米国の国立再生可能エネルギー研究所 (National Renewable Energy Laboratory: 通称NREL)では、毎年多くの科学技術資料や特許を取得しております。今回のコラムでは、2021年11月に発表されました「米国太陽光発電システム及びエネルギー貯蔵コストのベンチマーク（全76ぺージ）」の概要が記載されているエグゼクティブサマリーをご紹介致します。

出典元: U.S. Solar Photovoltaic System and Energy Storage Cost Benchmarks: Q1 2021

(適用為替レート、日本語版のみ)
原文の米ドル金額は、2022年8月の平均為替レートである1米ドル＝135.0円を用いて日本円に換算した金額を併記しています。

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エグゼクティブサマリー

本レポートでは、2021年第1四半期時点の米国の太陽光発電（PV）システムの設置コストをベンチマークしています。ボトムアップ方式を採用し、設置時に発生するすべてのシステムおよびプロジェクト開発コストを計上して、住宅用、商業用、公共事業用PVシステムのコストを、エネルギー貯蔵システムの有無にかかわらずモデル化しております。設置コストの観点から、典型的な設置技術やビジネスオペレーションのモデル化を試みています。コストは開発者／設置者の視点で表記されています。したがって、すべてのハードウェアコストは、開発者／設置者が機器を購入する際の価格であり、既存の供給契約やその他の契約は考慮されていません。そのため、ハードウェアのコストに利益を含めています。^*1 そのため、設置業者/開発業者が受け取る利益は、設置業者/開発業者に支払われる最終小売価格に近づけるため、他のすべてのコストに加え、別のコストカテゴリーとして報告しています。また、新型コロナウイルスのパンデミックによる影響がないビジネス環境を想定しています。最後に、ベンチマークは全州の平均値を用いて算出した全米平均になります。表ES-1は、一次ベンチマークの前提条件をまとめたものです。

表 ES-1. ベンチマークの前提条件

ボトムアップ・モデリングに基づき、2021年第1四半期のPVと蓄電のコストベンチマークは表ES-2に示す通りです:

表 ES-2. 2021年第1四半期PV及びエネルギー貯蔵コストベンチマーク

なお、これらすべてのシステムの相互接続容量は、システムの総交流容量と等しいと仮定しています。本報告書の報告結果に関連するデータはすべてNRELデータカタログに掲載されています。^*2 図ES-1（ページvi）は2021年第1四半期のPVのみによるベンチマーク結果と2020年第1四半期のNational Renewable Energy Laboratoryによるベンチマーク分析結果を比較したものになります。^*3

図ES-1. 2020年第1四半期と2021年第1四半期のPVコストベンチマークの比較

2020年から2021年にかけて、住宅用、商業用屋根上、発電事業用（一軸追尾式架台）のPVシステムコストのベンチマークでそれぞれ3.3%（0.09ドル≒12.15円/W）、10.7%（0.19ドル≒25.65円/W）、12.3%（0.13ドル≒17.55円/W）の削減（2020年米ドル基準）となりました。BOS（バランス・オブ・システム）コストは、一般的にBOSコストの減少を報告してきた過去のベンチマークレポートとは異なり、前年同期比で、すべてのセクターで増加または横ばいとなりました。BOSコストの増加は、モジュールコストの19％削減（2020年米ドル換算）で相殺されています。3つのセクター（住宅用、商業用屋根上設置タイプ、発電事業用一軸追尾式タイプ）のモデルPV設置コストは全体として、2020年第1四半期のシステムコストと比較して低下しています。表ES-3は、3つのセクターのベンチマーク値と、コストの減少および増加の要因を示しています。

表 ES-3. 2020年第1四半期と2021年第1四半期のPVシステムコストベンチマークの比較

図 ES-2 は、2021年第1四半期と 2020年第1四半期のベンチマーク値の差を比較のために調整したものになります。ドルの基準を2019年から2020年に変更したことに加え、年度間のコスト変動をより明確に示すために、2020年第1四半期の値を現在の2021年第1四半期のサイズと同じサイズのストレージ容量に調整しました。

図ES-2. 2020年第1四半期と2021年第1四半期の独立型蓄電池電力貯蔵システムコストベンチマークの比較

図ES-3は、2020年から2021年にかけての住宅用太陽光発電＋蓄電池のベンチマークを、DCカップリング（直流連系）とACカップリング（交流連系）のケースでそれぞれ約6%と3%削減することを示しています。

図. DCカップリングとACカップリングの構成例

これらの削減のほとんどは、太陽電池モジュールとバッテリーパックのコストダウンに起因しています。2020年から2021年にかけて、太陽光モジュール22枚のシステムの定格容量が7.0kWから7.15kWに増加したにもかかわらず、コスト削減を実現しました。

図ES-3. 2020年第1四半期および2021年第1四半期の住宅用太陽光発電+蓄電池システムコストベンチマークの比較

図ES-4は2020年から2021年にかけての商用 PV+蓄電池のベンチマークをDCカップリングとACカップリングのケースでそれぞれ9.3%と9.5%削減したものになります。図 ES-5は、2020年から2021年にかけての電力事業用太陽光発電＋蓄電池のベンチマークを、直流連系と交流連系でそれぞれ11.6%と12.3%の削減を示したものになります。2021年のDC-DCコンバータのコスト上昇により、DCカップリングシステムはACカップリングよりコスト高になります。

図ES-4. 2020年第1四半期および2021年第1四半期の商業用PV+蓄電システムの比較 コストベンチマーク

図ES-5. 2020年第1四半期と2021年第1四半期の発電事業規模PV+蓄電システムコストベンチマークの比較

導入コストの変化は、運用、システム設計、技術の変化とともに、平準化エネルギーコスト（LCOE）に変化をもたらしています（図ES-6）。2020年から2021年にかけて、住宅用太陽光発電+蓄電池システムのLCOEは13%低下し^*4、住宅用スタンドアロン太陽光発電システムのLCOEは9%低下しました。商業規模および発電事業規模の太陽光発電+蓄電システムの平準化電気料金はそれぞれ7%と13%低下しています。同時に、商業規模および発電事業規模の太陽光発電システムのLCOEは、それぞれ9％と12％低下しました。

図 ES-6. 平準化エネルギーコスト(LCOE) 2020-2021年

1. 利益とは、「コスト」（開発会社や設置会社がシステムを構築するために発生する費用の総額）と「価格」（エンドユーザーがシステムを購入するために支払う金額）の違いの一つになります。
2. “データファイル（米国太陽光発電BESSシステムコストベンチマーク2020年第1四半期報告書）NREL” https://data.nrel.gov/submissions/158.
3. 付録B（英語版）は、過去のすべてのNRELベンチマーク分析（2010～2021年）のベンチマーク結果をまとめたものになります。
4. 2021年住宅用太陽光発電+蓄電システムのLCOE（LCOSS）の報告値は、2020年のベンチマーク報告（3kW/12.5kWh）よりも大型のバッテリーシステム（5kW/12.5kWh）をモデル化しているため、2020年の値より17%高くなっています。2020年の太陽光発電＋蓄電システムモデルのLCOEを仮定すると、2020年の値は20.1セント≒27.135円/kWhから21.5セント≒29.025円/kWhに上昇します。

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こちらのレポート全文（全76ページ）には各モデルの詳細データ・分析レポートが記載されておりますので、是非ご参照下さい。

出典元: NREL https://www.nrel.gov/docs/fy22osti/80694.pdf