373kg-CO2/kWh =0.0746kg=74.6g 0.133kWh×0.373kg-CO2/kWh =0.0496kg=49.6g 1km÷16km/l×2.55kg/Litre=0.159kg
=159g 1km÷35.5km/l×2.55kg/Litre=71.8g
1km走るのに必要な費用(円) 1km×(23.4km/33.3km)×0.15kWh×9.17円/kWh
+
1km×(9.9km/33.3km)÷32.6km/l×148円/l
=0.97円+1.35円
=2.32円 0.2kWh×9.17円/kWh=1.8円 0.133kWh×9.17円/kWh=1.22円 1km÷16km/l×148円/l=9.25円 1km÷35.5km/l×148円/l=4.17円

(4).低炭素自動車導入の2050年における設備容量、CO2のインパクト

表5は環境省研究会(2009)次世代自動車の普及戦略予測に基づき2020年、2030年、2050年のEV車、PHEV車の保有台数をもとに必要電力設量とCO2排出量を計算したものである。EV軽自動車に関しては必要電力設備量(MW)は0.133kWh/km・台×1000km/月×12ヶ月×（台数）÷(5時間×365日)÷1000kWh/MW、CO2排出量に関しては49.6g/km・台×1000km/月×12ヶ月×(台数)÷1012g/百万トンで求めた。
EV乗用車に関しては0.2kWh/km・台×1000km/月×12ヶ月×（台数）÷(5時間×365日)÷1000kWh/MW、CO2排出量に関しては74.6g/km・台×1000km/月×12ヶ月×(台数)÷1012g/百万トンで求めた。
ガソリンPHEV乗用車に関しては0.115kWh/km・台×23.4km/日×365日×（台数）÷(5時間×365日)÷1000kWh/MW、CO2排出量に関しては67.9g/km・台×1000km/月×12ヶ月×(台数)÷1012g/百万トンで求めた。
2008年の日本のCO2排出量が1137.5(百万トン)であることから、2050年における低炭CO2排出量12.58(百万トン)は1.1%を占めることになる。これにはEV,PHEVを導入することで使用される電力量の増加分も含まれている。
また、2050年における必要追加電力量(MW)は14,626MWとなり、 2008年度の日本の発電設備能力277,671MW の5%を占めることになる。

表5：各年保有台数による必要電力設備量及びCO2排出量
検討車種 2020 2030 2050
保有台数(万台) 必要電力設備量(MW) CO2排出量（百万トン） 保有台数(万台) 必要電力設備量(MW) CO2排出量（百万トン） 保有台数(万台) 必要電力設備量(MW) CO2排出量（百万トン）
EV軽自動車 i-mieV 140 0.2kWh/km・台×1000km/月×12ヶ月×140万台÷(5時間×365日)÷1000kWh/MW =1224 49.6g/km・台×1000km/月×12ヶ月×(台数)÷1012g/百万トン=0.83 ¬¬¬¬¬¬¬380 ¬¬¬¬¬¬0.2kWh/km・台×1000km/月×12ヶ月×380万台÷(5時間×365日)÷1000kWh/MW =3323 ¬49.6g/km・台×1000km/月×12ヶ月×(台数)÷1012g/百万トン=2.3 550 ¬0.2kWh/km・台×1000km/月×12ヶ月×550万台÷(5時間×365日)÷1000kWh/MW =4910 49.6g/km・台×1000km/月×12ヶ月×550万台÷1012g/百万トン=3.27
EV乗用車 リーフ 67 0.2kWh/km・台×1000km/月×12ヶ月×67万台÷(5時間×365日)÷1000kWh/MW =881 74.6g/km・台×1000km/月×12ヶ月×(台数)÷1012g/百万トン=0.60 210 0.2kWh/km・台×1000km/月×12ヶ月×210万台÷(5時間×365日)÷1000kWh/MW =2762 74.6g/km・台×1000km/月×12ヶ月×(台数)÷1012g/百万トン=1.9 330 0.2kWh/km・台×1000km/月×12ヶ月×380万台÷(5時間×365日)÷1000kWh/MW =4340 74.6g/km・台×1000km/月×12ヶ月×(台数)÷1012g/百万トン=2.95
ガソリンPHEV乗用車 トヨタ 130 0.115kWh/km・台×23.4km/日×365日×（台数）÷(5時間×365日)÷1000kWh/MW =913 67.9g/km・台×1000km/月×12ヶ月×(台数)÷1012g/百万トン=1.06 500 0.115kWh/km・台×23.4km/日×365日×（台数）÷(5時間×365日)÷1000kWh/MW =3510 67.9g/km・台×1000km/月×12ヶ月×(台数)÷1012g/百万トン=4.1 780 0.115kWh/km・台×23.4km/日×365日×（台数）÷(5時間×365日)÷1000kWh/MW =5476 67.9g/km・台×1000km/月×12ヶ月×(台数)÷1012g/百万トン=6.36
合計 N/A 337 3018 2.49 1090 9595 8.2 1660 14626 12.58

