テキサス州の極端な冬の天候により、エネルギー不足が生じ、健康と安全が脅かされています。
二人の専門家は、テキサスの停電危機は、これほど厳しい状況下で需要を満たすために、より優れた送電網計画が必要であることを示唆していると述べています。
今後は、原子力エネルギー、炭素回収・貯留、強化地熱システムなど、さまざまなエネルギー源を検討すべきです。
この問題は、社会のすべての主要インフラにわたる強靭性の必要性がより広範にあることを浮き彫りにすべきです。
テキサス州の厳しい冬の天候により、北東部と中西部で2003年に発生した停電以来、米国で最悪のエネルギー不足が生じました。数百万人が停電に見舞われ、氷点下の気温となった地域では、停電が24時間を超えることも少なくありませんでした。
政治や国内の議論はエネルギー資源をめぐる代理論争へと変わりつつありますが、最も差し迫った懸念は、現在の障害が公衆の健康と安全を脅かしていることです。気象条件は、1年にわたり国の緊急サービスに負荷をかけてきた世界的パンデミックという更なる負荷とも相まって、重要インフラを弱体化させています。
テキサスの停電危機は、また、サービス提供部門同士の密接なつながりも浮き彫りにしました。今回の場合、電力の供給が水の供給に影響を及ぼす様子が最も顕著に現れています。私たちは警告したように、昨年夏のカリフォルニア州の比較的小規模な計画停電の後、送電網の障害は複雑であり、問題の診断や解決策の提示には慎重さが求められます。とはいえ、現時点で把握されている状況は、エネルギー転換の進行中において、エネルギーの信頼性、エネルギー安全保障、そしてリスクに対する新たなアプローチの必要性を示しています。
たとえ事後分析がこれらの課題に取り組んでいる一方で、限られた電力を維持するために尽力した送電網運用者や電力会社の作業員の努力も認識しておくことが重要です。
テキサスの停電危機と極端な気象
現在のテキサスの停電の直接的な原因は、米国の大部分に影響を及ぼした広範囲にわたる極端な冬の天候です。テキサス州は、気候の平年値と比べて特に深刻な打撃を受け、州のほぼ全域で新たな低温記録を更新し、すべての郡に冬季暴風雪警報が出されました。深刻度から見ると、今回の事象は数十年に一度の出来事です。
極渦における気候変動の役割については依然として大きな議論がありますが、気候変動によって今後も同様の冬の天候が生じると予想されており、将来の信頼性に関する懸念を一層高めています。また、気候変動によってさらに暑い天候がもたらされるとも予想されており、テキサス州でこの懸念に対処することの複雑さを増しています。
厳しい寒さにより、電力需要はほぼ前例のない水準に高まっています。冬の寒さが稀であるため、米国南中部の企業や住宅の消費者は、暖房のほぼすべてを電力に頼っています。既存の電気暖房システムの多くは、寒冷な条件下で効率が低下し、建物やシステムも十分な断熱対策が施されていない、あるいは「冬季対策」がなされていない傾向があります。その結果、テキサス州の電力需要は、他州と比べて冬季条件下でより急速に増加します。
テキサスの大規模な停電危機が発生する前、同州のピーク需要は最大74GWに達すると予測されており、冷房負荷によって需要のピーク期となるのが通常の夏季需要と比べても記録的な水準になる可能性がありました。このような大きな需要が見込まれる中、天然ガスと電気料金は嵐に向けて急速に上昇し、通常より50倍以上の水準で落ち着きました。
嵐が襲来すると、電力需要が急増し、多くの発電所で停止が発生しました。テキサス州の送電網運用者であるERCOTは、送電網の完全な崩壊を防ぐため、負荷遮断を開始しました。これらは計画停電と呼ばれ、送電網が逼迫した際の通常の対応ではありましたが、現実には強制的な発電停止が非常に深刻であったため、運用者は多くの顧客の電力を24時間以上遮断せざるを得ませんでした。病院などの重要インフラは裕福な地域に置かれることが多いため、多くの貧困地域や少数派の地域が停電の割合で不釣り合いに大きな影響を受けたように見えます。
テキサスの停電危機の大部分において、負荷遮断は約15～20GWで、これはニューイングランドの平均電力需要とほぼ同等でした。全国では、嵐により450万件以上の顧客が停電に見舞われ、その大多数はテキサス州の顧客でした。450万件以上の顧客です。
多くの世帯では十分な断熱が施されていないため、数百万人が氷点近くまで冷え込む、生命を脅かす屋内環境に置かれました。多くの道路が通行不能となり、わずかに存在した暖房施設もCOVID-19の感染リスクをもたらしたため、ほとんどの人は停電が収まるまで待つしかありませんでした。低体温症と一酸化炭素中毒の症例が急増し、人々は体を温めるために必死の手段に頼りました。これは水道システムへの影響によってさらに深刻化しました。水道システムは電力に依存して供給されているため、深刻な影響を受けました。さらに、凍結や配管の破裂がこれに拍車をかけました。
特に発電所は機能不全に陥り、送電網計画者が想定していた水準を発揮できませんでした。電力需要と強制停止の両方が、ERCOTの冬季前の資源評価を大幅に上回りました。天然ガス、石炭、原子力の発電設備のうち約30GW（稼働予定であった量の約半分）がすでに停止中であるか、強制停止に見舞われていました。天然ガスは同州の主要な電力源であり、このような条件下では電力設備容量の最大3分の2を供給することが見込まれていました。しかし、天然ガス設備容量の最大40%が利用できず、テキサスの停電危機は避けられないものとなりました。
