系統用蓄電池投資とは？仕組みと収益モデルを徹底解説

2025年2月24日

再生可能エネルギーの普及が加速する中、系統用蓄電池への投資が注目を集めています。

太陽光や風力発電は、天候によって発電量が大きく変動するため、安定した電力供給を実現するためには蓄電技術の活用が不可欠です。系統用蓄電池は、電力系統に直接接続され、電力の需給バランスを調整しながら収益を生み出すことができるため、新たな投資先としての魅力が高まっています。

本記事では、系統用蓄電池の仕組みと収益モデルを徹底解説し、市場動向や導入メリット、投資リスクについて詳しく掘り下げます。電力市場の変化を活かしながら、安定したキャッシュフローを確保するための戦略を知りたい方は、ぜひ最後までご覧ください。

系統用蓄電池とは？その基本概念と役割

系統用蓄電池の定義と特徴

系統用蓄電池とは、電力系統に直接接続され、大規模な電力の蓄電・供給を行うシステムのことを指します。近年、再生可能エネルギーの導入が進むにつれ、発電量の変動を調整し、電力の安定供給を確保するために、この蓄電池の役割がますます重要になっています。

特に、太陽光発電や風力発電は、天候や時間帯によって発電量が大きく変動するため、その影響を受けやすい電力系統の需給バランスを調整する必要があります。系統用蓄電池は、余剰電力を一時的に貯蔵し、需要が高まった際に供給することで、電力の安定化に貢献します。また、送配電ネットワークの負荷を軽減することで、送電設備の寿命延長や投資コストの抑制にもつながります。

さらに、電力品質の維持という観点からも、系統用蓄電池は欠かせません。電力系統の周波数が不安定になると、電力供給全体に影響を及ぼす可能性がありますが、蓄電池を活用することで周波数を安定化させることができます。このように、再生可能エネルギーの普及を支えると同時に、電力供給の安定化を担うのが系統用蓄電池の大きな役割です。

他の蓄電池との違い

系統用蓄電池は、家庭用や産業用の蓄電池とは異なり、電力市場に直接関与する点が大きな特徴です。家庭用蓄電池は、主に太陽光発電と組み合わせて自家消費を目的としたものであり、電力系統への影響は限定的です。一方、産業用蓄電池は工場や商業施設向けに設置され、ピークシフトや非常用電源としての活用が主な用途となります。

それに対して、系統用蓄電池は大規模な電力を扱い、需給バランスの調整や周波数制御といった系統全体の安定化に貢献します。また、電力市場と密接に関わることで、電力価格の変動を活用した売電ビジネスの可能性も広がっています。このように、単なる電力の貯蔵手段ではなく、電力供給全体の最適化に寄与する点が、系統用蓄電池の大きな特徴といえます。

系統用蓄電池の仕組み：電力の蓄積と供給のプロセス

充放電のメカニズム

系統用蓄電池の基本的な動作原理は、電力需要の変動に応じて蓄電と放電を繰り返すことにあります。電力需要が低い時間帯、例えば深夜などの電力消費が少ない時間には、余剰電力を蓄電池に充電します。そして、電力需要が高まる日中や夕方のピーク時には、蓄えた電力を放電することで、需給バランスを調整し、電力の安定供給を実現します。

この仕組みにより、発電設備の負荷が軽減され、送配電ネットワーク全体の効率が向上します。また、蓄電池には周波数調整機能が備わっており、電力系統の周波数が一定範囲から外れた際に、瞬時に電力を供給することで周波数の安定化を図ることができます。特に、再生可能エネルギーの割合が高まるにつれて、系統の安定性を確保するためのこの機能がますます重要になっています。

電力市場との連携

系統用蓄電池は、電力市場と密接に連携して運用されることが特徴の一つです。日本では、日本卸電力取引所（JEPX）を通じて電力の売買が行われており、系統用蓄電池を活用することで、この市場での取引機会を最大限に活かすことができます。

電力価格は需要と供給によって変動するため、価格が安い時間帯に蓄電し、価格が高騰した際に売電することで収益を上げることが可能です。この戦略を活用することで、単に電力の安定供給を行うだけでなく、電力市場の価格変動を利用した収益化が図れる点も、系統用蓄電池の大きな魅力といえます。

さらに、需給調整市場への参入も可能であり、電力会社との契約により、系統安定化のための電力供給を行うことで収益を得ることもできます。特に、電力需給の変動が大きい再生可能エネルギーの導入が進む中で、系統用蓄電池の役割は今後さらに拡大していくと予想されます。

