電力システムを気候リスクに対してより強靭にするための7つのステップ

A sign warns of extreme heat in Death Valley, California, U.S., July 11, 2021. REUTERS/Bridget Bennett - RC2MIO90O6BO
Extreme weather, such as heatwaves, puts pressure on electricity systems in multiple waysImage: REUTERS/Bridget Bennett - RC2MIO90O6BO
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  • 世界各地で近年発生している極端な気象現象は、気候変動がもたらすエネルギー安全保障上のリスクを浮き彫りにしています。

  • 熱波から干ばつに至るまで、これらの課題は、電力システムの安全性を高めるための強力で周到に計画された政策と投資が緊急に必要であることを示しています。

  • 化石燃料の使用が減少するにつれて、ネットゼロに向かう過程において、クリーン電力の安定供給はこれまで以上に重要になります。

北半球ではまだ夏が始まったばかりですが、世界各地の電力システムは、熱波と少雨による深刻な負荷に既に対応に苦慮しています。

これらの課題は、家庭、オフィス、工場、病院、学校など、経済と社会の基盤を支える施設に電力を供給する電力システムの安全性を向上させるための、強力で周到に計画された政策と投資が緊急に必要であることを示しています。これは、地球温暖化の影響に対して電力システムをより強靭にするとともに、太陽光発電や風力発電の導入量の増加に伴い、より効率的で柔軟なものにすることを意味します。これは、気候変動によるさらに深刻な影響を防ぐために、ネットゼロ排出を適時に実現する上で極めて重要となります。

米国、カナダ、イラクをはじめとする複数の国々は、近年、異常な高温という形で発生した極端な気象の被害を大きく受けています。北米では、気温が記録的な水準にまで上昇しました。太平洋岸北西部。電力の監視機関によると、今夏、米国の5つの地域が電力供給の安全性に対して高いリスクに直面しているとのことです。また、カリフォルニア州のリスクレベルはさらに高いとされています。

2021年の発生可能性と影響度から見た世界の主要リスクImage: 世界経済フォーラム

熱波は、電力システムにさまざまな形で負荷をかけます。人々がエアコンを使用し、一部の家電製品が涼しい温度を維持するためにより強く稼働するため、電力需要が増加します。同時に、気温の上昇は、石炭、天然ガス、原子力などの従来型火力発電所の効率と発電能力を低下させることで、電力供給を圧迫する可能性もあります。極端な暑さは、発電所の冷却や燃料輸送に必要な水の利用可能性を低下させ、事業者に出力の削減を余儀なくさせることがあります。場合によっては、発電所の停止につながり、停電のリスクが高まります。熱波が広範囲の地域に及ぶ場合、各地域は、近隣地域が自地域の需要への対応に資源を割り当てなければならないため、近隣地域の余剰能力を利用する余地も狭まります。

最近のテキサス州の熱波により、送電網の運用者は、エネルギーを節約するために、顧客にサーモスタットの設定温度を上げるよう求めることを余儀なくされました。発電会社は、予想をはるかに上回る割合で停電に見舞われ、2月の厳しい寒波の際にも停電が発生したことを思い起こさせる、望ましくない出来事となりました。その際には、主に天然ガス火力発電所の停止により、米国内で最大500万世帯が4日間にわたって停電しました。

同時に、平年を下回る降雨量と長期にわたる乾燥した気象条件により、ブラジル、中国、インド、北米をはじめとする世界各地で、水力発電の発電量への懸念が高まっています。干ばつという形で現れる気候変動のリスクは、水力発電が直面する課題をさらに増大させており、水力発電は世界最大のクリーン電力源です。このことは、水力資源を持続可能な形で開発し、プロジェクトが気候変動に対して強靭であることを確保することの重要性を浮き彫りにしています。

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近年相次いでいる熱波や異常に長い乾燥期間は、気候変動が進行し続けることで今後何が起こるかについて、改めて警鐘を鳴らしています。すなわち、極端な気象現象の規模と頻度が増加し、エネルギーインフラにより大きな影響と負荷が及ぶということです。

熱波は、電力供給の脱炭素化を進めながら電力需要に応えることの難しさを増大させます。現在、住宅、店舗、オフィス、工場などの空間の冷房に使用されるエネルギーは、世界のCO2排出量のおよそ10億トンを占めています。特に、冷房用のエネルギーは電力需要のピーク時に大きな影響を及ぼし、システムへの負荷を強めることがあります。世界全体でエアコンに使用されるエネルギー需要は2050年までに3倍になる可能性があるため、政府がエアコンの省エネルギー性能を向上させるためのより強力な政策措置を導入しない限り、これらの負荷は増大する見込みです。

円滑なエネルギー転換には電力の安全保障が不可欠

世界の多くの国々は、今世紀半ばまでにネットゼロ排出を達成するという野心的な目標を発表しており、クリーンエネルギーへの転換を一層加速させようとしています。IEAが最近発表した2050年ネットゼロに向けたグローバル・ロードマップは、この困難な目標を達成するには、より多くの電力、より一層クリーンな電力が必要であり、現在よりもはるかに多くの経済分野で電力が利用される必要があることを明確に示しています。これは、運輸(例:EV)、建築物(例:ヒートポンプ)、産業(例:電気アーク炉による鉄鋼生産)など、より広範な分野に電力が普及することを意味します。経済におけるクリーン電力の役割が拡大し、化石燃料の役割が縮小するにつれて、電力の安定供給はますます重要になります。このため、電力部門の気候変動への強靭性は、各国政府の政策課題において最優先事項とされなければなりません。

