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北海道地震における北海道全停電(ブラックアウト)と台風21号でのオール電化は停電に弱いかについて考える

今週のお題「わが家の防災対策」

 

はじめに

 最初に、今回の北海道地震で被災された方に心よりお見舞い申し上げます。

 

 今回の地震では、大規模な土砂崩れや道路の損壊で大きな被害が出ていますが、北海道全域にわたる停電というのも大きな問題となっています。

 日常生活に欠くことができない電力の喪失は大問題と言えます。復興の妨げともなる状態です。

 

 電力を学んできた一人として、今回はこの北海道全域停電について記録しようと筆を取りました。

 

ブラックアウトについて

 衝撃的だったのは、電力システムの全てがダウンするという、ブラックアウトが起こったことです。

 

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(Googleマップより)

 

 あってはならないことで、これを絶対に回避するために、電力システムのいろいろなものが設計され、様々な機器が設置され、運営されています。

 

 教科書ぐらいでしか記述されていない事です。私の知る限り2000年代に北米で起こった大規模な停電しか事例を知りません。この時も、復旧にはかなりの時間がかかりました。

 

 問題は迅速な復旧です。しかし、この復旧作業の問題点は、やり方は知っているが、誰もやったことがないということです。

 

 台風や地震で電柱が倒れたりすることもあり、その復旧作業は電力会社とその協力会社の奮闘により早急に実施され経験も豊富ですが、それは電力システムの末端での作業であり、電力システムの再立ち上げは末端ではなく中央側の作業となります。

 

 誰もブラックアウトから復旧させたことがないのです。

 

 普通の人は、システムの復旧なんて簡単だと思われるかもしれませんが、この巨大で、繊細さが求められ、光の早さで動揺が伝わるシステムを再稼働させるのは難しい。

 

 経済産業省が「復旧までに1週間かかる」と、地震当日発表していたことは感覚としてその通りだと思いました。実際は1週間で復旧できるだろうかとも思いましたが、アメリカと違い北海道電力1社で対応できるため、優秀な社員が全力で取り組めばそれぐらいの日数で復旧できるかもしれないとも思いました。

 

電力システムについて

 そもそも電力システムというのは、ガスや水道などのシステムと全く異なるものです。

 

 その特徴としては

  • 電気は貯めることができないということ
  • その瞬間瞬間で使う電力量と発電する電力量が一致していること
  • 光の早さで動揺が伝播すること

 です。

 一番の問題は、今の技術では大規模な電力貯蔵ができないため(揚水発電所を除く) に、大きな負荷や電源の変動があった時にカバーする方法を用意しておく必要があることです。

 

 それも、「瞬時に」カバーしなければなりません。光の早さで伝播しますから。

 そうでなければ、管内全て同期を取りながら動いている発電機の同期が外れて発電機がシステムから脱落してしまいます。(今回起こってしまいましたが)

 

 人間の操作が間違っているという指摘が散見されますが、電力システムの緊急対策はそれ以前の問題で、自動的に瞬時にカバーできることが必要です。

 

 

今回のブラックアウトの原因について

 今回は、ピーク需要380万キロワットの規模の北海道電力管内で、165万キロワットの震源地の近くにある石炭火力発電所の苫東厚真発電所が緊急停止したため、為す術もなくブラックアウトになったものです。分かりやすい理由です。

 

 本州からの電力融通の容量も60万キロワットですが、それをカバーできることもできません。

 

 以下、東洋経済オンラインの、「切り札の「北本連系線」は機能を発揮できず」という記事からの引用です、

 

世耕弘成経済産業相は9月7日の記者会見で、北電が従来から電力の安定供給対策として、①過去に起きた最大規模の電源脱落(想定外の発電所停止)を想定したうえでの、大規模停電を回避するための技術的検証の実施、②石狩湾新港LNG火力発電所(北海道石狩市)の新設、③(本州との間の)北本連系線の増強、という3つの対策を進めていたと説明した。

そのうえで「大地震の前にLNG火力が完成しており、北本連系線の増強工事が間に合っていれば、今回のように主力発電所の3基(計165万キロワット)が機能を停止した場合でも、持ちこたえることができた。それが間に合わなかったのは残念だ」と悔しがった。

電力の系統運用に詳しい元東京大学特任教授の阿部力也氏(デジタルグリッド会長)は、世耕氏の指摘には正確さを欠いている点があると指摘する。

「大規模発電所が瞬時に停止した場合には、LNG火力の出力上昇では対応できない。その場合に唯一有効な方策は、北海道と本州との間に設置されている既存の北本連系線を活用し、瞬時に本州から大量の電力を送り込むこと。そうすれば周波数変動の回避を目的とした電源停止の多くを回避できた可能性がある。そうした備えが十分だったのか、検証する必要がある」(阿部氏)