このように、単なる蓄電設備としてではなく、電力市場の一部として機能し、エネルギービジネスの可能性を広げるのが、系統用蓄電池の大きな特徴といえるでしょう。

系統用蓄電池投資の収益モデル：3つの主要市場への参入

系統用蓄電池は、単なる電力の貯蔵手段としてだけでなく、電力市場を活用した収益モデルの構築が可能な投資対象でもあります。

特に、日本の電力市場においては、電力卸売市場（JEPX）、需給調整市場、容量市場の3つの主要市場に参入することで、多角的な収益を確保することができます。本章では、それぞれの市場での具体的な収益化の仕組みと、蓄電池を活用した収益モデルについて詳しく解説します。

電力卸売市場（JEPX）でのアービトラージ

電力卸売市場（JEPX）は、電力の売買が行われる市場であり、電力の価格は需要と供給のバランスによって変動します。この市場において、系統用蓄電池は「アービトラージ」と呼ばれる取引手法を用いることで収益を得ることが可能です。

アービトラージとは、電力価格が安い時間帯に蓄電し、価格が高騰した時間帯に放電することで、価格差益を得る手法です。たとえば、深夜や早朝などの需要が低い時間帯に電力を購入して充電し、昼間や夕方の需要が高まり電力価格が上昇する時間帯に放電することで、価格差による利益を獲得できます。この仕組みを活用することで、市場価格の変動を最大限に活かし、効率的な収益を確保することが可能になります。

具体的な取引例として、ある蓄電池システムが夜間に1kWhあたり10円で電力を購入し、日中のピーク時に30円で売却した場合、20円の価格差が収益となります。これを大規模なシステムで運用することで、年間を通じた安定的な収益モデルを構築することができます。

需給調整市場への参加

需給調整市場とは、電力の需要と供給のバランスを調整するために、電力会社が電力供給事業者から調整力を調達する市場です。再生可能エネルギーの導入が進むにつれ、発電量の変動が大きくなり、需給バランスを維持するための調整力が求められています。この市場に系統用蓄電池が参入することで、調整力を提供し、報酬を得ることが可能になります。

蓄電池は、短時間での充放電が可能なため、系統の安定性を維持するための迅速な調整力を提供できます。例えば、太陽光発電が急激に増加した場合には蓄電池が余剰電力を吸収し、逆に発電量が急減した際には蓄えた電力を供給することで、電力系統の安定化を図ることができます。この調整力を提供することで、電力会社や需給調整市場から報酬を得ることが可能になります。

また、日本では需給調整市場の整備が進んでおり、2024年以降もこの市場の拡大が見込まれています。特に、調整力の提供に対する報酬制度が確立されており、蓄電池を活用した事業者にとって新たな収益源となることが期待されています。

容量市場での供給力取引

容量市場とは、将来の電力供給能力を確保するために、電力会社が一定の供給力を事前に契約する市場です。この市場では、電力需要のピーク時に安定して供給できる設備を持つ事業者が供給力を提供し、その対価として報酬を受け取る仕組みとなっています。

蓄電池は、供給力の確保において重要な役割を果たすことができます。特に、再生可能エネルギーの普及が進む中で、電力の供給が不安定になるリスクを軽減するために、安定した電源の確保が求められています。蓄電池を活用することで、需要が急増する時間帯に確実に電力を供給できるため、電力会社との契約を通じて安定的な収益を確保することができます。

容量市場への参入は、長期的な視点での収益モデルを構築する上で有利です。電力会社と契約を結ぶことで、一定の収益が保証されるため、市場価格の変動に左右されることなく安定した収益を得ることができます。また、近年では電力市場の改革が進んでおり、容量市場における供給力取引の拡大が見込まれているため、新規参入のチャンスが広がっています。

系統用蓄電池投資のメリットとリスク

系統用蓄電池投資の投資メリット

再生可能エネルギーの普及に伴う市場拡大

系統用蓄電池への投資は、再生可能エネルギーの普及が進む中で、多くのメリットをもたらします。まず、電力の安定供給が求められる市場環境において、再生可能エネルギーの導入拡大に伴う市場成長が大きな魅力です。太陽光や風力といった変動性のある発電源の割合が増えるにつれ、需給バランスを調整する役割を担う蓄電池の重要性はますます高まっています。今後の電力市場では、蓄電池の需要が増加し、それに伴い新たなビジネスチャンスが生まれると予想されます。

複数の収益源による安定したキャッシュフロー

また、系統用蓄電池の投資は、複数の収益源を確保できる点が特徴です。前述の電力市場でのアービトラージや需給調整市場、容量市場への参入に加え、企業向けのエネルギーマネジメントサービスなど、多角的なビジネスモデルを構築できます。これにより、単一の市場環境に依存するリスクを軽減し、安定したキャッシュフローを確保することが可能です。

