AIは、送電網を、老朽化した汎用電力の供給者から、最適化された成果を生み出す知的な「システムのシステム」へと変革させるでしょう。
再生可能エネルギーの急速な拡大は電力部門の排出量を削減しますが、それを実現するには送電網に大きな変革が必要です。
世界のエネルギーシステムは変化しつつあります。クリーンエネルギーへの強い需要と、気候変動による異常気象の影響の拡大を背景に、各主体は世界中で野心的な目標を設定しており、排出量の削減を目指しています。対象は、1世紀以上にわたり経済成長を支えてきた化石燃料です。
排出量の大半は、発電、輸送、建物という3つの部門に由来しています。再生可能エネルギーの急速な拡大により、電力部門の排出量は削減され、輸送や建物からの新たな電力需要にも対応できるようになります。ただし、そのためには送電網が抜本的に変わる必要があります。
送電網はどのように脱炭素化されるのでしょうか。
電力は世界の脱炭素化を牽引するでしょう。将来の送電網は、まずクリーンでなければなりません。車両用のガソリンを炭素を排出しない液体燃料に、また調理や暖房用の天然ガスを炭素を排出しない代替燃料に置き換える、実現可能で手頃な方法は存在しません。唯一の道は、車両と建物の電化です。これは、最も低コストで低リスクの脱炭素化戦略として認識されています。
クリーンな電力は、経済全体で排出量削減を推進するでしょう。再生可能エネルギーの一部は今後も発電所から供給されますが、発電所や、電力を利用者へ届ける長距離送電線は、建設が難しい場合があります。電力を利用者へ届ける。これに対し、地域に根ざした再生可能エネルギーは、クリーンで手頃な電力を顧客に直接、より容易に供給することができ、その結果、電力供給は分散型になります。
将来の送電網は、次のような主要な課題への対応を目指します。すなわち、異常気象による停電と経済的損失です。こうした事象は今後さらに頻度と深刻度を増すため、100年以上前から続く集中型の送電網構造を維持することは、高いコストを伴います。送電網は強靱でなければなりません。
再生可能エネルギーの普及に伴い、電力サービスの拡大と多様化が進み、需給の予測困難性が大きく高まるため、送電網は動的なものへと変わらなければなりません。そして、そのような送電網が機能するためには、スマートでなければなりません。
ここで人工知能（AI）が重要な役割を果たします。
AIは送電網をどのように変革し、「クリーン化」するのか
今後ますます複雑化する送電網においては、判断すべき事項の数が、人間や従来のデジタル自動化の能力を大きく上回るでしょう。現在の送電網にも自動化は存在しますが、自動化にはおのずと限界があります。将来の送電網を完全に機能させ、その恩恵を最大限に引き出すには、AIが不可欠です。最終的に、AIは送電網を、老朽化した汎用電力の供給者から、最適化された成果を生み出す知的な「システムのシステム」へと変革させるでしょう。
AIが最も大きく脱炭素化を推進する主要部門は3つあります。電力、建物、輸送です。
電力
脱炭素化された送電網を支えるには、化石燃料による発電所をクリーンな再生可能エネルギーに置き換えるだけでなく、供給される電力量を約3倍に増やす必要があります。将来の送電網は分散型となるため、エネルギー供給源の数は桁違いに増加します。現在の数万か所の発電所から、数百万の資源からなるネットワークへと移行するのです。また、これらの資源の大半は再生可能エネルギーであるため、天候が電力供給に大きく影響します。こうした変化が重なることで、送電網の構造と運用は根本的に変わるでしょう。
AIは、何年分、あるいは何十年分ものデータを活用し、天候、再生可能エネルギーの発電量、顧客需要、市場価格などの主要な要因について予測を生成します。これらの予測や、予測値と実績値の比較による学習を通じて、AIは送電網上のすべての資源を、一日のあらゆる時点で最適化できるようになります。さらに、リアルタイムの制御機能により、予測を実行に移し、異常を補正します。最終的には、サブセカンド単位での対応も可能になります。
建物
建物の電化とは、暖房、調理、産業プロセスなどのエネルギーサービスを、化石燃料ではなく電力で賄うことを意味します。脱炭素化の取り組みが強化されるにつれ、建物が消費するクリーンな電力量は劇的に増加し、建物内で発電される電力量も同様に増えるでしょう。
さらに重要なのは、脱炭素化された送電網における建物の役割が変わることです。建物は、受動的で予測可能な電力の消費者ではなく、統合され動的な資源であり、市場における能動的な参加者となります。クリーンで現地発電された電力を市場に販売することと同じくらい重要なのが、送電網サービスの販売です。建物の「柔軟な負荷」が、バランスの取れた信頼性の高い送電網の維持に貢献します。AI対応の建物により、利用者は、現地および域外の再生可能エネルギー発電と電力消費を一致させ、「24時間365日のクリーンエネルギー」という目標を達成できるようになります。
輸送
車両の電化は、これまで検討してきたいかなるものと同様に、エネルギー情勢を大きく変えるでしょう。既存のガソリン供給インフラに代わって、EV充電ステーションが設置されます。その数は大幅に増え、元ガソリンスタンドからオフィスビルや住宅に至るまで、さまざまな場所に設けられるでしょう。
AIは、EVにゼロエミッションの電力を供給し、利用者と社会にとってのEVの価値を最大化するうえで極めて重要な役割を果たします。その恩恵は、EVの台数と送電網への影響が一層重要性を増し、最適化されるにつれて、より強く実感されるようになるでしょう。
エネルギー貯蔵が全体像を完成させる
世界の脱炭素化を実現するうえで、貯蔵は再生可能エネルギーやAIと同様に重要です。貯蔵は、再生可能エネルギーの発電が不安定であるという課題を解決し、必要なときにクリーンエネルギーを利用可能にします。また、貯蔵により、建物や輸送を完全に柔軟な送電網資源として機能させることができます。現地発電の不足を補い、機器が送電網サービスを提供できないときにも、その役割を果たします。
需給を瞬時にバランスさせ、同時に電力を供給する大規模な送電網の構築は、20世紀最大の工学的偉業と呼ばれてきました。AI主導の再生可能エネルギーとエネルギー貯蔵によって、完全に脱炭素化された経済を動かすことは、21世紀における最大の成果となるかもしれません。
どのようにしてそこに到達するのでしょうか。
今日の市場は、脱炭素化された送電網を支える市場とは、ほとんど似ていません。AI対応のエネルギーサービスの範囲と価値は、多くの法域ではまだ検討されておらず、ましてやそれらをリアルタイムで組み込み、対価を支払う仕組みはなおさらです。電力市場は完全に変革されなければなりません。
顧客が、必要とされるクリーンエネルギーサービスを、いつでも売買できないようにしている障壁は、すべて取り除かれなければなりません。それに代わって、効率的で透明性の高い市場の仕組みが必要であり、AIがそれを動かします。これにより、顧客や電力事業者は、人間の関与の有無にかかわらず、望ましい成果を実現できるようになります。
世界経済フォーラムの「持続可能な開発インパクト・サミット」とは何ですか。
政策は市場を動かすため、政策立案者は今後10年間に必要な変革を推進し、2035年までに電力部門の完全な脱炭素化を実現しなければなりません。これは、多くの長期的な排出削減戦略の柱となるものです。
AI技術そのものも進化し続けなければなりません。しかし、最大の障壁は技術的なものではなく、規制面にあります。今世紀半ばの脱炭素化に向けた行動が必要です。不作為のコストとリスクは、刻一刻と増大しており、私たちと、将来の脱炭素化された送電網の実現との間に立ちはだかっています。