正確な原因はまだ明らかになっていませんが、これらの停止は発電所レベルの問題とガスパイプラインの供給問題が組み合わさったものと考えられます。ガス部門と電力部門の相互依存性が明確になりました。凍結した石油・ガス井戸が生産を減少させ、パイプラインの供給能力が不足していた可能性もあります。世界有数の石油・ガスの中心地であるにもかかわらず、発電所は稼働のための天然ガスを確保できませんでした。通常、天候による混乱に最も強いとされる同州の4基の原子炉のうち1基でさえ、センサーの不具合により停止しました。一方、一部の風力タービンは着氷の影響を受け、再生可能エネルギーの設備容量は、送電網計画の基準と比べて、その日によって想定以上になったり想定以下になったりしました。
テキサスの停電危機：計画と対応の失敗だったのか？
エネルギーシステムの結果は真空の中で生じるものではなく、長期間にわたる政策立案者や業界の判断によって形作られます。天候条件は極端でしたが、エネルギーシステムの障害は、送電網計画を巡る多くの議論を引き起こすことになるでしょう。
他の電力市場とは異なり、ERCOTは「エネルギーのみ」の市場を採用しており、容量市場やその他の容量メカニズムは存在しません。これは純粋な市場経済学者が長年夢見てきた仕組みです。代わりに、この市場は電力価格の急騰の可能性によって信頼性を確保しようとしています。その結果、テキサス州は国内で最も低い予備率の一つとなっています。また、同州は東西に位置する米国の他の2つのはるかに大規模な電力系統から大部分が切り離されています。これもまた、規制当局の監視を回避するための政治的判断でした。
多くの市場参加者の対応は、そのモデルが不十分であったことを示しています。嵐は特に深刻でしたが、まったく前例のないものではありませんでした。ちょうど10年前にも、テキサス州では冬の嵐により計画停電が発生しています。その事象から出された提言の多くは、無視されたように見受けられます。ERCOTと比べると、エルパソは同様の気象条件に見舞われましたが、2011年以降の冬季計画のおかげで電力を維持することができました。
テキサスの停電危機の期間中、人的被害はERCOTと州政府のコミュニケーション不足によって悪化しました。昨年夏のカリフォルニア州の計画停電と比べると、送電網運用者からの情報発信は限定的で一貫性を欠いていました。州内の大多数の人々は停電のリスクに気づいていないようで、備えのないまま被害を受けました。
電力以外にも、他の重要インフラが影響を受けています。多くの凍結した配管が破裂し、凍結を防ぐために水を流し続けた地域もあり、多くの地域が水不足の瀬戸際にあります。水道の沸騰勧告も出ていますが、停電中の人々にとっては実行が困難です。このような不十分な情報発信は、州内の有力な政治家の多くが、再生可能エネルギーに責任を押し付けたり、連邦政府の規制監視からのテキサス州の独立の重要性を強調したりする一方で、州内で進行している公衆衛生の危機への対応に注力しなかったことによって、さらに悪化しました。
エネルギー転換期におけるエネルギーの信頼性
今後を見据えると、今回の停電は、すべてのエネルギー市場にとって警鐘となるはずです。2014年の極渦の後、強制停止によりほぼ東海岸で計画停電寸前となった事例を受けて、各国の送電網は、ガス・電力間および電力・水道間の連携の問題に対応する準備を整えておくべきでした。
送電網の信頼性計画は、主に夏季の条件下で十分な供給を確保することに過度に重点を置いてきました。太陽光発電や蓄電池が安価になり、将来的に普及することにより、夏季の電力系統のピーク需要は、もはやほとんどのエネルギー送電網における計画の主要な要因ではなくなるかもしれません。むしろ、テキサス州を含め、冬のピーク需要を管理することが、計画や投資の主な推進力となる必要があるかもしれません。断熱性の向上から需要側のエネルギー市場への参加に至るまで、需要側への注目も重要な鍵となり、そのような取り組みが必要です。
停電の主な原因は システム計画にありますが、エネルギー源の選択やエネルギー源の組み合わせにも明らかに影響があります。耐冬化対策（ウェザライゼーション）はすべてのエネルギー源にとって極めて重要であり、米国は、テキサスの停電危機のような事態を再び起こさないために、全国的または地域的な基準を検討すべきです。
天然ガスは、しばしば確実で調整可能な資源とみなされますが、ジャストインタイムの供給に依存しているため、エネルギー安全保障の面で限界があります。再生可能エネルギーは信頼性の欠如の主な要因ではありませんでしたが、風力と太陽光は、大規模かつ稀に発生する寒冷な気候による需要への対応には不向きに思われます。脱炭素化が進むにつれ、両者は主要な電力源になる見込みですが、原子力、炭素回収・貯留、強化地熱システム、水素、アンモニアなど、他のエネルギー源が果たす役割についても検討し、投資する必要があります。送電と蓄電は間違いなく重要な役割を果たしますが、地域の強靭性を構築するためには、より広範な系統連系と高電圧送電回廊が必要です。
停電の計画管理は忌避されるかもしれませんが、少数派のコミュニティへの影響を軽減するために計画停電をどのように管理すべきかについて、より良い議論が必要です。より広く言えば、テキサスの停電危機の際にそうなったように、水道やヘルスケアサービスなどの重要インフラが連鎖的に機能停止しないようにするため、強靭性は電力部門の枠を超える必要があります。
