エネルギー・フォーラム51：電力網の課題－送電、系統リソースの最適活用、地産地消

Unofficial AI-generated summary based on the public title and abstract. Not an official translation.

🔬研究者:A comprehensive case study on solar integration barriers in an energy-island grid, useful for comparative analysis with other small/isolated power systems.

🏢実務担当者:Provides regulatory and technological options (storage, dual-use solar, consumption management) that corporate energy managers can evaluate for their own renewable procurement strategies.

🏛政策担当者:Recommendations on grid planning, storage mandates, and EV charging management offer actionable templates for regulators managing renewable integration.

気候危機を踏まえ、温室効果ガス排出の世界全体の削減目標は時間の経過とともにより野心的なものとなり、イスラエル国も世界のすべての国々と同様に、その目標を引き上げることが求められるだろう。2020年10月、イスラエル政府は、2030年までに再生可能エネルギーによる発電目標を30%に引き上げ、2025年までの中間目標を20%とすることを決定した。電力庁によると、イスラエル国における再生可能エネルギーは主に太陽エネルギーである。2020年末時点で、エネルギー部門における再生可能エネルギーの総設備容量は約2.5ギガワットであり、太陽エネルギー（地上設置型および二重利用型の太陽光発電・太陽熱発電設備）がこの容量の95%以上を占めている。電力庁の予測によると、2025年末までに中間目標を達成するには、再生可能エネルギーの総設備容量は今年までに4倍（約9.8ギガワット）に増加すると見込まれている。エネルギー省の予測によると、2050年までに低炭素エネルギー経済を確立する（燃料構成における太陽エネルギーの割合を87%にする）には、今年までに必要となる太陽エネルギー容量は109ギガワットに達する。再生可能エネルギー全般、特に太陽エネルギーは、多くの経済的・環境的便益をもたらす。しかし、太陽エネルギーは、特定の時間帯に大規模に生産される一方で、他の時間帯には全く解決策を提供しないため、電力網管理に新たな重大な課題を提起する。これらの課題は3つのカテゴリーに分類できる：系統内の容量バランスの課題 - 従来型電源による発電では、生産を消費に合わせて調整することが可能である。しかし、太陽光や風力などの再生可能エネルギーの場合、そのバランスを維持する能力は限られており、特定の時間帯にはエネルギー過剰または不足が発生する可能性がある。これは、電力系統が近隣諸国と接続されていない（エネルギーアイランド）イスラエルにおいて特に顕著であり、電力取引を通じた容量バランス調整能力が低下する。したがって、例えば負荷管理や貯蔵メカニズムを通じて、生産および/または消費プロファイルを制御する能力を向上させるべきである。エネルギー伝送の課題 - 従来、数十メガワットから数百メガワットの生産容量を持つ大規模発電所は、比較的設置面積が小さく、消費中心地の近くに設置できる。その結果、従来の系統構造は、消費中心地の発電所近くでは送電容量が高く、周辺地域に離れるにつれて低下するというものである。しかし、再生可能エネルギーは従来の系統管理とは異なるアプローチを必要とする。一方で、大規模な生産容量を持つ再生可能エネルギー施設は多くのスペースを占有し、周辺地域に設置する必要がある。