表(参考)　通常車とハイブリッド車の出力比較
通常の車 プリウス
燃費率 g/kWh 260g/kWh 230g/kWh
ガソリン発熱量(KJ) 34600× ＝12000kJ
346000× ＝10611kJ
熱効率(%) =30%
=33.9%
(*)エンジン定格出力での最大熱効率で実験の運転時は定格よりもかなり低いところで運転するので、熱効率はかなりおちる。
1litreあたりの出力(kWh) =2.88kWh
＝3.26kWh

注1:ガソリン比重は0.75-0.78のため本計算では0.75とした。ガソリン1リットルは750gとなる。
注2:ガソリン1リットルの低位発熱量(LHV)は約34600kJとする
注3:1kWh=3600kJ

1－5　EV普及に関する課題
EV普及に関する最も大きな問題は本格的にEV車が普及した場合の、その急速充電に関わる送電線や変圧器に関わる投資負担であろう。これは日経産業新聞2010年3月16日版でも指摘されているように、東京電力大型発電所は新潟の板崎刈羽原発や、青森の東通原発、福島の第一・第二原発など大型発電所は遠隔地に立地しており、そこから高圧電線で都市に運ばれている他方で、東京都市部は細かい送電線が張り巡らされていることから、一斉に急速充電が始められ、本稿での試算のように東京電力の60,000MWの設備容量のところに、ある時間帯に10,000MW級の最大需要が追加発生した場合、たちまち停電が発生することになるであろう。これについてはまた電力会社と自動車会社、ユーザーの間での本格的な議論がなされていないのが現状である。

1－6　低炭素自動車の競争関係
　図4にあるようにGM、フォードはもとより、HV（ハイブリッド）推進するトヨタ、ホンダ、EVを推進する日産、三菱も足元の収益状況は悪い。リチウムイオン電池など環境技術と、急速に使える新興国市場を確保したメーカーグループがまず生き残ることになる。
売上高下位の目メーカー、マツダはトヨタよりハイブリッド技術の供与を受けるも、三菱自動車はプジョーグループと技術提携を行った。またスズキはVWグループに入り、資本・技術提携を行い、ハイブリッド技術の供与をうけることになった。ダイムラーは日産・ルノーグループと資本・技術提携を行うことになった。
このようにコストのかかる低炭素自動車技術開発のため資本・技術力を持った企業グループ間の競争は、ますます苛烈になるであろう。

換算レート：1ドル＝103円、1ユーロ＝152円、100ウォン＝9円、1元＝14円
出所）各社決算短信、アニュアルレポートより（トヨタ・日産・ホンダ・マツダ・スズキ・三菱は2009年3月度。ポ　　
　　　ルシェは2008年7月度。
第一汽車は2007年12月度。その他は2008年12月度。）
注1．ポルシェは株式の取得に関わる収支を除いた数値を使用。
注2．第一汽車は税引き前純利益を使用。
図4　自動車業界の戦略ポジショニングマップ

　
2．スマートグリッド
2－1　スマートグリッドの定義
　経済産業省の定義では「スマートグリッド」とは「電力の需給両面での変化に対応するために、ＩＴ技術を活用して効率的に需給バランスをとり、電力の安定供給を実現する次世代型の電力送配電網」とされている。（「次世代エネルギー・社会システム協議会について」平成２１年１１月　資料4）スマートグリッドでは、従来は電力会社などのエネルギー供給者が担ってきた調整機材の一部を需要サイドで担うポテンシャルが生じる。（「次世代エネルギー・社会システム協議会について」平成２１年１月　資料3）

