産業における柔軟性は確かに存在するが、限界がある。大規模製造業者は、生産性、安全性、競争力に影響を与えることなく、電力使用量を急速に削減することはしばしば困難である。
より精度の高い予測と信頼できるデータ交換は、柔軟性市場単独よりも短期的に大きな価値をもたらす可能性がある。
エネルギー転換には分野横断的な協力が必要であり、産業クラスターは調整プラットフォームとして重要な役割を果たすことができる。
産業や輸送システムの電化が進むにつれ、多くの地域で電力需要の増加ペースが送電網の拡張速度を上回っている。企業が近接して事業を展開する地理的エリアである産業集積地は、限られた電力供給能力を巡って競合しており、輸送システムは信頼性の高いリアルタイムの電力供給に依存するようになっている。同時に、地政学的な不安定性により、各国はエネルギーのレジリエンスと産業安全保障について再考を迫られている。
この新たな状況下では、もはや十分なクリーン電力をいかにして生み出すかという問題だけではなく、産業界、送電網事業者、輸送システムが連携したエコシステムとして計画、投資、運営を行えるようにすることが課題となっている。
ヨーテボリにおける実例テストケース
これがスウェーデンのTranzero Energyの出発点だった。 コラボレーションプロジェクト 産業、運輸、エネルギー分野の関係者間の連携。参加企業には、ボルボ・グループ、ボルボ・カーズ、スカニア、ステナ・ライン、ヨーテボリ港、ヨーテボリ・エナジー、ヨーテボリ・エナジー・ネットワークス、ヴァッテンフォール、ヴァッテンフォール・ディストリビューションなどが含まれ、AIスウェーデンがこのイニシアチブを調整した。
この予備調査では、過去1年間にわたり、電力システムがますます制約され複雑化する中で、産業クラスターのアプローチが関係者の回復力と柔軟性を高めるのにどのように役立つかを検証しました。具体的には、適切な時期と場所で、十分な規模で、競争力のあるコストで、化石燃料に頼らないエネルギーへのアクセスを確保する方法を検討しました。調査結果は、産業電化に関するいくつかの一般的な前提に疑問を投げかけるとともに、移行を組織化する新たな方法を示唆しています。
パートナー各社は、特定のユースケース分野に焦点を当てることを決定した。それは、ヨーテボリ地域に位置し、北欧有数の産業・物流エコシステムの中心地であるヒシンゲン地区である。
今回の調査結果は、ヨーテボリにとどまらず、ヨーロッパ全土、そして世界中の産業集積地が同様の課題に直面していることから、はるかに広範な地域に影響を及ぼす可能性が高い。
産業用電力網の柔軟性が、見た目以上に複雑な理由
ヨーロッパ全域において、電力系統が逼迫した際に、電力消費者、生産者、または蓄電設備が消費量や発電量を調整できる能力である産業柔軟性は、将来の電力系統のバランスを取るための重要な手段としてますます注目されています。これは、特定の産業プロセスが電力系統の逼迫期間中に消費量を一時的に削減できる能力に基づいています。Tranzero Energyプロジェクトは、このことを実際に検証し、その可能性と複雑さの両方を改めて示しました。つまり、潜在力は確かに存在するものの、産業主体、プロセス、そして地域の状況によって大きく異なるということです。
参加産業全体を対象とした分析によると、大規模製造業やプロセス産業では、生産性、納期、安全性、競争力に影響を与えることなく電力使用量を迅速に削減する能力が限られている場合が多いことが明らかになった。場合によっては、突然の電力供給停止は、機器の損傷や重要な産業プロセスの中断のリスクがあるため、技術的または経済的に不可能である。
柔軟性は確かに存在するが、その価値はタイミング、期間、そして経済的影響に大きく左右される。十分な事前通知があれば対応できるプロセスもあれば、深刻な電力系統障害発生時には全く対応できないプロセスもある。
これは、最も経済的に効率的な柔軟性の源泉が、必ずしも中核的な産業生産の中に存在するとは限らないことを示唆している。スマート充電、V2G（Vehicle-to-Grid）技術、蓄電池、暖房システムといった需要応答型ソリューションは、産業生産を中断するよりも、より低い社会的コストでより大きな利益をもたらす可能性がある。
予測エネルギー予測による電力網負荷の軽減
このプロジェクトで最も明確に得られた知見の一つは、より精度の高い予測と計画を、電力網所有者との緊密な連携と組み合わせることで、電力消費量を調整することで利用者に報酬が支払われる柔軟性市場単独よりも、短期的に大きな価値を生み出すことができるということだった。
電力システムの変動性が増大するにつれ、実際の電力消費量や発電量が予測・契約値から乖離した場合に発生する不均衡コストが急速に増加している。これは、産業界や大型輸送の電化にとって、ますます大きな課題となっている。
特に充電事業者や運送会社にとって、これは大きな課題となる。すなわち、大型車両がいつ、どこで充電を必要とするかを予測することだ。この不確実性はコストを生み出し、電動輸送事業の経済性に影響を与える可能性がある。
Tranzero Energyは、AIベースの短期予測モデルが、産業界や送電網事業者が電力需要をより的確に予測し、系統負荷を軽減する上で、実用的なツールとなる可能性を秘めていると指摘した。大規模電力消費者、エネルギー供給事業者、送電網事業者間で予測を共有することで、コスト削減と送電網全体の効率向上を実現できる可能性がある。
ますます複雑化する電力システムにおいては、予測能力と信頼できるデータ交換は、長期的な物理インフラ投資と並んで、極めて重要な要素となる可能性がある。
大型電気輸送のための統合エコシステムの構築
輸送手段の電化には、輸送手段の購入者や車両メーカーから、充電事業者、エネルギー供給業者、送電網会社に至るまで、エコシステムを構成する多くの要素が連携して発展していく必要がある。
電気輸送が実際に機能するためには、車両技術だけでは成功しない。安定した充電設備、予測可能な電気料金、そして日常業務への支障を最小限に抑えることが必要だ。
将来的には、新たな料金体系、改良された予測ツール、予約システム、そしてリスクをより公平に分担するビジネスモデルが必要となる可能性があり、それによって電化が関係者全員にとって商業的に理にかなうものとなるでしょう。商業輸送においては、事前予約によって、事業生産性を維持しながらエネルギーシステム全体のコストを抑制するために必要な予測可能性が確保されます。
異業種連携：電力網管理における欠落した要素
トランゼロ・エナジー事件から得られた最も重要な教訓は、技術的なものというよりは組織的なものだったと言えるだろう。
この取り組みにより、産業界、送電網事業者、エネルギー企業が、事業運営上の現実、リスク、制約について議論できる構造化されたフォーラムが構築されました。このプロセスだけでも、普段はこれほど緊密に連携することのない関係者間の相互理解を深めることで、大きな価値を生み出しました。
電力、輸送、産業システムが相互接続性を高めるにつれ、産業クラスターはエネルギー転換を管理するための重要なプラットフォームとなる可能性がある。
ヨーテボリでの経験は、産業の電化への移行は、単に送電網の容量を増やすことや、産業界が無限に柔軟になることを期待するだけでは解決できないことを示唆している。競争力、回復力、脱炭素化を同時にバランスよく実現できる、より高度なシステムが必要であり、そのためには、新しい技術だけでなく、新たな協力体制も必要となるだろう。
ヨーテボリ港の広報担当官であるステファン・ストロンベリ氏も、この記事に寄稿しました。
