2040年に向けた電力系統独立運用者のためのロードマップ

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

🔬研究者:Offers a comparative policy analysis of 18 countries' approaches to renewable integration and grid management, useful for energy transition researchers.

🏢実務担当者:Provides a structured roadmap for system operators and utilities on planning for high renewable penetration, including cost reduction, regulation, and supply reliability measures.

🏛政策担当者:Highlights policy instruments like carbon tax, smart meter mandates, and decentralized prosumer management that can be adapted for national energy transition plans.

サミュエル・ニーマン研究所は、ノガ社のために「2040年の電力系統独立運用に向けたロードマップ」というテーマの調査を実施した。この調査はノガ社のウェブサイトで公開されており、以下の複数の方法で閲覧できる：ノガ社のウェブサイト上の調査報告書、調査報告書のアクセス可能なコピー、プレゼンテーションによる概要。電力部門は継続的な変革を遂げており、今後数十年にわたって、信頼性の高い電力供給を確保し、健康、インフラ、農業収量などに悪影響を及ぼす温室効果ガスおよび汚染物質の排出を削減することを目的とした、世界的および地域的な政策の両方から大きな影響を受けるであろう。これらの政策の実施は、主に太陽光、風力、水力、地熱などの再生可能かつ排出ゼロの電源への発電の移行（30%から100%へ）を伴う。さらに、将来の電力発電技術の進歩——核融合（できれば水素ベース）、エネルギー貯蔵、系統バランス調整のための消費者バンクの利用、エネルギーキャリアとしての水素など——も極めて重要である。しかし、目標年の電力部門の構造は国によって異なり、主に現在および予測される発電容量と施設の種類に依存する。ほとんどの国では、人口増加、電力消費量の増加、産業の電化、電動輸送への移行により、目標年までに電力需要は2倍または3倍になると予想されている。再生可能エネルギーおよび分散型発電への移行は、化石エネルギー源（石炭、ガス、石油）への依存を減らす一方で、電力系統を管理する独立系統運用機関（ISO）にとって重大な課題も提示している。これらの課題への解決策は、現在のエネルギーミックス、地理的特徴と天然資源、送電線および電力施設に関する地域の計画要件、そして電力価格メカニズム——能動的な需給市場に基づくか、中央集権的な意思決定に基づくか——など、さまざまな要因に応じて国によって異なる。本報告書は、多様な特徴を持つ18か国の政策をレビューし、それらが採用した課題と重要な解決策を浮き彫りにしている。これらの政策の一部は2040年を目標としており、他は2045年または2050年まで及ぶものもある。これらの国のうち6か国は島国であり（地理的にもエネルギー依存の観点からも）、4か国は主に太陽光発電の開発に焦点を当てている（2050年までに太陽光エネルギー50%を目標）：オーストラリア、ハワイ、ニューイングランド、カリフォルニアである。世界的に見て、これらの課題への解決策は地域の状況に応じて異なるが、一般的に根本的に異なる将来の市場設計を伴う。これには、主に再生可能エネルギーに基づく電力市場、自律的に管理される柔軟で分散型のエネルギー資源を備えたシステム、そして周波数と慣性の安定性を維持しながら電力供給を需要に合わせるための継続的な監視および計画ツールを備えたスマートで相互接続された系統が含まれる。その結果、電力系統管理は堅牢なデータネットワークに依存しており、これは情報交換の重要な手段として機能する。イスラエルでは、地域の特性が、関連性と実現可能性に基づく解決策の優先順位を決定するであろう。