スマートメーター

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スマートメーター(EVBエナジー社)

スマートメーター英語: smart meter)とは、従来のアナログ式誘導型電力量計と異なり、電力デジタル計測し、メーター内に通信機能を持たせた次世代電力量計である。ここでは、主に電気メータをスマートメータと呼ぶ。

概要[編集]

電力量計の場合、従来のアナログ型電力量計はアラゴの円盤の原理より、内部に電流コイルと電圧コイルが配置されており、これらが計器の円盤を駆動させ、回転力を発生させていた。近年、電子式電力量計が多く普及している。

その原理は、一般的に電子回路電圧電流レベルに変換する入力変換部、乗算回路、電力に比例したパルスを発生する積分回路分周回路、パルスをカウントして表示する表示部から構成される。電子式電力量計は電圧・電流の乗算を乗算器で行っており、アナログ乗算方式(時分割乗算回路)とデジタル乗算方式(A/D変換乗算方式、ホール素子乗算)に区別される。電子式はネットワーク化してスマートメーターになった。

同様のインフラストラクチャーである都市ガスプロパンガスなども)や水道メータも「ネットワーク化」は可能であるし、現に実証実験が行われている。東京都水道局東京電力ホールディングス東京ガスは、東京都中央区晴海5丁目地区をモデルケースとして、スマートメーター実用化に向けた実務協議会を、2016年(平成28年)2月2日に設置した[1]。水道メータはAMI (Advanced Metering Infrastructure) とも呼ばれることがある。中でもAMR (Automatic meter reading) と呼ばれるものは、スマートメータと区別される大きなカテゴリで存在する。

経済産業省は、スマートメーターをスマートグリッドの要素であると説明している[2]。特に、家庭で太陽光発電した余剰電力を、スマートグリッドによって活用しようとする政策には、原子力発電が出力を調整できない状況をカバーする意図があるものとされる[3]

日本アメリカ合衆国で焦点化されがちな事業であるが、ヨーロッパでは家屋構造等により、普及は局地的である[4]アムステルダムを中心に設置が進み、オランダ政府が設置義務化を検討したオランダでさえ、プライバシーとセキュリティーの問題から消費者の反発に遭い、選択制となった[5]。人口密度が低いスウェーデンでさえ導入こそすれ、バッテンフォールのスマートメーターの7割はPLCで通信を行っており、無線通信は利用していない[6]

機能の例[編集]

  • 自動検針
    • 従来では、月に1度検針員が直接需要場所に行き、電力量計の指示数を直接読み取ることで、毎月の電気料金を確定していた。スマートメーターでは、30分ごとの電力使用量を通信回線を利用して電力会社に送信することで、人力による検針作業が不要になるため、人件費の削減・電力使用量の見える化などが期待されている。見える化について説明すると、従来の電力量計では1か月に1度、電力使用量の通知を受けるだけで、リアルタイムに消費量を把握することが困難であった。スマートメーターでは、家庭ネットワークを介してリアルタイムに電力使用量を確認できる。
  • リモート接続・切断
    • 従来の業務体系では、消費者と供給契約を締結したあとに直接作業員が現地へ赴き、配線の接続を行っていた。スマートメーターでは、その通信機能を活用して管理箇所からのリモート接続・切断が可能になり、人件費の削減が期待されている。
  • 家電との連携
    • 家庭内ネットワークを介し、家電と通信し供給状況の最適化を図ることが期待されている。特にDR (en:demand response) 技術との連携によって、需要家側が電力の使用を抑制するようスマートメーターを介して家電を制御する技術の研究が進んでいる。この技術により、ピークカットによる負荷平準化ができ、エネルギーの効率化が期待されている。
  • 電力消費量データを利用した各種サービス
    • スマートメーターは、電力消費量データのパターンを詳しく把握することができる。電気製品は瞬間的な消費電力量に特有の傾向を示すので、その消費電力を詳しく分析すればある瞬間に家庭やオフィスにおいてどのように電気製品を使用したのかがかなりの精度で推定できる。これらのデータを蓄積し、顧客に最適な消費パターンをマーケターに提供できる。

日本における導入計画[編集]