資料：日本経済新聞　2009年12月31日を参考に筆者作成
図4　スマートグリッドの概念図

同資料でも紹介されているが、スマートグリッドの定義は、地域や企業によって狙いは異なるとされている。米国では送電インフラに更新投資をしてこなかったため、更新投資をする必要があった。またEUでは再生可能エネルギーを大幅に拡充するため、その変動に対応するための手段として導入されている。日本型スマートグリッドも再生可能エネルギーが導入されても安定提供を行えるようにすることが目的である。同資料で指摘されているように、太陽光といった再生可能エネルギーは、それが大量に導入されると、配電網の電圧上昇による逆潮流の困難化や周波数の調整力の不足といった問題が生じる。こうした中で系統を安定化することが求められているのである。（「次世代エネルギー・社会システム協議会について」平成22年1月　資料4）米国などの先進国では負荷曲線が変わるのは、デマンド・レスポンスなどによる。他方、日本や欧州は再生可能エネ大量導入による供給曲線の変化を需要側で吸収（蓄電池や需要誘導など）するものという認識である。
　米国の電力会社では停電を減らす信頼性向上を目的として落雷による断線など異常をセンサーで検知して電力を迂回させることのできる制御ネットワークを構築することで停電時間を大幅に減少させることが内容である。米国やイタリアなどの電力会社では電気料金の着実な回収を目的として賢い電力計（ｽﾏｰﾄﾒｰﾀｰ）を各家庭に設置し、未払い・不払いの顧客の電気を遠隔操作で自動的に遮断することで電気料金を着実に回収する。Google、IBM、GEなどの米国企業や欧州の電力会社メーカーでは再生可能エネルギーの大量導入と電気自動車充電インフラの整備を目的として供給変動にあわせて自動的に稼働状態を調整できる家電（エアコンや給湯器など）や蓄電装置（電気自動車を含む）を導入することで、太陽光や風力など天候によって発電量が変動する電源を巧みに利用する。日本では家庭の太陽光発電を積極的に活用するため電圧調整装置や変圧器の増設を目的とする。（「次世代エネルギー・社会システム協議会について」平成２１年１１月　資料4より、抜粋）
表4　欧米、日本、発展途上国のスマートグリッド比較
アメリカ ヨーロッパ 日本 中国・インド
きっかけ 発・送電設備のインフラ不足
大停電事故 風力発電の大量導入
大停電事故 太陽光発電の大量導入 ・電力の安定供給
・電力ロスの防止
・電力品質の向上
対象 需要家を含む配電系が中心（マイクログリッドも含む） 送電系と需要家を含む配電系が別々に管理（マイクログリッドも含む） 発送電系と需要家を含む配電系を一体的に管理 電力系統の拡充
本目的 ピーク需要の削減
蓄電家情報の積極的利用による情報産業育成
・電力ロスの防止
・コスト削減
・供給信頼性と復旧性・修復性の向上 風力発電の大量導入（それに伴う産業育成）安定運用 太陽光発電の大量導入（それに伴う産業育成）安定運用 ・供給信頼性と復旧性
・修復性の向上
・再生可能エネルギーの取り込み
・コスト削減
・電力ロスの防止
・電力消費量の最適化
系統別制御 PMUを用いた広域監視制御 風力発電制御
揚水発電、圧縮空気貯蔵制御 風力発電制御
揚水発電、蓄電池制御 風力発電制御
揚水発電、蓄電池制御
需要家側
制御 スマートメータ、見える化、引き込み線スイッチ制御、デマンドレスポンス、スマート家電、PHEV、EV制御 スマートメータ、見える化、引き込み線スイッチ制御、デマンドレスポンス、スマート家電、PHEV、EV制御 スマートメータ、見える化、太陽光発電制御、蓄電池制御、ヒートポンプ給湯器、PHEV、EV制御
機能・能力 ・安全なユビキタス・コミュニケーション
・リモートセンシングと状態監視
・遠隔操作と自動化
・障害解析と対応
・電力潮流と品質の最適化
・リアルタイムの予防処置
・ネットワーク構造の改善 ・安全なユビキタス・コミュニケーション
・リモートセンシングと状態監視
・遠隔操作と自動化
・モニタリングと予知
・電力潮流と品質の最適化
・ネットワーク構造の改善
・分散電源の識別と系統受け入れ ・安全なユビキタス・コミュニケーション
・リモートセンシングと状態監視
・遠隔操作と自動化
・モニタリングと予知
・電力潮流と品質の最適化
・ネットワーク構造の改善
・分散電源の識別と系統受け入れ ・安全なユビキタス・コミュニケーション
・リモートセンシングと状態監視
・遠隔操作と自動化
・障害解析と対応
・電力潮流と品質の最適化
・リアルタイムの予防処置
・ネットワーク構造の改善
・モニタリングと予知
・分散電源の識別と系統受け入れ
　　　出所：横山明彦（2010）　電学誌　130巻3号
　　　　　　日経新聞2009年12月31日
　　　　　　「次世代エネルギー・社会システム協議会について」平成21年11月　資料4
　　　WORLD ECONOMIC FORUM　COMMITTED TO IMPROBING THE STATE OF THE WORLD
　http://www.weforum.org/pdf/SlimCity/SmartGrid2009.pdfより作成