地理的に、イスラエルは豊富な太陽光資源の恩恵を受けており、ほとんどの消費者は中央地域に位置し、ほとんどの再生可能エネルギー発電は周辺地域にある。さらに、イスラエルは地政学的要因によりエネルギー島として機能しており、政治的な影響を受ける可能性がある。現在、イスラエルの発電構成には再生可能エネルギーの割合が比較的低く、電力価格は中央集権的に規制されている。イスラエルに推奨される計画プロセスは、グローバルおよび国内の経験を統合し、以下の段階に焦点を当てている：データ収集——電力需要、地理的制約と機会、予想される需要変化、実現可能な技術、および系統管理と価格設定方法に関する情報を収集する。シナリオ分析——技術的および地理的変数（例：分散化とマイクログリッド）、変更の費用便益評価（環境コストと送電コストを含む）、および気候変動、地震、サイバーセキュリティの脅威、テロなどのリスク要因を評価する。課題管理と解決策の開発——柔軟で多様な電力市場における情報ギャップ、周波数と電圧の安定化、および障害後の系統復旧に対処する（この調査のケーススタディで実証されているように）。階層的最適化モデリング——電力需要と供給データ、リスクとコスト分析、および予測される電力部門構造に基づく柔軟で均質なシステム管理を統合する。データ収集と実装は、全体目標と整合し、電力部門のすべての利害関係者の即時の作業計画に統合されなければならない。必要なデータ収集と計画段階に基づいて、イスラエルへの推奨事項には以下が含まれる：将来の系統計画——再生可能エネルギーに基づく将来の電力部門を定義し、目的、コスト、リスクを組み込んだ計画フレームワークを通じてそれを実装し、モデリングシナリオ内で地域の制約に対処する。多様な技術を統合した動的で柔軟な将来の系統を設計し、周波数および電力バランス調整のためのプロシューマー運営施設、地域のマイクログリッド間の相互バックアップ、バックアップのためのバイオガスまたは水素ネットワークへの接続、およびスマートメーター、故障予測などを含む包括的なスマートグリッド監視を可能にする。コスト削減——主要戦略としてピーク需要を削減する。これは分散化と柔軟なエネルギーミックスを通じて達成可能である。電力価格設定における外部コストの内部化と、エネルギー省が公表した方法論に沿った生産効率に基づく発電構成の決定。運用コストを生み出すリスクと故障を特定し、系統への影響を分析して、適切な解決策とその目標年までのシナリオ計画および実装への統合に情報を提供する。規制と支援——スマートメーター設置の促進、分散型プロシューマー管理、電気自動車への移行、産業の電化など、電力部門改革によってもたらされる機会を最大化する。土地利用の統合と、発電のための土地要件を削減し地域レベルでエネルギーミックスを多様化する技術革新を促進するための規制措置を実施する。炭素税を導入し、その収入を電力系統のアップグレードとマイクログリッドベースのインフラ開発に配分し、ピーク需要の削減、故障の最小化、分散型需要管理を可能にする。改善の段階的な実施と改革コストの電力価格設定への段階的な導入。消費者への影響に基づいて実施段階に優先順位を付ける。次の10年はコストへの影響という点で重要であり、その後は減少が見込まれる。供給信頼性——損傷を受けやすい送電線の地中化。気候変動（例：温度変動、山火事、洪水）に関連する脆弱性と関連する費用便益分析を評価するための定量的研究が必要である。電力部門内のさまざまな計画の統合を調整および確保するための監督機関を設立する。これは、意思決定と実施のタイムラインの変更が実行に影響を与えるためである。需要と故障を地域的に管理し、バックアップのための地域間連系を確立し、各地域内に多様なプロシューマーを戦略的に配置し、送電混雑を削減するための地域管理にマイクログリッドを活用する。貯蔵以外の多様な方法——水素、バイオガス、廃棄物ベースのバックアップ、および利用可能な代替手段の動的管理を含む——を用いて電力と周波数のバランスを取る。収集されたデータと結論の包括的な評価により、想定される将来の電力部門に焦点を当てたデータ駆動型の計画プロセスが確保されるであろう。リスクとコストを体系的に評価することにより、このアプローチは、目標年の目的に沿って、今後数年間の電力市場の段階的な発展を促進するであろう。

