再生可能エネルギーによる発電が拡大を続けるにつれ、エネルギー最適化のための柔軟性の重要性が高まっています。
電力の30%がメーターの先で無駄になっており、エネルギー最適化には大きな機会があります。
エネルギー・エコシステム全体のステークホルダーは、協働のモデルを示すことで主導的な役割を果たすことができます。
現在、推計によると電力の30%が建築環境において無駄になっています。これは照明を点けっぱなしにすることよりもはるかに大きな問題であり、複雑なシステムが非効率に稼働していることの結果で、年間で数千億ドル规模の無駄に相当します。
新たな技術によってエネルギーの生産と消費の在り方が変化する中、サプライヤーと需要側の消費者は、環境への影響を低減しながら効率性と回復力を高めるために協働する必要があります。
再生可能エネルギーの台頭
電力システムは、急速かつ前例のない変革の只中にあります。エネルギー・シンクタンクのEmberによると、2024年にはクリーン電力が世界の電力の40%超を発電しました。これは特に太陽光発電を中心とした再生可能エネルギーの記録的な成長によるものです。
再生可能エネルギーの急速な拡大は減速する兆しを見せておらず、太陽光発電と風力発電のコスト競争力に支えられ、特に欧州などの地域におけるエネルギー安全保障上の懸念によって後押しされています。しかし、再生可能エネルギーの普及率が高まるにつれ、エネルギーの生産はより変動しやすくなっています。
太陽光の発電量は正午にピークを迎え、風力は夜間にピークを迎え、水力は干ばつによって変動します。このような場面で柔軟性が役割を果たします。再生可能エネルギーが発電においてわずかな役割しか果たしていなかった時には、これは管理可能な課題でしたが、再生可能エネルギーがシステムの基幹を形成する今、これは決定的に重要な課題となっています。
例えばギリシャでは、システム運用者のデータによると、28.7テラワット時（TWh）の再生可能エネルギーが2024年の総発電量の55%を占めており、2019年の11.5TWh、シェア22%から2倍以上に増加しました。
供給側の柔軟性は極めて重要ですが、需要側には未活用の潜在力があります。
電力システムにおける柔軟性とは、新たな状況に迅速に適応する能力を指します。柔軟性は、蓄電（バッテリーと揚水発電の両方の形態）、柔軟な発電、相互接続、スマートグリッド、需要側応答、エネルギー管理、デジタルインフラから生まれます。
柔軟性がなければ、システムは天井に突き当たります。クリーンエネルギーがどれほど安くなっても、完全に活用できなければその価値は低下します。
柔軟性を備えた資産は、この非効率性に直接対処し、変動性を価値へと転換します。その根拠は明確です。柔軟性は出力制限を減らし、再生可能エネルギーの普及率を高め、システム全体のコストを引き下げます。
柔軟性を提供する技術は、ますます成熟し、費用対効果も高まっています。リチウムイオン電池は急速なコスト低下を見せており、パック価格は2010年以降、わずかに90%を超えて下落しました。出典はBloombergNEFです。
世界的に、柔軟性への投資は増加しています。例えば2024年には、エネルギー貯蔵に約540億ドルの投資が行われ、2023年から35%増加しました。出典はBloombergNEFです。
SolarPower Europeの報告書によるとでは、太陽光発電と並行して柔軟性のある技術を導入することで、2030年までに年間で320億ユーロの純システムコスト削減につながる可能性があると推計されています。
イノベーション：需要側の促進要因
供給側の柔軟性は極めて重要ですが、需要側には未活用の潜在力があります。スマートメーター、需要応答プログラム、エネルギー効率化技術により、企業と消費者は電力網の安定化と最適化に積極的に貢献できるようになっています。
需要側の柔軟性とは、最適な負荷点、利用可能性、価格に基づいてエネルギー消費を調整することを指します。これは、さまざまな技術と戦略を通じて実現できます。
システム設計とイノベーション： 建物は大量のエネルギーを消費します。暖房、冷房、制御を統合した建物の先進的な熱システムは、効率性と柔軟性を大きく向上させることができます。全電化システムは、従来の方法と比べて3～4分の1のエネルギーで済み、コストを削減し、収益性を高めます。氷蓄熱などの蓄熱システムも、エネルギー使用をオフピーク時間帯にシフトさせることで、光熱費を削減できます。
AIを活用した効率の最適化： デジタルツールと人工知能（AI）は、暖房・冷房システムを強化し、よりスマートで柔軟性が高く、効率的なものにすることができます。建物のデータや気象予報を活用することで、AIはエネルギー使用を最適化し、コストを削減するとともに、複数の建物における電力需要を低減します。商業ビルにおけるAI駆動型のエネルギー管理システムは、エネルギー消費を最大20%削減できます。
電化とAIは全体像の一部であり、ピーク時の電力網への負荷軽減に役立ちます。熱管理システムは、独自の郵便番号を持つほど大規模な建物の脱炭素化に貢献しており、より小規模な建物においても、エネルギーとコストを節約するために機能することができます。
研究は、物理情報ニューラルネットワーク、自動制御、データ基盤へと及び、エネルギーの最適化と持続可能なインパクトを加速させます。これらのイノベーションには経済的な合理性があり、楽観視できる理由があります。
エネルギーをより手頃で回復力のあるものにする
あらゆるメガワット時のエネルギー、特にクリーンな電力は、無駄にするにはあまりに価値があります。そうすることは、効率性、成長、気候変動対策の機会を逃すことになります。エネルギーの供給と需要の両面における柔軟性は、消費者がエネルギーとコストを削減するのに役立つだけでなく、電力網の安全性と持続可能性を支えます。
柔軟性の恩恵を十分に実現するためには、規制の枠組みによってその収益化を促進する必要があります。電力のダイナミック・プライシングは、システムの変動性をより的確に捉え、柔軟性のある電源の迅速な応答に報いることができます。
分散型資源の統合には、電力網の近代化とデジタル化が不可欠である一方、計画プロセスはシステム全体の効率性を優先しなければなりません。これにより柔軟性の真の価値が明らかになり、化石燃料への依存を減らし、消費者に手頃な価格の電力を届けつつ、現代の電力システムの回復力を高めることができるでしょう。
イノベーションと研究において目覚ましい進展があり、これらの課題を共に解決する技術、人材、そして決意があるなら、より柔軟で、効率的で、回復力のあるエネルギー・エコシステムを創出することができます。
