COP24の開催と、IPCCによる深刻な警告を受けて、一つ明らかなことがあります。地球温暖化を1.5℃に抑えるためには、クリーンエネルギー分野においてさらなるイノベーションが必要だということです。気候変動の規模と速度を考えると、クリーンエネルギー技術が利用可能になるまで何十年も待つ余裕はもはやありません。従来どおりのイノベーションでは、もはや十分ではないのです。幸いなことに、人工知能（AI）は科学的発見を促進する触媒として台頭しつつあり、クリーンエネルギーのイノベーションを市場により速く投入し、既存のビジネスモデルに変革をもたらしています。
クリーンエネルギーのバリューチェーンの中でも特定の部分、すなわち材料に対してAIを応用できる独自の機会が存在します。材料は、屋根に設置される太陽光発電パネルを構成する太陽電池など、クリーンエネルギーの基礎となるものです。クリーンエネルギー部品の製造に使われる材料を革新することは重要です。既存の材料の多くは有毒であり、地球上に豊富に存在せず、炭素集約的な加工を必要とするためです。
この状況は、クリーンエネルギー製造分野にとっての機会を示しています。新素材の開発にAIを応用すれば、研究者にとって貴重な研究室での時間を節約しながら、埋め込み排出量、毒性、コストを削減できます。試行錯誤による実験は、画期的な発見に至るまで何千回も繰り返されることがよくあります。代わりにAIは複雑な科学的作業を自動化し、研究者がより創造性と独創性を必要とする作業に集中できるようにすることが可能です。
このような形でAIを活用することは、製造業者に優位性をもたらし得ます。製造業者は、下流の生産工程の最適化に投資する傾向があり、その結果、センサー技術やプロセス最適化におけるAIの応用が数多く生まれてきました。しかし、上流の設計にAIを活用することは、まだ手つかずのビジネス機会であり、新素材の発見にかかる時間を短縮し、導入や商業化の戦略に資本を振り向けることを可能にし得ます。
現在のクリーンエネルギー製造工程は、高度に専門化されており、初期投資を必要とし、エネルギー集約的です。このため、市場は運営コストが低く、環境規制が緩い地域に大きく集中しています。例えばソーラーパネルについて見てみましょう。現在、その製造には2,000℃という高温が必要です。現在の技術では、重工業プロセスの脱炭素化は困難であり、そのような加熱に使用されるエネルギーが常に排出ゼロであるとは限りません。循環型経済においては、製品の製造に埋め込まれた排出量が、製品のライフサイクル全体にわたる全体的な排出プロファイルに寄与します。同じ製品をより少ないエネルギーで製造できるクリーンな化学反応をAIで開発すれば、エネルギーコストを削減でき、既存企業にさらなるイノベーションを進める経済的インセンティブを与えることになります。また、運営コストの低下は、新規参入を目指す挑戦者にとって市場参入のより良い機会にもなるでしょう。
製品の耐用年数の終わりに何が起こるかも重要ですが、見過ごされがちです。既存のリサイクル工程では、今日においてコスト効率よくリサイクルできるクリーンエネルギー機器はごくわずかです。例えば、リサイクルおよび再利用が可能なソーラーパネルを設計することは、2050年までに150億ドルを超える経済的利益を生み出す可能性があるというのが、IRENAによる2016年の報告書（上図参照）によるものです。
しかし、革新的な製造工程の設計は、使用される原材料の化学的特性に依存します。言い換えれば、代替材料を開発することで、既存の製造工程への依存を減らすことができます。例えば、3Dプリンティングに対応する新素材は、現地で生産できるため、世界的な輸送コストと関連する排出を回避できます。材料そのものの革新は、業界に必要とされている破壊的変化をもたらし、クリーンエネルギーをさらに安価でクリーンなものにするでしょう。
一部のクリーンエネルギー技術は、現在、希土類元素で作られています。例えば、ネオジムは世界で最も強力な磁性材料であり、風力タービンなどのモーターや発電機に使用されています。希土類元素は、主にそれが豊富で採掘コストが安い少数の国々で採掘、加工、生産されています。原材料をこのように少数の国に依存することは、クリーンエネルギーのバリューチェーンの上流における競争の激化、価格変動、地政学的緊張を招く可能性があります。そのため、低コストで調達される地球上に豊富な材料を用いてクリーンエネルギーを生産することは、戦略的な地政学的利益をもたらします。
企業は、クリーンエネルギー製造におけるAIの上流応用に関する最近の画期的な成果から教訓を得ることができます。こちらがAda（Autonomous Discovery Accelerator：自律的発見加速装置）です。世界初の自動運転研究室です。19世紀にコンピュータサイエンスに革命をもたらした科学者、エイダ・ラブレスにちなんで名付けられました。Adaは、わずかな時間とコストでクリーンエネルギーの製造方法を変革できる可能性があります。高い計算能力を用いて材料を自律的に試験することで、Adaはソーラーパネルの耐久性を高め、二酸化炭素を有用な燃料に変換することを目指しています。
Adaは、ミッション・イノベーションの、より広範な取り組みの一環です。ミッション・イノベーションは23か国と欧州連合による国際協力の枠組みであり、世界中に材料加速プラットフォーム（MAP）を展開することを目指しています。カナダとメキシコは、クリーンエネルギー材料イノベーション・チャレンジの共同リーダーとして、この戦略的取り組みを主導しており、新たな環境的・産業的ニーズに応える解決策に投資しています。この技術はまもなく他の複数の国々にも展開される予定で、特定の地域や企業の用途に対応するロボティクス・プラットフォームのグローバルネットワークを生み出すことになります。
政府は、AIを活用したクリーンエネルギー材料の発見において先手を打っており、これが国家および世界的な戦略的関心分野であることを示しています。公的リスク資本は、産業界のコスト削減を後押しし、先進的な製造業におけるAIの幅広い導入を可能にしています。クリーンエネルギー材料をより安価で、よりクリーンで、より耐久性のあるものにすることは、環境にとってよいだけでなく、ビジネスにとっても有益です。
