再生可能エネルギーを、クリーンで、安全かつ手頃な価格にするにはどうすればよいでしょうか?

A flexible tube for CO2 is pictured before the first official run of the mini plant "Schwarze Pumpe" in Spremberg, September 9, 2008. Vattenfall's CO2-free power plant is a pilot project for carbon capture and storage (CCS) - the first power plant in the world that will take the toxic emissions from coal and bury them deep in the ground.
Carbon capture and storage is one of many tools we should use to address the 'energy trilemma'Image: REUTERS/Hannibal Hanschke (GERMANY) - BM2E49911L701
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  • エネルギー産業は、世界のポストコロナ時代の経済回復の中核を担っています。

  • しかし同産業は、「エネルギーのトリレンマ」と呼ばれてきたものに直面しています。すなわち、安全保障、利用しやすさ、環境の持続可能性という相反する課題です。

  • これら3つすべてを満たすには、画一的なアプローチではなく、国や地域に合わせて調整された、技術と手法の組み合わせが必要です。

思いがけない変化とともに新たな出発点をもたらした要因:新型コロナウイルス感染症のパンデミックは、計り知れない悲しみと困難をもたらしましたが、社会や産業における深く構造的な変革に向けた、前例のない勢いも生み出しました。

今年のダボス・アジェンダでは、このような動きを活かしつつ、ウイルスがもたらした壊滅的な影響と引き続き闘うための方策に焦点が当てられます。目標は、より強靭で持続可能な新たな経済システムを形作ることであり、長らく見られなかった世界的な結束を再構築できるものにすることです。

エネルギーはこの中心にあり、世界経済を動かすために必要な基礎的な力を供給しています。また、わずかな変化が大きな違いを生み出し得ることも示してくれました。2020年には、主に移動や社会・経済活動の制限により、エネルギー使用量が大幅に減少しました。再生可能エネルギーは、世界の発電容量の総増加分のほぼ90%を占めるまでになりました。同時に、その他のカーボンニュートラル燃料や技術に対する勢いも高まり続けています。

しかし、これらはまだ第一歩にすぎません。エネルギー業界では、同産業が直面する課題を表すために「エネルギーのトリレンマ」という言葉が使われることがあります。

簡単に言えば、エネルギーのトリレンマとは、しばしば相反する3つの課題に取り組むことです。すなわち、エネルギー安全保障の確保、エネルギーの公平性(手頃な価格でクリーンなエネルギーへのアクセス)の実現、そして環境の持続可能性の達成です。

問題は、業界として、これら3つの懸念にどれだけ応えられているかということです。

世界各地のロックダウン期間中に、エネルギー需要が大幅に減少しましたImage: IEA

1. エネルギー安全保障の確保

国は、現在および将来のエネルギー需要に確実に応えるためにどれだけ備えているでしょうか?パンデミックなどのシステムショックに耐え、供給への影響を最小限に抑えながら迅速に立ち直ることができるでしょうか?

安全保障とは、必然的に、単一のエネルギー源に過度に依存しないことを意味します。風力資源に恵まれた国であれば、環境への影響と手頃な価格の両面から、風力が最良の電源となるでしょう。

しかし、それだけではエネルギー安全保障の問いに十分答えることはできません。風力のような変動性のある資源は単独では成り立たず、供給のピークと谷を平準化するソリューションとのバランスを取る必要があります。

2020年には、この分野で大きな進展が見られました。その出発点は水素市場の構築に向けた強い勢いであり、これは欧州連合(EU)などによる新たな政策にも表れています。

並行して、さまざまな種類のエネルギー貯蔵の開発と商業化も、大規模蓄電池を含め、重要な議題となりました。

また、電力網の安定化における従来型発電所の役割も忘れてはなりません。可能な場合には、これらの発電所を再生可能水素または天然ガスと水素の混合燃料に転換することで脱炭素化できます。環境への影響を最小限に抑えるその他の戦略には、デジタルツールを活用した発電所の効率的な運転、タービン効率の向上、残留排出物に対するCCUS(炭素回収・利用・貯留)の導入などがあります。

