ヨーロッパ電力網の美しい可視化（2022）

• ヨーロッパ電力網の可視化

  • ヨーロッパ電力網の接続点を可視化した地図
  • 緑の点は、発電が消費を上回り、ネットワークに電力を供給している地点
  • 紫の点は、消費が発電を上回り、ネットワークから電力を受け取っている地点
  • 三角形は電力が流れる方向を示す
  • 三角形にマウスを重ねると、送電線の電力フローと総容量が表示される

• 最適化アルゴリズム

  • 最適な電力フローを見つけるためのアルゴリズムを使用
  • 特定の日付を選択し、各2時間スロットごとに発電所がどれだけ電力を生産すべきかを計算する
  • 総コストを最小化し、すべての電力消費を満たすことが目標
  • 各接続点と時間スロットごとに、次のような入力値を収集する
    • 近隣の居住地と産業の総消費量
    • 太陽光、風力、水力、石炭、石油、ガス、原子力の発電単価
    • 従来型発電所の総発電容量
    • 太陽光、風力、水力発電所の最大発電可能量
    • 各送電線の最大送電量

• データソース

  • データは pypsa-eur という研究論文から取得
  • pypsa-eur はヨーロッパ電力網データの最適化モデルを提供する
  • Fabian Neumann 氏と Tom Brown 教授の研究グループに感謝を述べる

• 現実性

  • 数学的計算は、実際の電力網運用者が使用しているものと同一
  • 実際の発電所の発電量は、時間とともに変動する価格によって変わる
  • pypsa-eur は過去の平均に基づいて価格を仮定し、最適化アルゴリズムを実行する

• なぜ重要なのか？

  • 今日の先進国における排出量の大半を削減する方法は、暖房と車両輸送を電化すること
  • ほぼ無排出で電力を生み出す必要がある
  • 再生可能発電を増やすだけでは問題は解決しない
  • 再生可能発電をどこに建設するかについて、戦略的なアプローチが必要

[GN⁺]

Hacker Newsのコメント

• この地図は不完全で、私たちの街の近くの川では20〜30kmにわたって3〜4基の発電所が接続されている1GW規模の水力発電が地図に表示されていない
• 可視化が妙で、線の太さがワット数に比例していそうに見えるが、そうではない。何を表しているのか分かりにくく、誤解を招きやすい
• UIは良く、興味深いデータもあるが、実際のリアルタイムデータに接続されているわけではなく、平均値の静的な推定にすぎない
  • 例として http://gridwatch.co.uk/ や https://gridwatch.templar.co.uk/france/ のようなサイトがある
• 2時間単位で利用しているというが、最終更新時刻を示す時計がないため明確ではない
• フランスを見ると、国全体が見えるズームレベルでは、すべての緑の点が原子力発電所の隣にある。フランスの電力網が主に原子力で動いていることを思い出させる
• 夏の間の地図を見て、異なる電源構成が異なる地図を生み出すのか確認できるとよいだろう
• これは監視ツールではなく予測ツールである点に注意する必要がある
• より速く、より明確なツールとして https://app.electricitymaps.com/ がある
• 地図が歪んでいて、それを変更する方法がないと、不合理なほど腹が立つ。ズームするほど歪みがひどくなる。完全にズームアウトしても角度の歪みがなくならない。これにはプログラマーの実際の努力が必要だったはずだ
  • 北を上に保たないナビゲーションのミニマップ（車やコンピューターゲーム）に似ているが、もっとひどい
• オーストリアの特殊性は揚水発電だ。山と谷が多いため、湖が巨大なバッテリーとして使われている。供給が過剰なときに水をくみ上げ、需要が高いときにエネルギーを生み出すために放流する
  • これは送電線を安定的に維持し、風力発電所の風不足、火力発電所の起動・停止時間、寒冷な天候による消費パターンの違いなどを補償する
• 電力網と私たちの国についていくつか学ぶことができてとても興味深く、これをきっかけにエネルギー市場について調べた
• 大陸全体が同期した電力網に接続されているなら、各国が電力を輸出入している相手をどうやって知ることができるのか気になった
  • 総輸入量や総輸出量は測定できるとしても、どの隣国から電気を受け取り、どの隣国へ送っているのかをどう把握するのか気になる