しかし、その場合、系統への接続が重大な問題となり、それは2つの形で現れる可能性がある - 送電混雑（送電網が完全に負荷され、この地域での接続を許可しない）または変電混雑（高圧設備が上位電圧に接続できない、なぜなら変電所が混雑しているため）。他方で、スペース不足のため、施設の分散配置が求められる。すなわち、既存の土地利用（住宅、産業、農業、インフラなど）に小規模な太陽光施設を設置することである。これにより生産が消費に近づき、系統開発の必要性が明らかに減少する一方で、高生産・低消費の時間帯には系統に過大な負荷がかかる可能性がある。イスラエルの文脈では、エネルギー伝送の課題はおそらく最も重要ではないが、間違いなく最も緊急の課題である。動態と制御の課題 - 周波数の変化を防ぐために、生産は任意の時点で消費と等しくなければならない。したがって、周波数安定性はシステムの適切な運用にとって極めて重要である。今日、周波数安定性は慣性メカニズムと自動制御システムメカニズムを通じて維持されている。再生可能エネルギー施設は現在このようなメカニズムを持っていないが、追加することは可能である。もちろん、このようなメカニズムの追加には経済的コストが伴い、したがってシステムの適切な運用を支援するための設置を実施する規制が必要である。したがって、太陽エネルギーの広範な導入には、時間単位さらには季節単位の貯蔵や送電網の大幅な開発などの支援ソリューションが必要であり、そのプロセスは長年にわたり、重大な経済的・計画上の課題を伴う。今日、系統の課題は再生可能エネルギーの統合にとってのボトルネックであり、太陽エネルギー統合の野心的な目標に照らして、この問題は長年にわたって悪化すると予想される。さらに、送電網の技術的課題に対処することに加えて、政府目標の達成には、特にイスラエルのような小さく混雑した国では、希少な土地資源に関連する原則的問題への対処も必要である。フォーラム勧告：短期的解決策 - 中期および長期では、新しい系統開発計画の始まりが見られるが、短期的には、経済的潜在力を実現するための体系的な計画を策定することが推奨される - 障壁を体系的に検討し、推奨される解決策を特徴付ける計画であり、規制変更の促進や既存ネットワークの完全活用を可能にする技術的手段の実施を含む。即時の成果をもたらす解決策も、経済的実現可能性を犠牲にして検討されるべきである。実施のロードマップ - すべての関連当事者との協力のもと、電力部門における再生可能エネルギー統合の原則を策定することが推奨され、それは技術経済的側面ならびに計画、社会的、環境的側面に基づき、集中型対分散型生産、地理的レイアウト、開放地域の土地開発対既存土地利用での開発などの問題に対処するものである。再生可能エネルギーの統合 - 再生可能エネルギーの統合を支援するための様々なモデルを検討しなければならない。これには、消費側管理を行いながら、建築済みおよび二重利用地域（屋根、壁、フェンスおよび様々な土地利用）での再生可能エネルギーの吸収を目的とした配電網開発計画の作成、需要地域の近くでの太陽エネルギー生産のためのインセンティブ（料金など）の創出、追加の製造業者が既存の系統に接続することを可能にする広く受け入れられている取引モデルの検討が含まれる。貯蔵 - 高圧貯蔵入札の促進が推奨される。これには、独立型入札、既存の太陽エネルギー施設の入札、および二重利用施設が含まれる。貯蔵施設には、容量バランス、周波数バランス、系統負荷の低減など多くの用途があるため、貯蔵を追加し、系統開発のコストを節約することが賢明である。規制と標準化 - 関連する標準化と規制の促進は、最適な系統利用と将来の過剰投資の回避を確実にする。また、太陽光接続調査、特に太陽変圧器容量比の統一基準を確立し、電気自動車の充電管理を要求する規制を促進する。さらに、頻繁な規制変更なしに新技術の浸透を可能にする規制が必要である。イノベーションの促進 - 様々な技術の理論的および実践的検討（パイロットの実施）への支援 - クリーン電力生産技術（グリーン水素、原子力エネルギー）、貯蔵技術、伝送技術（水素伝送、直流伝送）、管理技術など。