2011年、東芝ランディス・ギアを買収した。この東芝は、東電と同様にゼネラル・エレクトリックとの関係が深い企業である。翌年、大崎電気工業シンガポールのスマートメーターメーカーであるSMBユナイテッドを子会社化した。同年、富士電機が日米8社でスマートメーター用無線通信の規格認証団体を設立した[7]

日本国政府が、電力需給の安定化を目標にしており、2014年4月1日に施行されたエネルギーの使用の合理化等に関する法律の改正で、スマートメーター導入と電気の需要の平準化を促す料金メニュー等に関する計画を作成・公表することが規定されたため、各電力会社はスマートメーター導入の導入計画を公表している。

  • 北海道電力は、2015年度から低圧契約の利用者に対してスマートメーターを順次導入し、2023年度末までにすべての利用者への設置を完了する計画となっている[8]
  • 東北電力は、2015年1月から現在設置しているメーターの検定有効期間満了を迎えるものから順次スマートメーターに取り換え、2015年下期以降は新築等による新たな電気の使用申し込みに対してもスマートメーターを設置し、2023年度末までにすべての利用者への設置を完了する計画となっている[9]
  • 東京電力は、2010年から東京都清瀬市、小平市等でスマートメーターの実証実験を行っていた。そして2014年度より、やはり小平市から本格導入している[10]
当初は2018年までに1700万台、2023年度までに2700万台のスマートメーターを導入する計画であった。しかし、スマートメーターの規格を「東京電力の独自仕様」としたため、各方面から批判の声が挙がり、仕様の見直しを余儀なくされた[11]
そのため、各方面から仕様に対する意見を募集したり、東京電力の独自規格であったスマートメーター仕様を、TCP/IP実装による国際規格の標準化仕様に変更するなど、他企業がスマートメーター事業に参入しやすい体制とした。この変更により、製造コストが抑えられ、1台当たりの調達価格を1万円以下に引き下げることを見込む。導入コストが下がれば、電気料金の値上げも抑えられる期待もある[11]
2014年度(平成26年度)から2020年度(平成32年度)までの7年間で、東京電力サービス区域すべての顧客に対して、従来のメーターの計量法検定有効期間満了の定期的な取替、新築等における新たな電気の使用申込、電力自由化にて競合他社に電力供給を切り替えた時に合わせて、東京電力パワーグリッドがスマートメーターの導入を行う[10]。従来の積算電力計は透明ケースだが、スマートメーターは、灰色の不透明ケースで液晶表示になっている。
  • 北陸電力は、2015年7月からスマートメーターの設置を開始し、2024年3月までにすべての利用者への設置を完了する計画となっている[12]
  • 中部電力は、2014年10月より一部地域において、一般の家庭などを対象に、約12,500台のスマートメーターの設置を開始し、通信機能およびシステムなどの検証を、2015年6月まで実施する予定で、2015年7月からは全地域を対象に、現在設置しているメーターの検定有効期間満了時の取替や、新たな電気の使用などに併せて設置を行い、2023年3月までに、管内の利用者へスマートメーターを設置完了する計画となっている[13][14]
  • 関西電力は、早い時期から独自で設計したスマートメーターを導入している。その仕様はユニット方式をとっており、通信ユニット・計量ユニット・開閉ユニットに分かれている。通信ユニットは計量データを無線やPLCを使用して電力会社に送信し、計量ユニットは電力量を計量するユニットである。開閉ユニットは供給停止や切替の際に電気を自動で止めることができる。計量法で定められた検定対象は計量ユニットだけであり、無停電で安全かつ効率的に計器定期取替が可能である[15]。2015年3月末時点で約400万台を導入済みで2022年度(平成34年度)までに家庭等の低圧受電の利用者全数となる約1300万台を導入する予定となっている[16]
  • 中国電力は、低圧契約の利用者を対象に2015年度は一部の利用者、2016年度からすべての利用者に対し法定取替等に合わせてスマートメーターを順次導入し、2023年度末までにすべての利用者への設置を完了する計画となっている[17]
  • 四国電力は、2014年12月から高松市の一部エリアにおいて、約1万台のスマートメーターを先行導入し、自動検針システムや業務運営方法の確認・検証作業を行い、2015年1月からは四国内の県庁所在地エリア、2016年4月からはその他の供給エリアを対象に、現在設置しているメーターの法定取替や、新たな電気の使用開始時などにあわせてスマートメーターの設置を進め、2023年度末までにすべての利用者への設置を完了する計画となっている[18]
  • 九州電力は、2009年11月から試験導入を開始し、2016年度から本格導入、2023年度末までにすべての利用者への設置を完了する計画となっている[19]
  • 沖縄電力は、2015年度から一部の利用者に対して設置を開始し、2016年度から法定取替等に合わせ、スマートメーターを順次設置し、2024年度末までにすべての利用者への設置を完了する計画となっている[20]

