コロナウイルス危機がもたらした大きな混乱は、現代社会がどれほど電力に頼っているかを浮き彫りにした。
今回のパンデミックは、電力の役割が今後数年から数十年にわたってどのように拡大し、変化していくのかについての知見を与えている。
では、未来はどうなるのか？
現在、何百万人もの人々が自宅に閉じ込められ、業務のためにテレワークを行い、買い物にはeコマースサイトを利用し、娯楽には動画配信プラットフォームを利用している。これらのサービスはすべて、信頼性の高い電力供給に支えられている。また、冷蔵庫、洗濯機、照明器具など、多くの人が当たり前のように使っている機器にも電力が供給されている。
多くの国では、急増する患者を治療する病院において、人工呼吸器やその他の医療機器を稼働させるために電力が欠かせない。このような不安定で急速に変化する状況において、電力は政府と市民の間、そして医師と患者の間で重要な情報を迅速に伝達することも可能にしている。
これらのサービスは当たり前のものと考えるべきではない。アフリカでは、数億人もの人々が電力へのアクセスがないまま暮らしており、病気やその他の危険にはるかにさらされやすい状況にある。
コロナウイルス危機は、私たちの生活において電力が欠かせない役割を担っていることを改めて示している。また、その役割が今後数年から数十年にわたってどのように拡大し、変化していくのかについての知見も与えている。
今日、私たちは、日常生活のためにデジタル技術へのさらなる依存が進み、エネルギー利用がますます電力の形で行われ、電力供給が今まで以上に風力や太陽光に依存する社会を目の当たりにしている。このような社会において、電力の安全保障は繁栄と安定の基盤であるが、その安全保障を確保するには政府による行動が求められる。
電力の安全保障：未来への早送り
コロナウイルスへの対策として厳格な外出制限措置を講じ、かつデータが入手可能な大半の経済圏では、電力需要が約15％減少している。これは主に工場や企業が操業を停止したことによるものである。スペインやカリフォルニアなど、これらの経済圏の一部は、世界で風力と太陽光による発電の割合が最も高い地域に含まれている。天候条件が同じままで電力需要が急速に減少すると、風力や太陽光のような変動性のある再生可能エネルギーの割合が通常より高くなる可能性がある。
このように、最近の電力需要の落ち込みによって、一部の電力システムは10年先の未来へと早送りされ、もし別の10年にわたる再生可能エネルギーへの投資がなければ得られなかったはずの風力と太陽光の発電水準が、突如として実現した。これは、よりクリーンな電力システムに対する理解にとって重要な転換点であり、電力の安全保障を確保するために政策立案者や規制当局が取り組むべき運用上の課題も含まれている。
柔軟性の維持
電力需要が弱まる中、発電能力には余裕がある。しかし、電力システムの運用者は、リアルタイムで需給のバランスを絶えず保つ必要がある。一般に人々は、停電は需要が供給を上回ったときに起こると考えがちである。しかし実際には、近年注目を集めた大規模停電の中には、需要が低い時期に発生したものもある。
風力と太陽光による電力が需要の大半を満たしている場合、供給パターンが変化したとき（例えば日没時など）に、他の電源を素早く増発できるよう、システムは柔軟性を維持する必要がある。ある時点で風力と太陽光の割合が非常に高いと、系統の安定性の維持も難しくなる。
システム運用者はこれらの課題に対処する方法を確立してきたが、国全体のロックダウンなど世界的なパンデミック時の異例の事態は、新たな試練をもたらしている。例えば、欧州の大部分で産業活動と商業活動が急激に減速したことで電力需要は減少したが、同時に電力システムから重要な柔軟性の供給源も失われている。通常であれば、工場などの大規模な電力消費者が需要を調整してシステムのバランスを助けることができるが、現在その選択肢はほとんど取れない。このことは、極端な状況下で柔軟性資源が利用可能となる可能性を、政策立案者が慎重に評価する必要性を示している。
選択肢を残しておく
