サハラ以南アフリカにおける安全なエネルギー取引と電化への分散貢献の最小コスト評価のためのブロックチェーン技術の活用

国際エネルギー機関は、サハラ以南アフリカ（SSA）での電力需要が2040年までに年平均4%増加すると予測しています。これは、SSAで約6億2000万人が電気なしで生活していることを意味します。全ての人が電気にアクセスできるべきという国連の2030ビジョンに従い、新しい技術と方法の提供が重要です。世界の他の国々と比較して、スマートグリッド（SG）はSSAで新興の技術です。SGは、エネルギー生産者と顧客の間の双方向通信ネットワークを提供する情報技術強化型の電力網です。また、再生可能エネルギー、スマートメーター、エネルギー需要を管理し、発電コストを削減するためのスマートデバイスを含みます。しかし、SGはエネルギー泥棒、信頼の欠如、セキュリティ、プライバシー問題などの内在的な課題に直面しています。したがって、本論文では、サービス提供を改善しつつ発電コストを最小限に抑え、SSAにおける歴史的な反感とサイバーセキュリティリスクに対処するために、ブロックチェーンベースの分散エネルギーシステム（BDES）を提案します。さらに、エネルギー不足と固定価格スキームは、SGにおける注文の不均衡などの懸念を引き起こす可能性があります。本論文は、価格交渉とインセンティブメカニズムを含むブロックチェーンベースのエネルギー取引システムも紹介し、注文の不均衡に対応します。さらに、既存のエネルギー計画モデルは、充填率（FR）とサービスレベル（SL）の影響を考慮していません。エネルギーの信頼性が発電コストに与える影響をFRとSLを使って測定する最小コスト解決策として、ブロックチェーンレベル化コストオブエネルギー（BLCOE）が提案されます。シミュレーション結果は、提案されたモデルの性能を示し、中央集権型、分散型、およびBDESインフラの相対的なエネルギー発電コストに応じて最小コストオプションが変化することを示しています。ブルキナファソ、コートジボワール、ガンビア、リベリア、マリ、セネガルのケーススタディは、BDESに対してより適した状況を示しています。他のSSA諸国においても、BDESは大規模な人口と地域をコスト効率よくサービス提供できます。さらに、BLCOEは、バッテリーで約95%、太陽光モジュールで75%のエネルギーコストを削減します。将来のBLCOEは、文献にある既存のシステムの0.15 /kWhと比較して、SSA全体で平均約0.049 /kWhとなります。