 

 

 この資料と専門家の意見は全く正しいと思いますが、正確さを欠いている点があるというのは違和感があります。LNG火力発電所の新設は地理的な分散設置になると思うので無駄ではないです。経済産業省発表の対策は真っ当なものだと思います。

 

 確かに火力発電所では、この瞬間的で大きな負荷変動に追従しきれない。だって、火を入れてから発電するまでに時間がかかるから。

 この場合、瞬間的に大きな電力を供給する必要があります。北海道電力の場合では北本連系線の活用というのはその通りだと思いますが、今回の場合、1つの発電所に頼り過ぎていたことが問題だと思います。

 

北海道電力管内でのブラックアウトを回避する方法の考察

 まずは、本州との連携線の容量拡大が現実的で最初に着手することだと思っていたら、もうすでに対策を進めていたらしいです。今回に間に合わなかったとのこと。

 次に、発電所の地理的な分散配置だと思います。しかし、小さな火力発電所を多数作っても効率が悪いだろうし、北海道電力の全体容量では多くの大規模火力発電所を作るには無駄が多すぎるように思います。

 

 こんなことが起こると、自然エネルギー(特に太陽光発電)に対する風当たりが強くなる傾向がありますが私は関係ないと思います。

 

 むしろ、地理的に分散する必要があるということは、小規模で分散した電源が必要になってきます。それこそ新エネルギーの得意分野であり、それをコントロールする技術を確立する方が前向きだと思うのです。

 

 こんな事態が起こるとニュースなどでは電力自由化を批判する人も出てきますが、それをふまえた上で、新しい技術開発に向けて進んでいくべきだと思っています。現状維持では日本が世界から取り残されてしまいます。

 

 東京電力や関西電力では規模が大きいため、小規模分散なんてよっぽどの数がないと全体に影響が出ることは少ないでしょうが、北海道電力管内ではこれを機会としてあえて新しい技術開発に向けて頑張ってほしいと思いました。

 

www.tanoshiku-challenge.com

 

他と比べてオール電化は停電に弱いか

 地震とは違うのですが、私の住んでいるところでも台風21号による停電が半日ぐらいありました。

 

 仕事でクタクタになり、夜11時ぐらいに帰ってきて、懐中電灯で照らしながらお風呂に入ってご飯を食べましたが、電気のない生活は本当に辛くて、小規模分散電源について考えていました。

 

 停電が長引くと、オール電化は良くないという風潮が出てきますが、私はそうは思いません。電気はこれからも人々の生活の中心であり続けると信じています。

 

 基本的にオール電化とそうでない住宅の違いはガスです。ガスは主にコンロとお風呂です。その違いのみです。

 台風の際はそうでもないでしょうが、大きな地震の際にはガスの復旧には時間がかかります。

 

 今回の台風での停電では、照明は点灯しませんでしたが、1日程度の停電の場合ではエコキュートの貯湯槽にお湯が貯まっているので、あったかいお風呂に入ることができました。普通に蛇口からお湯が出ます。

 

 冷蔵庫は極力開けないでおきましたが、半日程度の停電で氷はほとんど溶けていませんでした。今の冷蔵庫の保温性能はすごいですね。

 でも、数日停電となると厳しいですね。電源が必要となってきます。以前試しに太陽光発電の自立運転で冷蔵庫を接続してみましたが動きませんでした。

 太陽光発電の説明書を読むと、突入電流の大きい冷蔵庫のような負荷は無理とのことで、この冷蔵庫用電源の用意については大地震に備えて今後なんとかしたいと思っています。

 

 夕ご飯は妻がカセットコンロで作ったようですが、普通に食べれたようです。我が家では鍋をするときはカセットコンロを普通に使っているので、特に問題とならなかったようです。

 

 太陽光発電がありますが、もちろん天気の悪い日や夜は使えないですね。

 

 蓄電池設備が欲しいと思いましたが、数十万円出して滅多に起こらない停電のために置いておくのもどうかと思います。

 

 解決方法としては、プラグインハイブリッドや電気自動車の購入でしょうか。これなら、滅多に使わない蓄電池を用意する必要はありません。次の車の買い替えの際にもう少し安ければ購入しますけどね。

 

 しかし、北海道のように長期に停電すると本当に発電機ぐらいしか思い当たりません。昼間は太陽光発電の自立運転で1500wぐらいの電力は継続して出せるのはありがたいと思っています。

 

 突発的な災害のために、カセットコンロのガスをある程度ストックしておくことや、ペットボトルの水の保管、インスタント食品の備蓄の再確認をしようと思いました。