政府の補助金や支援策の活用

さらに、政府の補助金や支援策を活用できる点も大きなメリットとなります。日本政府は、脱炭素化と再生可能エネルギーの普及促進を目的として、蓄電池導入のための各種補助金を提供しています。これにより、初期投資の負担を軽減しつつ、効率的に事業を展開できるため、新規参入企業にとっても魅力的な分野となっています。

系統用蓄電池投資の考慮すべきリスク

初期導入コストの高さ

一方で、系統用蓄電池への投資にはいくつかのリスクが存在します。最も大きな課題の一つは、初期導入コストの高さです。大規模な蓄電池システムを導入するには、数億円規模の投資が必要になる場合があり、企業の資金計画やROI（投資利益率）の精査が欠かせません。補助金やリース契約、ファイナンススキームを活用することでリスクを抑える戦略が求められます。

電力市場価格の変動リスク

電力市場価格の変動リスクも考慮しなければなりません。電力卸売市場（JEPX）では、電力価格が需要と供給のバランスによって大きく変動します。価格が想定以上に低迷した場合、期待した収益が得られない可能性があります。こうしたリスクに対応するためには、市場動向を的確に把握し、適切な充放電戦略を設計することが重要です。

技術的なメンテナンスや運用上の課題

技術的なメンテナンスや運用上の課題も無視できません。蓄電池の運用には、充放電の最適化や劣化管理、システムの安定運用が求められます。適切なメンテナンス体制を整え、長期的に効率よく運用できるスキームを構築することが不可欠です。特に、電池の劣化や交換時期を見極め、適切なタイミングでアップグレードやリプレースを行うことが、投資の持続性を高めるポイントとなります。

系統用蓄電池導入のためのステップと成功のポイント

系統用蓄電池導入のための導入プロセス

市場調査とビジネスモデルの策定

系統用蓄電池の導入を成功させるためには、事前の計画と市場分析が欠かせません。まず、市場調査とビジネスモデルの策定が最初のステップとなります。系統用蓄電池をどのように活用し、どの市場で収益を上げるのかを明確にすることが重要です。

電力卸売市場（JEPX）を活用したアービトラージ、需給調整市場での調整力提供、容量市場への参入など、複数のビジネスモデルを比較検討し、収益性の高い戦略を構築する必要があります。また、参入を検討する地域の電力需要や政策支援の状況をリサーチし、事業の方向性を定めることも不可欠です。

適切な蓄電池システムと設置場所の選定

次に、適切な蓄電池システムと設置場所の選定を行います。蓄電池の種類や容量は、事業目的や市場戦略に応じて決定する必要があります。リチウムイオン電池、全固体電池、フロー電池など、各技術にはそれぞれ特性があり、用途に適したものを選ぶことが求められます。

また、設置場所の選定も重要な要素です。送配電網への接続条件や土地の確保、電力需要が高いエリアでの設置など、運用効率を最大化するための戦略的な選択が必要になります。

電力会社との接続契約と法的手続き

そして、電力会社との接続契約と法的手続きを進めます。蓄電池を電力系統に接続するためには、電力会社との接続契約を締結し、適切な手続きを完了させることが求められます。

また、電力市場に参加するためのライセンスや許認可の取得、環境規制への対応も必要となるため、法的な専門家の支援を受けながら手続きを進めることが望ましいです。特に、補助金の活用を検討している場合は、申請時期や要件を正確に把握し、導入計画をそれに合わせて調整することが重要になります。

系統用蓄電池導入のための成功のためのポイント

信頼性の高いメーカーやアグリゲーターの選択

系統用蓄電池の導入を成功させるためには、いくつかの重要なポイントを押さえる必要があります。そのひとつが、信頼性の高いメーカーやアグリゲーターを選択することです。蓄電池は長期にわたって運用される設備であるため、耐久性や性能の高い製品を提供するメーカーを選ぶことが重要です。また、電力市場での収益最大化を図るためには、需給調整市場やVPP（バーチャルパワープラント）に精通したアグリゲーターと連携することが効果的です。適切なパートナーを選ぶことで、運用の最適化や市場戦略の強化が可能となります。

市場動向の継続的なモニタリングと柔軟な運用戦略

さらに、市場動向の継続的なモニタリングと柔軟な運用戦略の策定も成功の鍵となります。電力市場は日々変動し、電力価格や需給調整市場の状況も刻々と変わるため、常に最新の市場動向を把握し、それに応じた運用戦略を調整することが必要です。AIやデータ分析ツールを活用して市場の動きを予測し、充放電のタイミングを最適化することで、収益を最大化することができます。また、新しい規制や政策の変化にも迅速に対応できる体制を整えておくことが重要です。