他方で、発展途上国のスマートグリッドは、中国では超高圧送電網の拡充を中心とする「電力系統の強化」であり、インドでは「電力安定供給」である。
中国政府は3月の全国人民代表大会（全人代）において初めて「知能電網（スマートグリッド）」に言及し、国家電網等を中心とした体制で2011～2015年で2兆元、1016～2020年に1兆7000億元の投資を計画している、としている。（日経新聞2010年3月13日）
中国のケースでは北部、内陸部において風力・太陽発電で作られた電力を工業地帯である沿岸部に運ぶ超高圧送電網（UHV：Ultra-high voltage power transmission）の構築と共に、通信機能を活用し、送電網内の電力の可不足を瞬時に把握し、需給調整を行うものとしている。
China Daily によると国家送電網によると早ければ３，４年後には超高電圧電力輸送ラインの建設に１０００億元($14.6 billion)が投資される計画である。上海の長治と湖北の荊門をつなぐ最初のＵＨＶは去年の一月に運行が始まった。ラインは８０億kWh近くの電力を２００９年の１０月１５日までに送っているとしている。
国家送電網は2010年全国の２７都市にわたり７５か所の電気自動車の充電所を建設する計画も持つ。2010年度の投資計画によると、この会社は電力網の建設に2274億元を注ぎ込むとのことである。

表5　主要国企業の中印米でのスマートグリッド展開
中国 インド 米国
米国
企業 ・米IBMと国家電網は新しい電力管理システムの共同開発
・米GEは揚州市（江蘇省）でスマートグリッドの共同開発 　コロラド州ホルダーでGrid point社、Xcel Energy社を中心にスマートグリッドの導入テスト、プラグインハイブリッド自動車から系統への充電も含む系統管理システムを導入
・Honeywll社、Elster社などフロリダ州タラハンにて約22万世帯にスマートグリッドを導入
日本
企業 富士電機ホールディングは浙江大学とスマートグリッド向けの新製品開発を提携 日本とインドはスマートコミュニティ及びエコフレンドリータウンショッププロジェクトを行うことで2009年12月にMOUを締結。三菱重工グループ、東芝グループ、日揮グループ、日立製作所グループなどはインド政府がデリー・ムンバイ間で進める4都市のインフラ整備事業を受注し、その中でスマートグリッド事業も手掛ける NEDOは東芝、日立、京セラ、シャープ等31社を委託先として、ニューメキシコでスマートグリッドの実験を行う
出所：日本経済新聞2010年3月13日，http://www.nikkeibp.co.jp/article/news/20100129/207963/，　　　　　
　　　https://app3.infoc.nedo.go.jp/informations/koubo/press/FF/nedopress.2010-01-21.1442552918/besshi.pdf
　「次世代エネルギー・社会システム協議会」平成22年1月19日　資料3、平成21年11月資料4）

2－2　スマートグリッドの普及の問題点
米国においては、Kuhn （2008）ではスマートグリッドの大部分を建設するのにかかる費用は190-270億ドルかかると予測されている。Chupka et al(2008)は2030年までに電気産業はインフラ設備を行うために合計1.5兆-2兆ドル投資する必要がある、としている。Chupka et al(2008)は2030年までに電気産業はインフラ設備を行うために合計1.5兆-2兆ドル投資する必要がある、としている。
しかし、DOE(2009)が指摘するように、各種の再生可能エネルギーのグリッドへの連絡に伴う電力の質の低下の問題に対応するにはスマートグリッドなしでは対応が難しいことから、そのニーズはますます必要となると思われる。