気候パターンの変化や極端な気象現象の頻発は、あらゆる種類の発電源に影響を及ぼす可能性があります。水力発電資源は通常、高温で乾燥した条件下で打撃を受けますが、原子力発電所や化石燃料火力発電所も同様です。これらの電源は現在、天候や一日・一年の時間帯によって出力が変動する太陽光発電や風力発電の導入割合が高まる中で、電力システムが柔軟性と発電能力を確保するために役立っています。

Image: Our World in Data

各国政府や電力会社は、主に太陽光と風力の拡大を通じて電力システムの脱炭素化を進めていますが、極端な気象現象が発生した場合を含め、安定供給を確保するための十分に堅牢で多様な柔軟性の供給源を確保する必要があります。このため、既存の発電設備の廃止を検討する際には、気候変動への強靭性の重要性を考慮した慎重な評価が求められます。

電力の安全保障を確保するには、長期的な計画と、より強力な政策行動および投資が必要

IEAは、政府がクリーンで安全なエネルギーの未来を築く上で、十分な情報に基づいた意思決定を行えるよう支援することに取り組んでいます。この観点から、気候変動リスクに対して電力システムを可能な限り強靭にするための行動分野を7つ挙げます。

1. 極端な気象に対して電力網をより強靭にするため、電力網に投資する。現在の支出は、特に新興国や途上国において、よりクリーンで電化されたエネルギーシステムに必要な水準を大きく下回っています。COVID-19危機からの経済回復計画は、送電網インフラの強化に投資する資源を持つ経済にとって明確な機会を提供していますが、新興国や途上国において必要な支出を動員し、適切に振り向けるためには、はるかに大きな国際的取り組みが求められます。

2. 冷房機器の効率を向上させる。ほとんどの市場には、冷房機器の効率を2倍または3倍にするための費用対効果の高い技術がすでに存在しています。効率の向上への投資により、将来のエネルギー需要を半減できる可能性があるまた、今から2050年までの間に、投資と運営コストを3兆ドル削減できます。COP26に先立ち、超高効率機器・家電導入(SEAD)イニシアチブは、各国に対して、2030年までに自国で販売される機器のエネルギー効率を2倍にすることへの参加を促しています。

3. 柔軟性の高い低炭素電源の成長を可能にし、太陽光発電と風力発電の拡大を支える。これらの発電源には、エネルギー転換においてそのいずれか、または両方に役割を見いだしている国々にとっての水力発電と原子力発電が含まれます。温暖化する気候の中で水力発電の強靭性を保証するには、必要な貯水量を算出し、例外的な状況下においても貯水池と水力発電の出力を最適に管理するための高度な手法とツールが必要であり、そのためにはブラジルで導入されているような仕組みが求められます。バッテリーやその他の蓄電方式は、太陽光発電や風力発電と組み合わせることで、必要な時に電力を蓄え、放出することにより、重要な柔軟性を提供することもできます。

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4. 電力システムのその他の柔軟性の供給源を増やす。需要応答とデジタル技術は重要な役割を果たすことができます。IEAの試算によると、建築物部門における需要応答の大きな潜在力のうち、現在実際に活用されているのはごくわずかです。デジタル化と金融面での行動インセンティブを組み合わせた新たな政策は、より大きな柔軟性を引き出すことができる可能性があります。国境を越えた電力システムの地域統合も、柔軟な資源へのアクセスを拡大させることができます。

5. 極端な気象による脅威を管理するための新技術の開発と導入を加速させる。電力会社の予測能力と状況把握能力は、最新の情報通信技術の支援を受けて強化されるべきです。

6. 気候変動への強靭性を政策立案とシステム計画の中核に据える。近年の極端な気象現象は相互に関連しているため、強靭な電力システムを計画する際には、多くの不測の事態を考慮する必要があることを改めて示しています。気候変動への強靭性は、政府による政策立案や、電力会社および関連産業による電力システム計画に不可欠なものとして組み込まれるべきです。IEAが最近発表した気候変動への強靭性に関する報告書によると、IEAの加盟国および準加盟国38カ国のうち、電力システムのすべての部門において、気候変動への適応と強靭性に関する具体的な行動を盛り込んでいるのは9カ国のみです。

7. 電力の安全保障に関する国際協力を強化する。電力は、医療システム、水供給、その他のエネルギー産業など、重要なサービスや基本的ニーズを支えています。そのため、安定した電力供給を維持することは極めて重要です。増大する気候変動の脅威を前に何もしないことのコストは、ますます明白になっています。IEAは、IEAファミリーの各国、さらには世界中のその他の国々と連携し、電力の安全保障に関する問題について、比類のないデータ、分析、政策助言を提供しています。また、さまざまなレベルで政府を結集させ、経験やベストプラクティスを共有するとともに、よりクリーンで強靭なエネルギーシステムへの移行を加速させる方法を特定する取り組みも行っています。

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