最後に、ベースロード電源としての原子力エネルギーを、現代の核分裂炉と、将来的には核融合の両方を含めて、見直す必要があります。後者の次の節目は、ITER(国際熱核融合実験炉)の実証プロジェクトであり、2025年に稼働を開始する予定です。日本で製造し、フランス南部の建設地へ輸送した300トンの磁場コイルが採用される予定です。

2. エネルギーへの公平なアクセス

信頼性が高く、手頃で豊富なエネルギーへの普遍的なアクセスは、世界のどこでも依然として当たり前とは言えません。新興国においては、電化の勢いを高めることが特に重要です。

国連は、現在の進捗ペースが続いた場合、2030年時点でも約6億2,000万人が電力供給を受けられない状況が続くと予測しています。これは、持続可能な開発目標がエネルギーへの普遍的アクセスの達成年として掲げている年です。さらに、この推計は、新興国に対する新型コロナウイルス感染症の影響を考慮していません。

目標を達成し続けるためには、エネルギーソリューションを、地域の天然資源と住民のニーズに合わせて調整する必要があります。例えば、当社はケニアの電力会社と協力し、同国の地熱資源を活用しています。これは、複数の多国間機関が資金を提供する政府主導の取り組みです。同様に、再生可能エネルギーと蓄電用バッテリー、非常用発電機を組み合わせた「トリプルハイブリッド小規模電力網」などの分散型ソリューションは、新興市場がその強みを最大限に生かす助けとなるでしょう。トリプルハイブリッド小規模電力網は、再生可能エネルギーと蓄電用バッテリー、非常用発電機を組み合わせたものです。

アクセスの課題に対する別の取り組みとして、ニューサウスウェールズ大学とのパートナーシップがあります。このパートナーシップでは、手法を開発し、相反する経済的、社会的、環境的課題のバランスを取る技術に科学を応用して、最も適した地域のエネルギー構成を選択します。このアプローチを都市やそれより小規模の都市開発に適用することで、より個別化され公平な結果を確保できるでしょう。

Image: 国連

3. 環境の持続可能性の達成

新型コロナウイルス感染症にもかかわらず、2020年も気候危機は世界的な議題の上位に残り続けました。エネルギー転換は気候変動の緩和に欠かせませんが、それは「再生可能エネルギーをすべての人に」という単純な政策では済まないことが明らかになってきました。

どの経済圏にも、重工業などの分野があります。こうした分野では、製造工程に大量の高温の熱やガスが必要とされるため、豊富な再生可能電力があっても、あまり役に立ちません。

ここでは、水素、CCUS、合成燃料を含むさまざまな代替ソリューションが、再生可能電力と並んで重要な役割を果たすことになります。

例えば製鉄所は、最終的には工業用熱源として水素を利用するとともに、酸化鉄を還元する手段としても水素を利用するよう転換することが見込まれています。

セメント産業などの他の分野では、CCUSが事実上唯一の手段であり、パリ協定に沿って必要とされる大幅な排出削減を実現するための手段となっています。また、厳しいCO2規制に対応するため、海運分野でも炭素回収の検討が進められており、海運では、アンモニアやメタン、メタノールを船上の炭素回収システムと組み合わせて使用する取り組みも行われています。

近年は、このエネルギーのトリレンマにおける3つ目の課題に焦点が当てられてきましたが、それは当然のことです。しかし、ポストコロナの世界では、多くの経済圏が景気後退に直面しているため、パンデミックからの真にグローバルで結束力があり持続可能な経済回復を実現するには、すべての人々への信頼できる手頃なエネルギー供給も優先されなければなりません。

これはつまり、どの国、どの都市、どの産業にも、それぞれ固有の天然資源とエネルギーニーズがあることを認識する必要があるということです。持続可能性を実現するには、エネルギーのトリレンマにおける各課題に応えられるエネルギー源を特定することが必要です。

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