問題点[編集]

スマートメーターでは、節電などに有効な情報としてきめ細やかなデータ収集が可能であるが、一方でプライバシーの観点で課題があるとの声がある。スマートメーターの標準化を行っているアメリカ国立標準技術研究所は、データを欲しがる層を次のように例示している[21]。事業者、電力顧問会社、保険会社、マーケター、司法関係者、民事訴訟人、家主、探偵、報道機関、債権者、そして犯罪者である。

2015年12月、ウクライナでサイバー攻撃による数万戸の大規模停電が発生した。先の収集データが誘引になることもあって、スマートメーターを利用する電気系統は、攻撃を受ける現実的な危険にさらされている。スマートメーターに不具合が生じると、電力やガスの供給が一気に途絶えるおそれがある[22]プエルトリコではスマートメーターのプログラムを書き換えることにより電気料金を浮かせる犯罪が起こっていたと、2010年5月にFBIが報告している[23]

スマートメーターは通信機能を保有しているため、電磁波による人体への影響を気にする声(電磁波過敏症)がある。 アメリカのスマートメーターは、メーター同士が電波をリレーして通信する方式が普通である。この場合、コンセントレーターに数百台分のメーターのデータが集められるので、そこへ近いメーターほど通信料が増える[24]。メーターの普及率が高いカリフォルニア州を中心に健康被害が訴えられている[25]。出典の調査によると、アンケート回答者の68%がメーカーをPacific Gas and Electric Company だと応えた。主訴は睡眠障害、頭痛、耳鳴りなど様々で、回答者のほとんどがアナログメーターを望み、その設置料金の請求を不当だと回答した。 オーストラリアではビクトリア州だけがスマートメーターを大々的に導入し、同州市民から健康被害が訴えられた。 日本でも被害報告がある。この点、電波が人体に好ましくない影響を及ぼさない安全な状況であるか否かの判断の考え方や基準値を定めた電波防護指針が策定されており、これら基準値を遵守することが義務付けられている。なお、中国、ロシア、ブリュッセルなどでは国際指針値よりも1-2桁低い数値で規制している[26]

スマートメーターは品質にばらつきがあり、最悪の場合メーターが発火して火災の原因となった事例が報告されている[27]。また、先のカリフォルニア州ではメーター設置後に約1500人もの顧客が、電気代がそれまでより何倍にもなったと苦情を述べている[28]

スマートメーターでは、当たり前ではあるがメーターを通る電力しか計量されない。よって、違法に回路を迂回し、盗電をされている場合は勿論計量されない。検針業務が不必要になった事により、電力盗難のセキュリティーの面で問題が発生している。ハフィントンポストによると、カナダAwesense社を筆頭に無線通信技術+クラウドコンピューティングを活用した、盗電、漏電、機材故障個所特定システムが開発されており、現段階でもシステム導入後の非常に素早い投資回収能力を理由に、北米を中心に加速的に普及が始まっている点を踏まえ、将来的には電力会社の基本インフラとして機能すれば、根本的に解決されるべき問題点としている[29]

アメリカでは「消費者側にスマートメーターを受け入れるかどうかの選択権を与えるべき」という主張が消費者団体を中心に一定数存在しており、カリフォルニア州やメリーランド州など一部の州ではスマートメーターの設置を拒否することができるオプションを認めている。ただしその場合、アナログメーターへの交換・検針業務などの追加コストが発生するため、消費者側は手数料を支払わねばならない[27]。 日本では2014年3月26日に電磁波問題市民研究会が東電と本社にて会談している。2015年3月24日、同研究会が質問および要望書を東電社長宛に提出したが、同年10月29日に同研究所は本社で交渉に臨んだ。そこで研究所側がスマートメーターの設置受け入れが需要家の義務ではないことの確認を求めたところ、東電側は設置の理解が得られるように努めるとだけ述べて明確な回答を避けた。[30]

