エネルギー転換に向けたデザイン

国連世界気象機関は最近、地球の気温が今後 5 年間で観測史上最も暖かくなるのはほぼ確実であると報告しました。

さらに、そのうちの1年は、温室効果ガスの排出を制限し、深刻化する干ばつ、山火事、暴風雨、洪水を軽減するためにパリ協定で定められた基準（産業革命以前の平均より1.5℃高い）を超える可能性が高い。

このニュースは、発電、輸送、製造、その他のシステムを化石燃料への依存から太陽光や風力などの再生可能資源に移行する取り組みの緊急性を強調しています。 この取り組みの多くはカーボンニュートラル エネルギー技術の開発と展開に焦点を当てていますが、必要な変化を達成するには、個人、組織、社会レベルでクリーン エネルギーを導入するためのルートについての議論と決定も必要です。

クラーク・ミラー

ASUニュースは、これらの広範な問題について、ASUの社会イノベーション未来スクール内のエネルギーと社会センターの所長であるクラーク・ミラー氏と議論しました。 このセンターは、地域社会、業界、政府の関係者と協力して、アリゾナ州と国家の計画を支援し、クリーン エネルギーの未来の成功に向けた道筋をナビゲートします。

質問: あなたの学校は、さまざまなエネルギーの未来についての考えを参照しています。 それが何を意味するのか説明してもらえますか？ 目標は単に化石燃料を廃止し、地球の過熱を止めることだけではないでしょうか?

答え：再生可能エネルギーに移行し、二酸化炭素を消費しないことが目標であり、誰にとっても重要です。 しかし、世界的なクリーン エネルギー経済を達成するには、100 兆ドルが費やされると推定されています。 したがって、将来のエネルギーシステムをどのように設計するかは、気候とは別に大きな影響を与えるため、私たちはこの時間を有効に活用する必要があります。 この移行にはどのような基準を適用する必要がありますか? 現時点では、私たちの唯一の基準は二酸化炭素を実質ゼロにすることです。 将来のエネルギー技術が人類の目的にどの程度役立つかを評価する他の基準を追加したいと考えています。 排出量を最適化しながら、社会的成果も最適化できるでしょうか?

例を挙げてみましょう。 ここフェニックス地下鉄や全国各地で多くの人が屋根にソーラーパネルを設置しています。 そうすることで、クリーン エネルギーをサポートし、電気代を大幅に節約できることになります。 しかし、誰もがソーラーパネルを購入してその節約を享受できるわけではありません。 それで、それについてはどうすればいいでしょうか？ この格差を市場原理に任せるだけでは、明らかな不公平が生じます。 市場の失敗をどのように修正するのか、修正する責任は誰にあるのでしょうか? これらは、クリーン エネルギー技術を設計および導入する際に尋ねる必要がある質問です。

Q: 住宅用ソーラーパネルシステムの例として、さまざまなモデルにはどのようなものがありますか?

答え:これらは所有権の割り当てに関係します。 たとえば、人々が屋上システムを所有するモデルがあります。 彼らは自分たちが生成した電力を使用し、それを送電網と取引したり、場合によっては相互に取引したりすることもあります。 このモデルは、人々が生産者および消費者として市場に参加できる、広範囲に分散された太陽エネルギーの未来を表しています。

別のモデルでは、ソーラーパネルは大企業が所有し、住宅所有者から屋上スペースを借りています。 アリゾナ州では非常に一般的なリースモデルです。 これは、低所得世帯が太陽光発電ゲームに参入するための方法です。 しかし、家賃は通常、電気代のクレジットとして支払われるため、住宅所有者の貯蓄ははるかに少なくなります。 この取り決めによる経済的利益のほとんどは太陽光発電会社に流れます。 それらははるかに集中化されています。

最後に、コミュニティ太陽光発電協同組合というアイデアがあります。これはヨーロッパと米国のいくつかの場所で人気があります。町内会が集まり、みんなの太陽光パネルを一括して安く購入します。 各居住者は、所有権の分配だけでなく、発電された電力や送電網に売電された電力からの収益からも利益を得ることができます。 完全な太陽光発電システムを購入する余裕がない人だけでなく、賃貸人にも恩恵があります。

これらのソーラー パネルとシステムはどのモデルでも物理的に同じであることに注意してください。 しかし、それらのいずれかを他のものと比較すると、それらは異なる金融の取り決めとまったく異なるエネルギーの未来、そして人類の未来を表しています。 これは、新しい電力システムの設計が社会にどのように重要な影響を与える可能性があるかを示す一例です。 私たちは最近の著書「The Weight of Light」と「Cities of Light」でそれらの意味を探ります。

Q: こうした影響に対する認識は、住宅用太陽光発電の導入を超えて広がっています。 商業レベルでの再生可能エネルギーの拡大に関して考慮すべき点は何ですか?

