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多くの人々が同じような時間帯に自宅に戻ってきて、エアコンの電源を入れる。その結果、夏の夕方は1年の間でも最も電力需要が高い時間帯となっている。そして、この時間帯の電力需要の高まりは、送電網に大きな負担をかけている。
この記事は米国版ニュースレターを一部再編集したものです。
うだるような夏の日の夕方、私は家に帰ると、まず急いで窓用エアコンに向かい、スイッチを入れ、設定温度を下げて強風にしてフル稼働させる。
市、郡、さらには州全体の人々がおそらく同じことをしているだろう。そして私のように、テレビを付け、フライヤーの電源を入れて夕食の準備を始めるかもしれない。このような単純な日常的行為は、特別なこととして意識するようなことではないかもしれないが、送電網には確実にその影響が現れる。
電力需要が最も高くなる時間帯は、夏の夕方であることが普通だ。そして、その電力の大部分は、安全で快適な生活を維持するための冷房機器が消費している。夏の夕方に電力需要が急増することは、電力会社や送電事業者にとって非常に大きな課題だ。最近の記事で取り上げたように、電力需要のピーク時に使うために、他の時間帯にエネルギーを蓄えることができる新しい冷却テクノロジーを市場に投入しようとしている企業もある。
発電や送電を浄化しながら、照明とエアコンを使い続けられるように計画する上で、なぜ1日の最大電力需要が重要なデータとなるのか、その理由を掘り下げてみよう。
国際エネルギー機関（IEA）のデータによると、米国の一部地域のようにエアコンが一般に普及している地域では、暑い日の住宅のピーク電力需要の70％以上を冷房が占めることもある。電力会社が猛暑日にエアコンを弱めるよう利用者に求めることがあるのも不思議ではない。
こうした電力需要の高まりは、大きな負担となり得る。カリフォルニア州の発電と送電を監督するカリフォルニア州独立系統運用機関（CAISO：California Independent System Operator）のデータを見てみよう。例えば、8月5日の月曜日。この日の電力需要の最小値を記録したのは午前4時ごろで、その値は2万5000メガワットほどだった。一方でピークを記録した時刻は夕方6時頃で、需要は4万2000メガワットだった。早朝と夕方のピークの間に大きな差を作る要因はいろいろあるが、その大部分を占めるのがエアコンだ。
私が使っている窓用エアコンのような冷房機器は、電力を大量に消費する。そのため、一年のうち送電網に最も負荷がかかる時間帯が夏の夕方になることが多い。一方、冬季の電力需要は通常、あまり変動がない。朝と夕方にそれぞれ、暖房システムによる小さなピークが見られるくらいだ（米国各地の電力需要のピークが、それぞれどのように異なっているのかということについては、米国エネルギー情報局のこちらの記事で詳しく見ることができる）。
気候の観点から見ると、夏の夕方は、電力需要がピークを迎えるタイミングとしては都合が悪い。太陽光発電設備がその日の発電を終える時間帯に当たってしまうからだ。これは、再生可能エネルギー電源の長年の課題の一つである、「使えるかもしれないが、使いたいときに使えるとは限らない」という問題の一例である。
多くの場合、送電事業者は需要を満たす方法をあまり持ち合わせてはいない。照明を灯し続けるために化石燃料の発電所に頼ることになっても、使えるものを使うしかないのだ。いわゆるピーク発電所（尖頭負荷発電所）は通常、ピーク時の電力需要を満たすために稼働させるものであり、他の発電所よりも運転コストが高く付き、効率が悪い。
数カ月前に取り上げたように、バッテリーが救世主となりつつある。CAISOの4月16日のデータによると、現地時間午後7時過ぎから、エネルギー貯蔵システムが送電網上で最大の電力源となった。しかし、バッテリーによる電力供給は、ピーク時の電力需要を満たすにはまだまだ不十分だ。夏の間に送電網にかかる負荷が高まるにつれて、天然ガス発電所の稼働率も上がっており、4月よりも8月の方がはるかに高くなっている。カリフォルニア州の夏の夕方は、化石燃料が人々の日常生活に電力を供給しているのだ。
このようなピーク時の高い電力需要を満たすには、送電網により多くのエネルギー貯蔵装置をつなぎ、地熱、水力、原子力などの排出量が少ない発電所をもっと導入する必要がある。しかし、バッテリーのように機能する冷却システムへの関心も高まっている。
それを実現するテクノロジーも増えている。その目的は、需要が少ない時間帯や再生可能エネルギーを利用しやすい時間帯に、システムを充電することだ。そうすれば、送電網に負担をかけることなく、電力需要のピーク時でも冷却機能を利用できる。どのように機能するのか、また開発と実用化がどの程度進んでいるのかといったことについては、こちらの記事をご覧いただきたい。
地球温暖化が進み、さらに多くの人々がエアコンを使い始めると、送電網が限界を超えてしまうかもしれない。 たとえ発電量が不足していなくても、猛暑と高負荷は送電設備への脅威となる可能性がある。
エアコンの設定温度を上げるよう人々に求めることは、猛暑日の短期的な解決策となるかもしれないが、エネルギーの使用方法や使用時間をより柔軟に変えられるようにするテクノロジーは、夏の夜が今後ますます暑くなっても、安全かつ快適に過ごすための鍵となるだろう。
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エアコンは、気候変動対策に対する悪役のような存在だ。昨年の記事で書いたように、エアコンは温暖化する世界に人間が適応するのを助ける一方で、エネルギー需要の急増を招き、温暖化を助長するからだ。
バッテリーはピーク時の電力需要を満たす鍵になるかもしれない。5月の記事で取り上げたように、バッテリーはその役割を果たし始めている。
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中国では、電池ではなく水素を自転車の動力源にしようとする企業が増えている。しかし、自転車の航続距離に関する苦情が利用者から寄せられるなど、評価は分かれている。詳しくは本誌のヤン・ズェイ記者の最新記事を読んでほしい。
水素への関心が高まっている理由の1つとして、リチウムイオン電池の安全性に対する懸念が挙げられる。ニューヨーク市は電池交換ステーションを市内に設置することで、電動自転車の安全性を高めようとしている。このプログラムについては、5月に掲載したこちらの記事をご覧いただきたい。
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