日本の電力会社がアナログメーターへの交換に応じるかどうかは結果がまちまちであり、在庫不足と偽るなどの泥臭い普及推進が行われているという[31]

脚注[編集]

  1. ^ 東京ガスHP「東京都中央区晴海5丁目地区をモデルとしたスマートメータ化の取組について」
  2. ^ 資源エネルギー庁「平成22年度エネルギーに関する年次報告」2011年10月
  3. ^ 網代2016年 p.45.
  4. ^ 網代2016年 p.147.
  5. ^ 三菱総合研究所 「スマートメーターの導入・活用に関する各国の最新動向」 2013年11月
  6. ^ 網代2016年 p.156.
  7. ^ 網代2016年 p.48.
  8. ^ スマートメーター等の導入計画について”. 北海道電力株式会社 (2015年1月17日). 2015年6月16日閲覧。
  9. ^ スマートメーターの設置開始について”. 東北電力株式会社 (2015年1月17日). 2015年6月16日閲覧。
  10. ^ a b スマートメーターについて”. 東京電力. 2015年6月16日閲覧。
  11. ^ a b 石田雅也 (2012年7月13日). “スマートメーターをオープンな仕様に、東京電力が方針転換”. スマートジャパン (ITメディア). http://www.itmedia.co.jp/smartjapan/articles/1207/13/news018.html 2017年2月12日閲覧。 
  12. ^ “スマートメーター導入について” (プレスリリース), 北陸電力株式会社, http://www.rikuden.co.jp/info/smartmeter.html 2017年2月2日閲覧。 
  13. ^ スマートメーターの導入計画”. 中部電力株式会社 (2013年11月26日). 2015年6月16日閲覧。
  14. ^ スマートメーターの設置開始”. 中部電力株式会社 (2014年7月28日). 2015年6月16日閲覧。
  15. ^ すでにあるスマートメーター、モジュール構造でさらに“賢く” 日経コンピュータ 2009年9月15日
  16. ^ スマートメーターについて [関西電力]”. 関西電力. 2015年6月16日閲覧。
  17. ^ スマートメーター等の整備に関する計画 (PDF)”. 中国電力株式会社 (2014年4月). 2015年6月16日閲覧。
  18. ^ スマートメーターの設置開始について”. 四国電力株式会社 (2014年11月25日). 2015年6月16日閲覧。
  19. ^ 省エネ法改正にもとづくスマートメーター導入等に関する計画について”. 九州電力株式会社 (2014年4月30日). 2015年6月16日閲覧。
  20. ^ スマートメーター等の整備計画について (PDF)”. 沖縄電力株式会社 (2014年4月30日). 2015年6月16日閲覧。
  21. ^ "Guidelines for Smart Grid Cybersecurity Volume 2 - Privacy and the Smart Grid"
  22. ^ Ross J. Anderson, Shailendra Fuloria. Who controls the off switch? First IEEE International Conference on Smart Grid Communications, 4-6 Oct. 2010, pp.96-101.
  23. ^ Krebs on Security "FBI: Smart Meter Hacks Likery to Spread", 2012/4
  24. ^ 網代2016年 pp.92-94.
  25. ^ Ed Halteman 2011. Wireless Utility Meter Safety Impacts Survey Final Results Summary.
  26. ^ 網代2016年 p.96.
  27. ^ a b 相次ぐスマートメーター設置拒否 米電力会社の憂鬱 - 日本経済新聞・2014年10月28日
  28. ^ 網代2016年 p.143. CBS 2010/2/22
  29. ^ James Grundvig著 『Detecting Power Theft by Sensors and the Cloud: Awesense Smart System for the Grid 』、[1]Huffington Post2013-04-15
  30. ^ 網代2016年 pp.112-119.
  31. ^ 網代2016年 pp.132, 135-136.

参考書籍[編集]

  • 網代太郎 『スマートメーターの何が問題か』 緑風出版 2016年8月20日
  • 加藤敏春著 『スマートグリッド革命』 NTT出版 2011年6月17日
  • 林康弘著 『スマートグリッド学』 日本電気協会新聞部出版 2011年7月24日

関連項目[編集]

  • 電力自由化 - 最近は契約電力会社を乗り換えなくてもスマートメーターが設置される

外部リンク[編集]