研究の概要

電力系統では、需要家が消費する電力に伴うCO₂排出量（スコープ2）を評価するため、「節点限界排出量（Locational Marginal Emissions：LME）」という指標が使われる。LMEは、ある需要点で電力消費を1単位増やすと系統全体のCO₂排出がどれだけ変化するかを示す感度指標だ。

本研究はDC最適潮流（DC-OPF）の下でこのLMEベクトルが持つ数学的構造を解析し、全需要節点数nに対して、LMEベクトルが「均一ベクトル」と「潮流分布係数（PTDF）行列の制約回線の行」が張る低次元部分空間に収まることを示した。

主な発見・成果

  • 低次元性の発見：n節点の系統でも、LMEはランクr（制約回線数）＋1の空間に収まる（r << n）。計算量と誤差限界の導出が容易になる
  • 超過限界の理論的導出：各節点のLME変動の上限を解析的に与える不等式を証明
  • スコープ2算定の高精度化：電力系統の混雑構造を正確に捉えることで、需要家単位のリアルタイム排出量帰属計算が現実的に

実務への応用

スコープ2排出量（マーケット基準法・ロケーション基準法）の算定において、時間帯・場所別の電力排出係数を高精度で使いたい企業・ESGチームにとって、この研究はツール精度の理論的根拠となる。RE100達成の証明や、排出量取引の正確な帰属計算にも直接つながる。