エネルギー転換の次なる大きな課題はシステム統合

A visitor looks at the solar cells which are incorporated into window glasses in the Shanxi Nyke Solar Energy Technology company in Taiyuan, Shanxi province December 3, 2010. China is considering investments of up to $1.5 trillion over five years in seven strategic industries, sources said, a plan aimed at accelerating the country's transition from the world's supplier of cheap goods to a leading purveyor of high-value technologies. The targeted sectors include alternative energy, biotechnology, new-generation information technology, high-end equipment manufacturing, advanced materials, alternative-fuel cars and energy-saving and environmentally friendly technologies: The energy transition's next phase is more about systems than technology
The energy transition's next phase is more about systems than technologyImage: REUTERS/Stringer
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  • クリーン技術はすでに大規模に機能し、コスト競争力も備えている。いま中心となる課題は、エネルギーの安定性、手頃な価格、安全性を保つために、電力、産業、運輸、デジタルインフラ全体でこれらを統合することだ。

  • エネルギー転換の新たな段階は、前の段階を土台とする三つの波となって進んでいる。規模拡大とコスト削減、技術とインフラの拡充、そしてシステム統合だ。

  • この記事は最初にサウスチャイナ・モーニング・ポストに掲載された。記事はこちらを参照。

この10年の大半、エネルギー転換をめぐる議論は、クリーン技術を大規模に導入できるのかという一つの問いを中心に展開してきた。

その問いには、ますます答えが出つつある。太陽光パネル、風力タービン、蓄電池、電気自動車は周縁から主流へと移り、主要技術は一層費用対効果が高く、効率的になり、より迅速に導入できるようになった。多くの市場で、こうしたエネルギー源はもはや未来のエネルギーではなく、いまのエネルギーとなっている。

今日の課題は、個々の技術が機能することをさらに証明するだけではない。急速に拡大する世界の需要に応えながら、安定性、手頃な価格、安全性を維持する電力・産業システムへと、分野をまたいでこれらの技術を統合することだ。

この変化は、エネルギー転換が成熟の新たな段階に入ったことを示している。そこでは、システム設計が技術革新と同じくらい重要になる。その進化は、重なり合う三つの波として続いている。

第一の波は、規模拡大を通じて実現可能性を示すことだった。この10年、製造と導入の拡大によって、いくつかの中核技術のコストが劇的に低下した。これが最も明確に見られるのは中国だ。

中国による太陽光発電の拡大、風力発電、蓄電池、電気自動車の普及により、かつては高価な選択肢だったものが、手に届きやすく価格も手頃な量産品へと変わった。規模が拡大するにつれて価格は下がり、サプライチェーンは成熟し、学習曲線は加速した。その結果、排出量が減っただけでなく、手頃なエネルギーとは何かという考え方も塗り替えられた。

この変化の影響は中国にとどまらなかった。太陽光パネルの低価格化は世界各地の電力市場を変えた。蓄電池コストの低下により、所得層を問わず電動モビリティが普及した。かつて環境面での選択だったものが、経済的な選択にもなった。第一の波は、脱炭素化と経済成長が両立し得ることを示した。

しかし、成功は新たな圧力を生んだ。電力需要が増加したのだ。家庭だけでなく、産業、運輸、冷房、データセンター、デジタルインフラからの需要も増えた。同時に、鉄鋼、セメント、化学、海運、航空など、排出削減が特に難しい分野では、排出量を迅速に減らすための、手頃で規模拡大が可能な道筋が依然として不足していた。ここで第二の波が始まる。

第二の波は、実用可能な技術の幅を広げ、それを支えるインフラを構築する段階だ。長時間蓄電、水素、炭素回収、先進的な原子力、超伝導体、クリーン燃料、そして次世代電力網が、限定的な用途から大規模導入へと移行している。

第一の波と同様、道筋は一つではない。各地域は、資源の賦存状況、産業構造、政策選択に形作られ、それぞれ異なる出発点から前進する。

この波では政策が決定的な役割を果たす。許認可や電力網への接続から、基準、市場設計、投資枠組みに至るまで、ルール、インセンティブ、実施の仕組みを定め、新たな技術を統合システムの中で導入可能、相互運用可能、投資可能にする。

例えば湾岸地域では、新技術を可能にするため、送電網の整備と相互接続の構築が加速している。その一環として、高圧直流相互接続設備の改修や新たな高圧連系線の整備が進み、地域全体の電力安全保障とシステムの安定性を高め、再生可能エネルギーの比率を引き上げている。

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英国では、規制当局と電力事業者が、再生可能エネルギーと蓄電を統合するため、送電網への数十億ポンド規模の投資を通じてこの拡大を後押ししている。南アフリカでは、競争入札による調達プログラムが民間資本を呼び込んできた一方、最近の改革では電力網への接続とシステムの準備状況に重点が置かれている。

こうした技術が成熟し、普及を加速する一方で、より深い変化が進んでいる。第三の波は、設備をさらに増やすだけではなく、それらを連携して機能させることにある。

これはエネルギーとデジタルの融合の段階だ。電力、分子、データはもはや個別に管理されていない。市場、ソフトウェア、インフラを通じて絶えず相互作用し、地域や分野をまたいで需給を調整している。

工場、データセンター、港湾、家庭は、単なるエネルギー消費者ではなく、協調的なシステムの参加者だ。

その兆しはすでに見られる。電力システムは、再生可能エネルギー、蓄電、柔軟な需要を調整するリアルタイム市場やデジタルプラットフォームを通じて運用されるようになっている。

大規模な産業需要家は、固定負荷として扱われるのではなく、システム運用に組み込まれつつある。送電網運用者は、データ駆動型のツールを使ってネットワークを計画し、混雑を管理し、接続を迅速化している。

デジタル化は、全体をつなぐ役割を果たす。高度なパワーエレクトロニクス、センサー、ソフトウェアにより、電力網ははるかに複雑な状況に対応できる。

人工知能による予測、保守、需給バランスの調整、システム全体の統合の最適化は、まだ始まったばかりだ。需要のピークや供給の落ち込みをより的確に予測し、停電につながる前に設備の問題を発見し、蓄電と柔軟な消費をより円滑に管理できるようになる。

重要なのは、重工業の脱炭素化が進む中で、水素供給、二酸化炭素の輸送・貯留、産業の電化のいずれにおいても、共有インフラが不可欠になることだ。これは、世界経済フォーラムが取り組む産業クラスターの移行にも反映されている優先課題だ。

分断されたプロジェクトを協調的なシステムに置き換えることで、共有インフラはコストを削減し、リスクを最小限に抑えながら、導入を加速する。

これら三つの波を総合すると、エネルギー転換の重心が移りつつあることがわかる。

第一の波は、クリーン技術を大規模に展開できることを証明した。第二の波は、技術基盤を広げ、インフラを強化する段階だ。第三の波は、発電、蓄電、需要、産業利用を一つの運用原理のもとに統合し、整合させる段階だ。

エネルギー転換はもはや、技術が実力を証明する物語ではない。システムが形を見いだす物語だ。次の10年を決めるのは、何を構築できるかだけでなく、すでにあるものをどれだけうまく接続し、調整し、最適化できるかでもある。転換の次なる変革段階は、そこにある。

これを正しく進めることは、事業と経済にとって決定的な機会となる。システムコストを下げ、レジリエンスを強化し、競争力、投資、雇用の新たな源を切り開く。

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