なぜエアコン業界は世界の気温上昇の解決の鍵を握るのか

Ice crystals are seen on a window in the New York City suburb of Nyack, New York February 13, 2015. Bitter cold temperatures were expected to grip much of the northeast U.S. Friday and through the weekend as some of the coldest air of the season moved into the region according to local reports. REUTERS/Mike Segar (UNITED STATES - Tags: ENVIRONMENT) - GM1EB2D1MKL01
The report brings to light the need for a breakthrough cooling solution across the world.Image: REUTERS/Mike Segar
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私たちの地球は年々温暖化しています。気候変動に関する政府間パネル(IPCC)の最新報告書は、地表温度が2050年までに1.5°C上昇する可能性が高いと警告しています。地球温暖化により、世界人口の約75%が潜在的に致死的な熱暴露のリスクにさらされ、2100年までに年間20日以上にわたり、多くの暑く湿度の高い地域の人々の生活条件に悪影響を及ぼす可能性があります。冷房の必要性は、ウェルビーイングと生産性のために、そして極端な場合には生存のために、急速に不可欠なものになりつつあります。気温が上昇するにつれて、熱的快適性のためのエアコンへの依存も高まり、冷媒として強力な温室効果ガスを使用するこれらのエネルギー集約型機器からの排出がさらなる温暖化を引き起こし、悪循環を生み出しています。

地球を温暖化させることなく効率的な冷房を実現することの緊急の必要性を認識し、ロッキーマウンテン研究所は、最新の報告書「グローバル冷房の課題の解決:ルームエアコンがもたらす気候変動の脅威にどう対抗するか」を、インド・ニューデリーで開催された「グローバル冷房イノベーション・サミット」において本日発表しました。「グローバル・クーリング・プライズ」は、気候への影響を少なくとも5分の1に抑える住宅用冷房ソリューションの開発を促進し、報いることを目的としたイノベーション・チャレンジであり、同サミットにおいて、インド連邦政府の科学技術・地球科学・環境・森林・気候変動担当大臣であるハルシュ・ヴァルダン博士(Honorable Union Minister)および世界各国の要人によって立ち上げも発表されました。

この報告書は、世界、特に高温多湿な気候の発展途上国において、画期的な冷房ソリューションの必要性を明らかにしています。これは、エアコン需要の拡大がもたらす重大な経済的・環境的影響を相殺するためです。報告書の分析によれば、気候への影響が5分の1の住宅用冷房ソリューション(5Xソリューション)を急速に拡大・普及させれば、2050年までに最大1000億トンのCO2換算排出量を防ぎ、今世紀末までに地球温暖化を最大0.5°C緩和できるとされています。

報告書からの知見

市場の失敗により、エアコン業界には技術革新へのインセンティブがほとんどない

エアコン(AC)業界における技術革新の停滞には、いくつかの市場要因が寄与しており、その中で最も重要な要因は、ライフサイクルコストではなく初期費用の安さを重視する顧客の志向です。これにより、AC業界は規模の経済に注力するようになり、極めて集約された業界構造が生まれました。ACメーカーは、低価格で消費者に製品を販売することで大量販売を追求しており、それらの製品のエネルギー効率は最低エネルギー性能基準を満たすか、わずかに上回る程度にとどまっています。その結果は驚くべきことではありません。最高性能の従来型の蒸気圧縮方式のルームエアコンでさえ、理論上の効率限界のわずか約14%しか達成していないのです。一方で、隣接する産業(例:LED照明、太陽光パネル)では、技術が理論上の最大値に向けて急速に加速しているのが見られます。

図1:異なる産業が達成した理論上の最大効率

予測されるルームエアコンの普及拡大は重大な影響を伴う

報告書は、世界のルームエアコン(RAC)の保有台数が、現在の約12億台から2050年までに45億台へと増加すると推計しています。発展途上国では、現在の保有台数の約5倍に増加すると見込まれています。RMIの分析によれば、現行施策が継続されるシナリオ(報告書の参照シナリオ[RS])では、予測されるRACの増加には約2,000ギガワットの新たな発電能力が必要となり、約5,400テラワット時の電力需要を生み出すとされています。これは、現在の米国、日本、ドイツの年間電力消費量の合計に相当します。その結果生じる排出量は、2050年までの累積で1,320億〜1,670億トンの二酸化炭素換算量(CO2e)に達すると推定されており、2100年までに地球の気温を0.5°C以上上昇させることになります。

