高度化と本格実装が加速するスマートシティのエネルギー施策【第18回】

トレンド1：コスト削減以外の価値の重要性の高まり

　カーボンニュートラルに向けた取り組みの一環として、GHG排出量を定量化する「カーボンプライシング」の動きが加速している。スマートシティの価値としてGHG排出量削減を訴求する自治体や企業が急増した。

　また、ウクライナ危機をはじめとする世界情勢不安による化石燃料の供給不足や価格の高騰により、化石燃料と比較して相対的に再生可能エネルギーの価格競争力が高まった。太陽光発電や風力発電といった再生可能エネルギーの導入機運はさらに高まるだろう。

　日本では過去、従来のエネルギー政策が功を奏し、エネルギーの安定供給が保たれてきた。それが、2011年の東日本大震災で発生した東京電力福島第一原子力発電所の事故により、全国各地の原子力発電所が稼働停止した。そこにカーボンニュートラルに向けた石炭火力発電への批判が高まり、電力供給能力が低下した。猛暑に見舞われた2022年夏には節電要請が発出されるなど、エネルギー安定供給が困難になるリスクが高まっている。

　さらに最近は、原子力の再稼働を早めるべきだという議論が再燃したり、岸田首相が「次世代革新炉の開発・建設」の検討を指示したりと、エネルギーの安定供給維持に向けた議論が活発化しているものの、先行きが不透明な状況が続いている。

　結果、従来のようなエネルギーコストの削減一辺倒ではなく、コストは多少高くついても、再生可能エネルギーや蓄電池などを使った自立分散型でのエネルギーの安定供給にも価値が見出されている。そこに積極的に対価を支払う需要家も現れ始めている。

トレンド2：統合的なエネルギーマネジメントの実装の進展

　スマートシティではこれまでも、太陽光発電と蓄電池の連携や、特定地域内の電力・熱マネジメントなどに取り組んできた。そうした取り組みが進展し、制御やマネジメントの対象となるエネルギー資源や機器、対象範囲を広げたエネルギーマネジメントの実装も進みつつある。

　例えば、電力事業者が提供する商用電力系統に何らかの事故が発生し電力供給がストップした際に、蓄電池を活用して、特定のエリアや施設において、一定時間、電力の安定供給を継続できるエネルギーマネジメントシステムが実用化されている。蓄電池とデマンドレスポンスを組み合わせ、卸電力市場や需給調整市場を通じた電力取引なども行われている。

　さらに、電力系統にかかる負荷を加味し、再生可能エネルギー発電所の近傍にデータセンターなどの大口電力需要施設を設置することで出力抑制を回避したり、特定エリア内の需給制御を実施したりする取り組みも始まっている。

トレンド3：次世代クリーンエネルギー資源の組み込み

　カーボンニュートラルに向けては、太陽光発電や風力発電といった再生可能エネルギーに焦点が当たっている。だが、脱炭素化に寄与するエネルギー資源は、それだけではない。

　中でもカーボンニュートラルに向けた重要なエネルギー資源として注目されているのが、水素やアンモニアである。具体的には燃料電池車や、火力発電における混焼・専焼、水素還元製鉄や水素ボイラーなど産業分野の熱プロセスでの活用などが、運輸・発電・産業といったさまざまな領域で進んでいる。

　現時点では、再生可能エネルギー由来のクリーンな水素やアンモニアは、既存の化石燃料由来のエネルギー資源よりも割高だ。だが、クリーンなエネルギー資源をスマートシティに取り込もうとする長期目線の施策が動き始めている。CCS（Carbon dioxide Capture and Storage）のような二酸化炭素（CO2）を回収・貯留する仕組みを活用し、回収したCO2と水素を組み合わせたメタンなどの合成燃料を生成する技術開発も進められている。