答え:そうですね、地方では大規模な太陽光発電と風力発電の導入に対する初期段階の懸念がすでに見られています。 何十年にもわたって土地管理局の区画を利用して牛を放牧してきたアリゾナ州の牧場主たちは、新しいエネルギープロジェクトがそれらの土地を引き継いだため、突然賃貸契約を更新できなくなった。 同じことが南東部の農民にも起こっています。 これは競争の一形態であり、土地の賃貸価格を高騰させ、牧場経営や家族経営の農家に取って代わられ始めている。 さらに、私たちは全国で大規模な太陽光発電プロジェクトの開発に非常に早くから取り組んでおり、開発のペースは急速に高まっています。 したがって、これらの破壊的な問題はさらに深刻になる可能性があります。

Q: これらの圧力を緩和し、再生可能エネルギーを拡大し続けるために講じることができる対策はありますか? たとえば、十分に利用されていない都市の土地を利用することはできるでしょうか?

答え:はい、しかし農地モデルは太陽エネルギー開発者の間で非常に人気があります。 農場は、プロジェクトを構築するための低コストの場所です。 土地はすでに破壊され、平らにならされています。 個人の土地所有者から購入または賃貸することができます。 これらすべてが、これらのエネルギー プロジェクトが販売する電力の価格を競争力のある価格にするのに役立ちます。 そうは言っても、太陽光発電プロジェクトに使用できる都市空間はたくさんあります。 ASU では、夏の暑さでも快適に過ごせる日よけの天蓋を多数ご用意しています。 公園でも同じことができます。 さらに、駐車場はアメリカの都市のかなりの部分を占めているため、駐車場がこの目的に利用される可能性があります。 開発者は太陽光パネルを地面から高い位置に建設し、最初に敷地を掘り起こして電線管を敷設する必要がある。 ですので、オープン農地に比べれば、最初は確かにコストが高くなります。 ただし、色合いは付加価値であり、美しくすればさらに社会的価値を高めることができます。

おそらく最も重要なことは、都市型のアプローチは私たちをより公平な未来に近づける可能性があるということです。 都市は世界のエネルギーを大量に消費しており、農村地域に新たなインフラを押し付け続けるのではなく、都市が自らエネルギーをもっと生産できれば良いのにと思います。 また、都市部の太陽光発電は小規模で分散的に所有される傾向があり、より多くの人が経済的利益を享受できます。

Q: 電気は私たちの生活の基盤であるため、あまり考えられません。 私たちはそれを当然のことだと思っています。 化石燃料から再生可能エネルギーへの移行は、私たちの生活に予期せぬ変化をもたらすのでしょうか?

答え:ほぼ確実に。 私たちの世界が非常に長い間、大規模な石炭火力発電所からの電力によって動かされてきたという事実を考えてみましょう。 石炭火力発電所や炭鉱がすべて閉鎖されているにもかかわらず、石炭は依然として他の単一エネルギー源よりも多くの電力を生産します。 なぜ？ その理由の一部は、石炭火力発電所が昼も夜も、夏も冬も常に同じ量の電力を供給していることです。

しかし、人々は一定の機能として電力を消費したことはありません。 私たちは全体として、日中はより多くの電力を消費しますが、社会が停止する夜間には消費量が減ります。 もちろん、それらの石炭火力発電所は夜間も発電を続けており、発電量が余っているということになります。 このため、電気料金は日中は高く、夜間は安くなります。

太陽光発電への転換は、その状況をひっくり返します。 余剰電力は日中に発生し、夜間の電力よりも昼間の電力が安くなります。夜間の電力は配達前に高価なバッテリーに蓄える必要があるためです。 カリフォルニアではすでにそれが起こっており、昼間の電気料金は時にはマイナスになることもあり、太陽エネルギーを使用するために料金を支払っていることになる。

それで、それは何を意味するのでしょうか？ 分かりません。 しかし、私たちが知っていることは、今日の社会の多くの側面は、夜間の安価な電力によって実現されているということです。 ショッピング、レストラン、コンサート会場などのナイトライフが遍在していることを考えてみましょう。 実際、遊園地への当初の投資家の中には、夜間や週末の余剰電力の需要を創出しようとしている電力会社もいた。 安価な昼間の電力と高価な夜間の電力への移行が同様に行動の原動力である場合、文化の変化は重要なものとなるでしょう。

現在、夜間電力が安価であることも、産業が非常に資本集約的になる一因となっている。 製造装置が 24 時間稼働していれば、より多くの生産をより迅速に行うことができます。 これが当社が三交代制の工場と倉庫を持っている理由です。 しかし、電気料金が最も高くつくのが深夜だとしたら、どういう意味になるでしょうか? この変化は、墓場シフトを本当に好む労働者がほとんどいないという事実と合わせて、設備投資のメリットを十分に上回るものなのでしょうか?

これらは、電力網の将来を計画する際に考慮する必要があるシナリオです。

上の写真：アリゾナ州のツーソンとカサ・グランデの間にあるレッド・ロック太陽光発電所。 写真提供：チャーリー・レイト/ASU Now

シニアメディアリレーションオフィサー、メディアリレーションズおよび戦略的コミュニケーション担当

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