従来型のソリューションには限界がある

報告書は、従来型のソリューションや戦略を評価し、報告書の改善シナリオの一環として、RACの増加による影響をどの程度中和できる可能性があるかを検証しています。分析によれば、政策、技術、運用・保守の慣行において加速的な取り組みを想定し、さらにキガリ改正で定められたハイドロフルオロカーボン(HFC)の段階的削減要件への完全な遵守を想定した場合でも、RACの指数関数的な増加による排出影響を中和することにはほど遠いことが示されています。従来型のソリューション、技術の漸進的な改善、さらには系統網における再生可能エネルギーの急速な導入でさえ、課題のごく一部にしか対処できません。

図2:従来型のソリューションがどこまで到達できるか

気候への影響が5分の1の、極めて効率的なエアコン(5Xソリューション)は、将来の冷房課題に対処する可能性を秘めている

冷房需要の急増は、重要な開発・社会的ニーズに応えるものである一方、同時に気候に対する最大級のエンドユース・リスクの一つでもあります。気候変動の暴走を招くことなく、世界の急増する冷房需要に効率的に応えるため、報告書は、気候への影響が5分の1の住宅用冷房ソリューション、すなわち5Xソリューションを構想しています。5Xソリューションは、基本的に、電力消費の削減と環境に優しい冷媒の使用を組み合わせたもので、資源効率と費用対効果に優れたソリューションです。分析によれば、2040年までに5Xソリューションを急速に普及・拡大させれば、2050年までに最大1000億トンのCO2e排出量を防げる可能性があります。この効果は、欧州連合(EU)の28か国すべてが直ちにカーボンニュートラルになることに相当します。電力網への負担も大幅に軽減され、電力節減によるだけでも、新規発電設備への資本支出を1.4兆ドル超回避でき、その資本を他の開発・国家的優先事項に振り向けることができます。

図3:2050年のルームエアコンの運転による電力消費

5Xソリューションは既存技術の組み合わせによって実現可能である

RMIの研究は、5倍低い気候影響のソリューションへの飛躍を支える技術が、現在ほぼ存在していることを確認しています。分析によれば、標準的な1.5冷凍トン(TR)のルームエアコンの電力消費は、既存技術を用いることで約5分の1に削減でき、低地球温暖化影響の冷媒と組み合わせることで、少なくとも気候影響を5分の1に低減できます。

図4:従来技術を用いた5X効率ソリューションへの道筋

深宇宙放射冷却、熱電冷却、熱イオン冷却、磁気熱量冷却、熱音響冷却、改良型乾燥剤材料を用いた高度な除湿など、いくつかの新興技術は、低いエネルギー消費と費用対効果の向上に向けて、プロトタイプ段階で可能性を示してきました。これらの技術は、従来の蒸気圧縮技術を補完する、あるいは競合さえする可能性があり、気候影響低減のさらなる機会をもたらすかもしれません。

イノベーションに向けた行動の呼びかけ

世界的な冷房課題の大きさは、緊急の行動を求める呼びかけとなっています。解決策は、気候への影響を5分の1にする、極めて効率的で気候に優しい冷房技術にあり、それは私たちの手の届く範囲にあります。必要なのは、この解決策を促進し拡大するために必要な市場エコシステムであり、世界中の変革の担い手がそれを実現するために踏み出す必要があります。これを踏まえ、世界的なパートナー連合は、手を携えて「グローバル・クーリング・プライズ」を立ち上げました。これは、AC業界を革新し、一変させることを目的とした、前例のないイノベーション・チャレンジです。ロッキーマウンテン研究所、Conservation X Labs、エネルギー効率経済同盟(AEEE)、CEPT大学が運営し、同賞はインド政府およびミッション・イノベーションの支援を受けており、急成長する市場向けの冷房ソリューションを開発する絶好の機会を世界中のイノベーターに提供します。

今こそ、私たち全員が力を合わせ、業界を後押しし、イノベーションを促進し、変革的な変化に向けて市場を整える時です。グローバル・クーリング・プライズに参加し、地球を温暖化させることなく、すべての人に冷房を提供する取り組みを支援してください!

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