電気自動車は夜間より昼間に充電した方が電力供給網のコストを抑えられる

アメリカのカリフォルニア州が2035年以降のガソリン車新車販売禁止を宣言するなど、電気自動車の普及が世界中で進んでいます。電気自動車を充電する際には電気料金割引を受けられる夜間に充電するのが賢い選択に思えますが、スタンフォード大学の分析によってアメリカでは夜間よりも昼間に充電する方が電力供給網全体のコストを削減できることが判明しました。

Charging infrastructure access and operation to reduce the grid impacts of deep electric vehicle adoption | Nature Energy
https://doi.org/10.1038/s41560-022-01105-7

Scalable probabilistic estimates of electric vehicle charging given observed driver behavior - ScienceDirect
https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2021.118382

Charging cars at home at night is not the way to go | Stanford News
https://news.stanford.edu/2022/09/22/charging-cars-home-night-not-way-go/

2022年2月時点で、カリフォルニア州では100万台の電気自動車が走行しており、2030年までに500万台にまで増加することが見込まれています。スタンフォード大学の研究チームは電気自動車の普及が進んだ際の電力供給網への影響を分析し、2035年までのアメリカ西部における電気自動車と電力供給の関係をモデル化しました。

分析の結果、走行する自動車の30～40％が電気自動車になった場合、電力供給網への大規模な設備投資や、充電習慣の変革が必要であることが明らかになりました。具体的には、「住宅で夜間に充電する」という充電習慣を多くの人が続けた場合、ピーク時の電力需要が最大25％増加するとのこと。カリフォルニア州は電力供給の大部分を州外の発電所に依存しているため、カリフォルニア州の電力需給のひっ迫は周辺の州にも影響を与えます。研究チームの一員であるシヴォーン・パウエル氏は「電気自動車増加の影響はカリフォルニア州や周囲の州だけでなく、アメリカのすべての州にも影響します。すべての州は、電気料金体系の再考を迫られるかもしれません」と述べ、電力需給ひっ迫のリスクを削減するために設備投資や充電習慣の変革が必要であると主張しています。

研究チームは充電習慣の変革として、「夜間に家で充電するのではなく、昼間に職場や公共充電設備で充電する」ということを推奨しています。カリフォルニア州を走行する自動車の50％が電気自動車になると、夜間の充電を続ける場合、充電に必要な発電量は5.4ギガワットという大型原子炉5基分に相当する規模に達します。一方で、多くの人が昼間に充電するようになると、必要な発電量は4.2ギガワットに収まるとのこと。

夜間と昼間で発電量に違いが生じる理由は太陽光発電にあります。現在の電力料金体系は太陽光発電は普及しておらず昼間に電力需給がひっ迫するリスクが高かった時代を踏襲しています。しかし、現在では太陽光発電の普及によって昼間に余剰電力が発生するようになったとのこと。このため、昼間に電気自動車を充電することで余剰電力を余すことなく使えるというわけです。

研究チームの一員であるイネス・アゼヴェード氏は「今回の研究は2つの重要な事実を示しています。1つは、現在の電力料金が送電事業者と消費者にとって最善なものと一致していないとうことです。もう1つは、人々が働く場所に充電インフラを設置する投資が必要ということです」と述べ、充電習慣の変革と充電設備への投資の重要性を強調しています。