＜参考文献＞
日本経済新聞2009年12月31日
日本経済新聞2010年3月13日
http://www.nikkeibp.co.jp/article/news/20100129/207963/ (2010年4月10日参照)
日経産業新聞　2010年3月16日
環境省(2009)　「次世代自動車普及戦略」
経済産業省　次世代自動車戦略研究会(2010)　「次世代自動車戦略」　　　　　　　
横山明彦（2010）　電学誌　130巻3号
日経新聞2009年12月31日
資源エネルギー庁「次世代エネルギー・社会システム協議会について」平成21年11月　資料4、平成22年1月　資料3

https://app3.infoc.nedo.go.jp/informations/koubo/press/FF/nedopress.2010-01-21.144255291

8/besshi.pdf
WORLD ECONOMIC FORUM　COMMITTED TO IMPROBING THE STATE OF THE WORLD
http://www.weforum.org/pdf/SlimCity/SmartGrid2009.pdf (2010年4月10日参照)
http://www.nri.co.jp/news/2010/100315.html (2010年4月10日参照)
http://www.udel.edu/V2G/index.html”>http://www.udel.edu/V2G/index.html (2010年4月10日参照)
篠田幸男　他３名, 2007,「最適電源構成を考慮したプラグインハイブリッド自動車の導入評価」
　　　第26回エネルギー。資源学会研究発表回講演論文要旨集　（平成19年）6月
電力中央研究所, 1999,「ライフサイクルCO2排出による発電技術の評価」
　　　http://criepi.denken.or.jp/jp/kenkikaku/report/detail/Y99009.html (2010年4月10日参照)
橋本篤樹　他５名, 2007, 「プラグインハイブリッド車普及時の電源構成を考慮したCO2削減効果の検討」第26回エネルギー。資源学会研究発表回講演論文要旨集　（平成19年）6月
日渡良爾　他4名, 2006,「プラグインハイブリッド車導入が日本の電力需要へ及ぼす影響」
　　　（財）電力中央研究所報告（L05068）電力中央研究所　（平成18年）7月
EPRI, 2001, “Comparing the Benefits and Impacts of Hybrid Electric Vegicle Options”, Palo Alto, CA: 1000349
Marc W. Chupka ,Robert Earle ,Peter Fox-Penner ,Ryan Hledik :The Brattle Group
(2008). Transforming America’s Power Industry: The Investment Challenge 2010-2030　http://www.eei.org/ourissues/finance/Documents/Transforming_Americas_Power_Industry.pdf(2010) 年4月10日参照)
New York Independent System Operator, 2009, ‘Alternate Route: Electrifying the Transportation Sector’, Potential Impacts of Plug-In Hybrid Electric Vehicles on New York State’s Electricity System.
ORNL Review Vol. 41, No. 1, 2008, ‘Plug-in hybrid electric vehicles may have an unexpected value. http://www.ornl.gov/info/ornlreview/v41_1_08/article11.shtml (2010日3月23日参照)
R. Uhrig, 2005, ‘Using Plug-in Hybrid Vehicles to Drastically Reduce Petroleum-Based Fuel Consumption and Emissions’ THE BENT OF TAU BETA PI, Spring, p. 13-19.
　http://www.tbp.org/pages/publications/Bent/Features/Sp05Uhrig.pdf (参照2010年3月20日)
Kenji Yamaji, Atsuki Hashimoto,Hiromi Yamamoto, Ryoji Hiwatari, and Kunihiko Okano, 2008, ”An Analysis of Market Potential and CO2 Mitigation Effects of Plug-in Hybrid Electric Vehicle in Japan,31st IAEE International Conference, Istanbul,Turkey, pp116-118,June 18-20
Kuhn TR. 2008. Legislative Proposals to Reduce Greenhouse Gas Emissions: An Overview.
Testimony before the United States House of Representatives Subcommittee on Energy and Air Quality, June 19, 2008.

http://energycommerce.house.gov/images/stories/Documents/Hearings/PDF/Testimony/EAQ/110-eaq-hrg.061908.Kuhn-testimony.pdf（2010年4月10日参照）

U.S. Department of energy, 2009, “Smart Grid System Report”