AI 翻訳（deepseek-v4-flash）。 正確を期す場合は下の原文を参照してください。

In light of the climate crisis, global reduction targets of greenhouse gas emissions will become more ambitious over time, and the State of Israel, along with all the countries of the world, will be required to increase its targets. In October 2020, the Israeli government decided to increase the target for electricity generation from renewable energy by 2030 to 30%, with an intermediate target of 20% by 2025. According to the Electricity Authority, in the State of Israel, renewable energy is mainly solar energy. At the end of 2020, the total renewable energy capacity in the energy sector was about 2.5 gigawatts, with solar energy (terrestrial and dual-use photovoltaic and thermo-solar installations) constituting more than 95% of this capacity. According to the Electricity Authority's forecast, to meet the intermediate target by the end of 2025, the total capacity of renewable energies is expected to increase fourfold by this year (to about 9.8 gigawatts). According to the Ministry of Energy's forecast, to establish a low-carbon energy economy by 2050 (a combination of 87% solar energy in the fuel mix), the solar capacity required by this year will reach 109 gigawatts. Renewable energies in general, and solar energy in particular, have many economic and environmental benefits. However, solar energy, produced on a large scale at certain times, but does not provide any solution at other times, poses new and significant challenges to power grid management. These challenges can be divided into three categories: The challenge of balancing the capacity in the grid - In the production of electricity using conventional sources, it is possible to adjust production to consumption. However, the ability to maintain that balance is limited when it comes to renewable energies such as solar and wind, and at certain times there could be energy excess or shortages. This is especially true in Israel, where the electricity grid is not connected to neighboring countries (an energy island), which reduces its ability to balance capacity through electricity trade. Therefore, the ability to control the production and/or consumption profile should be improved, for example, through load management or storage mechanisms. The energy transmission challenge - Traditionally, large power plants with a production capacity of tens or hundreds of megawatts consume relatively little space and can be located close to consumption centers. As a result, the traditional grid structure is such that the power transmission capacity is high near the power plants at the consumption centers and decreases as it moves away to peripheral areas. However, renewable energy requires a different approach from traditional network management. On the one hand, renewable energy facilities with large production capacity take up much space and need to be located in the periphery. However, then, the connection to the grid becomes a significant problem, which can manifest itself in two ways - transmission congestion (the transmission grid is fully loaded and does not allow connection in this area) or transformation congestion (high-voltage installations cannot connect to the upper voltage, since the transformation stations are congested). On the other hand, due to a lack of space, the dispersion of facilities is sought after. That is, to place smaller solar facilities on existing land uses (residential, industrial, agricultural, infrastructure, and more). While this brings production closer to consumption and apparently reduces the need for grid development, heavy load on the grid might occur in times of high production and low consumption. In the Israeli context, the challenge of energy transmission is perhaps not the most important but necessarily the most urgent one. The challenge of dynamics and control - Production must be equal to consumption at any given moment to prevent changes in frequency. Therefore, frequency stability is critical for the proper operation of the system. Today, frequency stability is maintained through an inertia mechanism and an automated control system mechanism. Renewable energy facilities do not currently have such mechanisms, but they can be added. Of course, adding such mechanisms involves economic cost and therefore requires regulation to implement their installation to support the proper operation of the system. Hence, the widespread implementation of solar energy requires supportive solutions, such as hourly and even seasonal storage and significant development of the transmission grid, a process that takes many years and involves significant economic and planning challenges. Today, the grid challenge is a bottleneck for the integration of renewable energies, and in light of ambitious targets for the integration of solar energy, the problem is expected to worsen over the years. Moreover, beyond addressing the technical challenges of the transmission grid, achieving government goals requires also, especially in a small and crowded country like Israel, addressing issues of principle related to the scarce land resource. The Forum Recommendations: Short-term solutions - In the intermediate and long term, one can notice the beginnings of the new grid development plan, but in the short term, it is recommended to formulate a systemic plan to realize the economic potential - a plan that systematically examines barriers and characterizes recommended solutions, including the promotion of regulatory changes and the implementation of technological means to allow full utilization of the existing network. Solutions that provide an immediate outcome should also be considered at the cost of economic viability. Roadmap for implementation - It is recommended to formulate principles for integrating renewable energies in the electricity sector in cooperation with all relevant parties, which will be based on the techno-economic aspects as well as on planning, social, and environmental aspects, addressing issues of centralized versus decentralized production, geographical layout, land development in open areas against development on existing land uses, and more. Integration of renewable energies - Various models must be examined to support the integration of renewable energies, including the creation of a development plan for the distribution grid, which is aimed at absorbing renewable energies in built-up and dual-use areas (roofs, walls, and fences and various land uses) while managing the consumption side; creating incentives (tariffs and others) for the production of solar energy close to areas of demand; and examining widely accepted trade models that allow additional manufacturers to connect to an existing grid. Storage - It is recommended to promote high-voltage storage tenders, including stand-alone tenders, tenders of existing solar energy facilities, and dual-use facilities. Storage facilities have many uses, such as capacity balancing, frequency balancing, and reducing the load on the grid, so it is advisable to add storage and save the costs of grid development. Regulation and standardization - Promoting relevant standardization and regulation will ensure optimal grid utilization and the avoidance of excess investments in the future. Also, to establish uniform criteria for solar connection surveys, particularly the solar-transformer capacity ratio, and to promote regulation that requires charging management of electric vehicles. In addition, regulation is required to allow the penetration of new technologies without frequent regulatory changes. Promoting innovation - Support for theoretical and practical examination (implementation of pilots) of various technologies - technologies for the production of clean electricity (green hydrogen, nuclear energy), storage technologies, transmission technologies (hydrogen transmission, direct current transmission), management technologies, and more.

• openalex https://doi.org/10.82514/energy-forum-51-the-power-grid-challengefirst seen 2026-06-20 05:06:50