Integrated Design of Carbon-Neutral Energy Systems Considering Sector-coupling and Region integration

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はじめに、脱炭素技術への公共投資および需給調整の事業性を考慮可能なエネルギーシステムモデルを開発した。モデルは、エネルギーシステムの構築に係る総コストを最小化する大規模線形計画問題として定式化され、内点法などのアルゴリズムによって求解可能であることを検証した。次に、開発したモデルを用いて、公共投資を外生的に与えた場合のエネルギーシステムの構造およびシステムコストへの影響を観察した。その結果、特定の技術への公的投資が競合技術の導入を抑制し、補完的技術の導入を促進することが確認された。このことから、社会受容性などの非技術依存制約により特定の技術の導入が制限される場合などにおいて、公共投資は政府が目標とするシステムの構造に誘導できる可能性が示された。次に、需給調整オプションの一つとして注目されるPower-to-X (P2X)について、LCOX (平準化製造原価)の感度解析を実施し、そのコスト特性を評価した。このコスト特性に基づき、損益分岐点を実施し、事業性成立条件を検討した。具体的には、一定の燃料供給コストを達成するために求められるP2Xの設備利用率を評価した。さらに、前述のエネルギーシステムモデルにおいて、事業性成立条件を付与した場合と付与しない場合のケーススタディを実施し、事業性成立条件が考慮されない場合にシステムコストが過少に評価される可能性があることを示した。また、両ケースでP2Xの需給調整力としての役割が異なることを明らかにした。