気候変動に効果的に対処するためには、今後20年間でエネルギーシステムを全面的に刷新する必要があります。
再生可能エネルギーがこの方程式の一部を担うことは明らかですが、それだけが唯一の解決策であってはなりません。
電力とガスがシームレスに補完し合う、エネルギーシステムの統合的なビジョンが、エネルギー課題への対応の鍵となります。
気候変動に効果的に対処するためには、今後20年間でエネルギーシステムを全面的に刷新する必要があります。「パリ協定」の下で、温室効果ガス排出量を迅速かつ持続可能な形で削減するという明確な約束が交わされました。すでに、国際エネルギー機関（IEA）が発行した「世界エネルギー見通し2024」報告書に示されているように、前向きな兆しが見え始めています。IEA）。この報告書は、2023年に560ギガワット（GW）を超える新たな再生可能エネルギー発電容量が追加されるなど、再生可能エネルギーがかつてない速度でエネルギーシステムに組み込まれていることを示しています。
クリーンエネルギープロジェクトへの投資額が年間2兆ドルに迫っており、これは新たな石油・ガス・石炭の供給に費やされる額のほぼ2倍にあたるという事実からも、パラダイムシフトの証拠が見て取れます。確かに事態は動いていますが、導入状況は国や地域によって非常にばらつきがあります。欧州は、「欧州グリーンディール」の中で気候政策を打ち出しました。これは、2050年までに気候中立を達成する初の大陸となることを目指す野心的な計画です。
統合的なビジョン：電子と分子の相乗効果
この変革の中心にあるのはエネルギーシステムであり、それは次のようなトリレンマに直面しています。すなわち、ネットゼロを達成しつつ、常にエネルギーの供給を確保し、社会にとって最小限のコストでそれを実現することです。再生可能エネルギーがこの方程式の一部を担うことは明らかですが、それだけが唯一の解決策であってはなりません。私は、このトリレンマがもたらす課題に対応する鍵は、エネルギーシステムの統合的なビジョンにあると考えています。言い換えれば、電子（電気）と分子（ガス）がシームレスに補完し合うアプローチです。
再生可能エネルギーは、その大きな可能性と極めて重要な役割にもかかわらず、間欠的なエネルギー源です。太陽が照らず風が吹かないときには、グリーンまたは低炭素の分子が代わりを担うことができます。逆に、再生可能エネルギーの発電量が必要量を上回る場合には、余剰エネルギーを回収して貯蔵することができ、例えば電気分解によって製造される水素の形で貯蔵することが可能です。
再生可能エネルギーには、大きな経済的課題もあります。欧州全体で、電力が占めるのは最終エネルギー消費のわずか約20%にすぎませんが、電化には大規模な投資が必要です。多くの場合、ガスを貯蔵したり長距離輸送したりする方が、電力を送電または貯蔵するよりも依然として費用対効果が高くなります。電力とガスを組み合わせて活用するハイブリッドなアプローチが、勝利につながる戦略となる可能性があります。
最後に、電化は、重工業や特定の産業分野、特にエネルギー集約型産業の脱炭素化という点では、技術的にも経済的にも常に実行可能な解決策を提供できるわけではありません。化学産業は、そのプロセスの原料としてグリーンガスや低炭素ガスを必要としています。ガスは、例えば食料生産や農業に不可欠な肥料、また製造業で使用されるプラスチックの生産において、必要不可欠な投入材です。さらに、ガラス、セラミック、セメント、鉄鋼産業で用いられるプロセスを含む多くの産業プロセスでは、非常に高い温度が必要とされます。最後に、二酸化炭素回収・利用・貯留（CCUS）は、セメント製造のように副産物として大量のCO₂を排出する産業プロセスにとっての解決策となります。
モデルを活用したより賢明な意思決定
では、将来のニーズを満たすために、すべての要素が適切に組み合わさったエネルギーシステムをどのように構築できるのでしょうか。未来を見通す水晶玉がない中で、エネルギーシステムのシミュレーションおよび最適化モデルは、さまざまなシナリオを検証し、パラメータを調整し、異なる技術の貢献度を評価する上で非常に有用なツールであり、私たちの選択がもたらす影響を明らかにしてくれます。
エネルギートリレンマを構成する各要件は、当初ベルギー向けに開発され、リエージュ大学（ULiège）との協力のもとで構築されたシミュレーションモデルを用いて検証され、その後、北海に面したすべての国を対象とするように拡張されました。結果は、既存の需要シナリオ（ENTSOG－ENTSO-E）と、バイオメタン、グリーン水素および低炭素水素、再生可能エネルギー、そして／または二酸化炭素回収・貯留（すなわちCCS）などの現在利用可能な技術に基づいており、提示されたすべてのソリューションを組み合わせる必要があること、そして電力とガスの相互作用を最適化することが社会全体に利益をもたらすことを明確に示しています。
この分析は、学ぶべき重要な教訓もいくつか示しています。
電気分解によって製造されたグリーン水素は、洋上風力発電の増強に活用できます。
バイオメタン、バイオガス、バイオマスは、カーボンニュートラルやネットゼロを達成するうえで強力な味方であり、残余排出量の削減に役立ちます。
残りの排出量については、バイオマス発電所、産業、低炭素水素製造からの二酸化炭素回収・貯留によって対処されます。
国家間の連系線は極めて重要です。余剰のある国から不足のある国へエネルギーを移送することを可能にするためです。ただし、輸送コストはエネルギーキャリアによって異なります。電力を輸送するコストは水素よりも高く、水素はメタンよりも高くなるため、連系線の最適な組み合わせを確保することが非常に重要です。
貯蔵は重要な役割を果たします。太陽光発電の貯蔵は、一日を通じてエネルギーシステムのバランスを確保するためにバッテリーで行われ、水素貯蔵は風力発電の出力を一週間以上にわたって平準化するために用いられ、メタン貯蔵は季節単位でシステムのバランスを維持するために用いられます。
これらのシミュレーションツールは私たちに貴重な指針を与えてくれますが、政治的意志や果断な行動に代わるものではありません。事業責任者、意思決定者、そしてエネルギー関係者の一人ひとりが責任を担い、力を合わせ、何よりも実用的で柔軟かつ統合的なアプローチを採用することが求められています。それは、選択を行う際に自らの手を縛ることなく、変化するニーズに適応できるアプローチでなければなりません。エネルギー転換は途方もない課題ですが、同時により持続可能でレジリエントな未来を築くための歴史的な機会でもあります。
北海統合モデル研究の成果の詳細は、以下でご覧いただけます：https://www.fluxys.com/en/about-us/fluxys-belgium/position-papers
