炭素排出量に応じた電力料金設定：38グリッドで日次測定

これは何か

電力網の炭素強度に応じて価格が変動する小売電力料金体系の研究です。これは排出量取引の意味での炭素価格設定（CO₂排出枠への価格付け）ではなく、炭素排出量を考慮したコンピューティング（バッチジョブのスケジューリング）でもありません。この研究は一つの問いを投げかけます。もし家庭が電力網がクリーンな時に安く支払うとしたら、どれだけのCO₂が移動するのか？

何が測定されるか

発電構成、負荷、卸売価格は、グリッドオペレーター（ENTSO-E、EIA、NESO/Elexon、CAISO、OpenElectricity）から提供されます。炭素強度は、ライフサイクル排出係数（IPCC AR5）を用いて、発電構成から計算されます。スイスについては、消費ベースです。近隣諸国からの輸入は、それらの国自身の強度でブレンドされます。

何がモデル化されるか

人々が価格にどう反応するか。消費は、一定の代替弾力性（σ = 0.14、Caves, Christensen & Herriges による住宅の利用時間帯別推定値）を用いて、一日のうちに再配分されます。これは実際の料金パイロットが観測した値に制限されていますが、これらのグリッドのフィールドデータにはキャリブレーションされていません。これが最も弱い部分であり、数値をその点を考慮して読むべきです。

エネルギーは保存される

一日の総消費量は固定されています。負荷は時間の間で移動しますが、決して除去されることはありません。したがって、節約はタイミングのみから得られ、人々が使用量を減らすことからではありません。各時間帯も、その通常のレベルの快適帯内に保持されます。

なぜピーク価格がマイナスになりうるのか

時間帯別料金は炭素強度に直接追随するため、負荷をよりクリーンな時間帯に移動させることしかできません。炭素ピーク価格は、需要ピークを「ピーク」とする時間帯別料金の上に成り立っています。太陽光発電が多いグリッドでは、夕方のピークはガス火力による夜間よりもクリーンです。そのため、時間帯別料金の部分は負荷をより汚染された時間帯に押しやり、炭素の急増が常にそれを上回るとは限りません。そこにマイナスの数値が表示されるのは、料金設計によるものであり、エラーではありません。

平均値、限界値ではない

使用される炭素強度は、各時間帯の発電構成の平均値です。結果を厳密に主張するための正しい数値は、限界値（需要の変化に応答する発電所）の強度ですが、これはすべての地域で公開データからは入手できません。平均値がすべての地域で使用されており、ここに明記されています。

2つの数値、2つの問い

パーセントは、そのメカニズムがグリッドで機能するかどうかを示します。トン/日は、それがどれだけの炭素量に相当するかを示します。これらはグリッドを異なる順序でランク付けします。小さくクリーンなグリッドは高いパーセンテージを達成するかもしれませんが、それよりもはるかに少ない量を節約する可能性があります。

なぜこれが論文（19%）よりも低いのか

このサイトの基盤となった修士論文では、スイスの2021年から2024年にかけて19%の削減が報告されました。ライブの数値はそれよりもはるかに低いです。その理由は3つあります。よりクリーンでフラットなスイスのグリッド、修正された需要モデル（論文では代替弾力性が適切な箇所で価格弾力性が使用されており、応答を数倍過大評価していました）、そしてエネルギーが現在固定されており、論文では一部の消費量削減を節約としてカウントしていました。論文ではサードパーティの炭素フィード（Electricity Maps）も使用されていましたが、ライブサイトは、グレートブリテンを除くすべての地域で、グリッドオペレーターの発電データから炭素強度を独自に計算しています。グレートブリテンでは、システムオペレーター自身が公開している強度を使用しています。

モデルのバージョン

需要モデルはレビューを経て改訂されており、各改訂は行にスタンプされています。v4以降、時間帯別料金期間と4つのブロックは、各地域のローカル時計に従っています。それ以前のバージョンではUTC時間に基づいて適用されていたため、米国とオーストラリアの夕方のピークが1日の間違った時間帯に設定されていました。ダッシュボードは一度に1つのバージョンを表示し、それらを混在させることはありません。以前の行はデータセットに残されています。新しいバージョンは、十分な日数分が蓄積されると表示されます。

オープンデータ、時間ごとの記録

すべてがオープンデータから計算されています。完全な時間ごとの記録（炭素強度、負荷、すべての料金、すべてのモデル化された需要）は、日次テーブルとともに公開されているため、このページ上のすべての数値は再計算可能です。一部のオペレーターは単一の時間帯をドロップします。最大2時間までのギャップは、その隣の時間帯から補完され、その記録にフラグが付けられます。より長いギャップのある日は、データが完了するまで除外されます。