蓄電池などの新たな短期的柔軟性の仕組みは増えつつあるが、大半の電力システムは柔軟性の確保を天然ガス火力発電所に頼っている。これらの発電所は、短時間の通知で発電量を素早く増減できる。これは、クリーンエネルギーへの移行においてガスが果たす重要な役割を浮き彫りにしている。今日、ガス火力発電所は、システムが需要の変化に対応するためにたまにしか稼働しない場合、大半が赤字となっている。現在の危機における電力需要の低下は、こうした圧力をさらに強めている。水力発電は、電力供給においてしばしば見過ごされがちだが頼れる存在であり、依然として重要な柔軟性の供給源である。また、原子力発電を選択肢として維持している国々における、ベースロード電源を含む安定した発電能力は、安定的な電力供給を確保するうえで極めて重要な要素である。政策立案者は、電力の安全保障への貢献に応じて各電源に報いる市場を設計する必要があり、それによって持続可能なビジネスモデルを確立できるようになる。
送電網は今日の電力システムの基幹であり、クリーンエネルギーへの移行においてさらに重要性が高まっている。風力・太陽光発電所のほとんど、そして柔軟性のあるすべての発電所は、主要な電力系統に接続されている。欧州と北米のいずれにおいても、これらの系統は老朽化した送電線に依存して、電力を各地域に届けている。今後数年間には、これらの送電網への大規模な投資が不可欠となる。
風力と太陽光も柔軟性を提供することができ、システムはそのためにますますそれらに依存するようになるだろう。風力発電は、夜遅くに需要が減少したときに徐々に出力を下げることができる。太陽光発電の一部は、正午に余剰が生じた場合には停止することができる。やがて、再生可能エネルギーによる発電は単に天候に従うのではなく、コストを削減し電力の安全保障を向上させるため、知的な方法で管理される必要が出てくるだろう。
強靭化
電力網にとって幸いなことに、強い外出制限措置を講じている地域の大半は、これまでのところ極端な気象条件を回避できている。例えば、昨年の山火事と今年のロックダウン措置が重なるカリフォルニアの状況は、極めて困難なものになっただろう。
電力網は、極端な気象に対してパイプラインよりもはるかに脆弱である。これは、電化が進むエネルギーシステムを計画する政策立案者にとって重要な考慮事項である。長期的な課題は、地中ケーブルや分散型蓄電への投資、さらにはハリケーンや洪水などの緊急事態に強い送電網の配置設計によって、送電網をより強靭なものにすることである。
電力システムにおけるデジタル技術の利用が拡大しているにもかかわらず、コロナウイルス危機は、熟練した人材の不可欠な役割を改めて示した。送電網の保守と修理は労働集約型であり、作業員や技術者が現場で行わなければならない。ほとんどの国では、政府が送電網の修理チームをロックダウンの対象外としている。組織は、重要な業務を遂行する職員の安全を確保する必要がある。現在の危機から得られる重要な教訓は、電力システムが物理的な資産だけでなく人的資本も十分に確保できるようにすることである。
サイバー防御の構築
電力分野のデジタル化が進んだことで、システムをより効率的かつ柔軟にする新たな機会が生まれた。しかし同時に、送電網はサイバー攻撃に対してより脆弱になってもいる。サイバーセキュリティを後付けのものとして扱うのではなく、政策立案者は電力システムの管理と運用の中核に据える必要がある。
電力の生産はもはや大手電力会社だけの領域ではない。工場、家庭、企業が屋根や空き地に太陽光パネルを設置している。新たなデジタル技術により、こうした小規模な発電者は、太陽光パネルで発電した余剰電力を広域の送電網へ売電できるようになった。これらの新たな発電者の多くは、小規模な太陽光発電所のための専門的なサイバーセキュリティ管理ツールを持っていない可能性がある。このため、ソフトウェア、機器、サービス提供者に関する最低限の基準を確保するための規制が必要となる。
安全で持続可能な未来
今日の危機は、コロナウイルスパンデミックへの対応を支えている電力インフラと技術・ノウハウの重要な価値を浮き彫りにしている。また、電力の将来に関する重要な知見も明らかにしており、クリーンエネルギー技術の台頭によってシステムが変革されても、明日の電力システムが信頼性を保つために政策立案者が何をすべきかを示している。政府は当然ながら差し迫った公衆衛生上の緊急事態に注力しているが、市場の極端な変動の中でも、電力の安全保障に対する警戒を怠らず、重要な資産を守る必要がある。このような異例の時期において、私たちは多くのものなしで過ごすことはできても、電力なしで過ごすことはできない。