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。

The Samuel Neaman Institute conducted a research for Noga on the topic of "A roadmap for the independent system operation of the electricity in 2040". The research was published on Noga's website and can be viewed in several ways: The research report on Noga's website Accessible copy of the research report Summary in a presentation The electricity sector is undergoing continuous transformation and will be significantly influenced in the coming decades by both global and local policies aimed at ensuring reliable electricity supply and reducing greenhouse gas and pollutant emissions—factors that adversely affect health, infrastructure, agricultural yields, and more. The implementation of these policies primarily involves transitioning to electricity generation from 30% to 100% renewable and emission-free sources such as solar, wind, hydroelectric, and geothermal energy. Additionally, advancements in future electricity generation technologies—including nuclear fusion (preferably hydrogen-based), energy storage, the use of consumer banks for grid balancing, and hydrogen as an energy carrier—are also crucial. However, the structure of the electricity sector in the target year varies by country and is primarily dependent on current and projected electricity generation capacity and facility types. In most countries, electricity demand is expected to double or triple by the target year due to population growth, increased electricity consumption, industrial electrification, and the transition to electric transportation. While the shift to renewable and decentralized electricity generation reduces dependence on fossil energy sources (coal, gas, and oil), it also presents significant challenges for independent system operators (ISO) managing the electricity grid. The solutions to these challenges differ across countries depending on various factors, including the current energy mix, geographical features and natural resources, local planning requirements for transmission lines and power facilities, and electricity pricing mechanisms—whether based on active supply and demand markets or centralized decision-making. This report reviews the policies of eighteen countries with diverse characteristics, highlighting the challenges and significant solutions they have adopted. Some of these policies target 2040, while others extend to 2045 or 2050. Six of these countries are islands (both geographically and in terms of energy dependence), and four focus primarily on solar power development (targeting 50% solar energy by 2050): Australia, Hawaii, New England, and California. Globally, solutions to these challenges vary according to local conditions but generally involve fundamentally different future market designs. These include electricity markets predominantly based on renewable sources, systems with flexible and decentralized energy resources managed autonomously, and smart, interconnected grids equipped with continuous monitoring and planning tools to align electricity supply with demand while maintaining frequency and inertia stability. Consequently, electricity grid management relies on a robust data network, which serves as a critical means of information exchange. In Israel, local characteristics will determine the prioritization of solutions based on their relevance and feasibility. Geographically, Israel benefits from abundant solar resources, with most consumers located in the central region and most renewable electricity generation in peripheral areas. Additionally, Israel functions as an energy island due to geopolitical factors, which may be subject to political influences. Currently, Israel's electricity generation mix includes a relatively low share of renewables, and electricity prices are centrally regulated. The recommended planning process for Israel integrates global and domestic experiences and focuses on the following stages: Data Collection - Gathering information on electricity demand, geographical constraints and opportunities, expected demand changes, viable technologies, and grid management and pricing methodologies. Scenario Analysis - Evaluating technological and geographical variables (e.g., decentralization and microgrids), cost-benefit assessments of changes, including environmental and transmission costs, and risk factors such as climate change, earthquakes, cybersecurity threats, and terrorism. Challenge Management and Solution Development - Addressing information gaps, frequency and voltage stabilization, and system recovery following failures in a flexible and diverse electricity market (as demonstrated by case studies in this research). Layered Optimization Modeling - Integrating electricity demand and supply data, risk and cost analyses, and flexible, homogeneous system management based on the projected electricity sector structure. Data collection and implementation must align with overarching objectives and be integrated into the immediate work plans of all stakeholders in the electricity sector. Based on the required data collection and planning stages, the recommendations for Israel include the following: Future Grid Planning Defining a renewable-based future electricity sector and implementing it through a planning framework that incorporates objectives, costs, and risks, addressing local constraints within the modeling scenarios. Designing a dynamic and flexible future grid that integrates diverse technologies, enabling prosumer-operated facilities for frequency and power balancing, mutual backup between regional microgrids, connections to biogas or hydrogen networks for backup, and comprehensive smart grid monitoring—including smart meters, fault prediction, and more. Cost Reduction Reducing peak demand as a primary strategy, achievable through decentralization and a flexible energy mix. Internalizing external costs in electricity pricing and determining the generation mix based on production efficiency, in line with methodologies published by the Ministry of Energy. Identifying risks and failures that generate operational costs and analysing their impact on the grid to inform appropriate solutions and their integration into scenario planning and implementation by the target year. Regulation and Support Maximizing opportunities presented by electricity sector reforms, such as promoting smart meter installation, decentralized prosumer management, the transition to electric vehicles, and industrial electrification. Implementing regulatory measures to encourage land-use integration and technological innovations that reduce land requirements for electricity generation and diversify the energy mix at the regional level. Introducing a carbon tax and allocating revenues to upgrade the electricity grid and develop microgrid-based infrastructure, helping to reduce peak demand, minimize failures, and enable decentralized demand management. Gradual implementation of improvements and phased introduction of reform costs into electricity pricing, prioritizing execution stages based on their impact on consumers. The next decade will be critical in terms of cost implications, followed by a projected decline. Supply Reliability Undergrounding transmission lines exposed to damage, with quantitative research needed to assess vulnerabilities related to climate change (e.g., temperature fluctuations, wildfires, floods) and the associated cost-benefit analysis. Establishing an oversight body to coordinate and ensure the integration of various plans within the electricity sector, as changes in decision-making and implementation timelines affect execution. Locally managing demand and failures and establishing regional interconnections for backup, strategically distributing diverse prosumers within each region, and leveraging microgrids for localized management to reduce transmission congestion. Balancing power and frequency using diverse methods beyond storage, including hydrogen, biogas, and waste-based backups, as well as dynamic management of available alternatives. A comprehensive assessment of collected data and conclusions will ensure a data-driven planning process focused on the envisioned future electricity sector. By systematically evaluating risks and costs, this approach will facilitate the gradual development of the electricity market in the coming years, aligning with the target-year objectives.

• openalex https://doi.org/10.82514/a-roadmap-for-the-independent-system-operator-of-the-electricity-towards-2040first seen 2026-06-20 05:08:17