人工知能とデジタル技術はどのようにエネルギー効率を向上させるのでしょうか?

世界的なエネルギー危機が深刻化するにつれ、エネルギーの使用と管理の技術の継続的な開発と進歩も促進されています。より優れた制御、最適化、分析を可能にする新しいデジタル テクノロジーのおかげで、今日ではエネルギー効率は業界全体で変化しています。

まず、デジタル化によって世界のエネルギーシステムが変革し、エネルギーの需要と供給に大きな影響を与えることが予測されます。

デジタル化とは、経済全体にわたる ICT の応用が拡大し、データ量の増加、高度な分析の急速な進歩、人、デバイス、機械 (機械間を含む) 間の接続性の向上をもたらすことを意味します。

石油やガスの貯留層内のセンサーから自動運転車の台頭まで、デジタル化は世界がエネルギーを生産し消費する方法に大きな影響を与えます。

デジタル化が需要側に与える影響は複雑かつ多面的です。一方では、デジタル機器は輸送、建築、産業の各分野でエネルギー効率を大幅に向上させる可能性を秘めています。一方、ますます多くのデバイス（およびそれらが生成するデータを格納するために使用されるサーバー）が広く使用されるようになると、適切に管理されなければ、エネルギー使用量が大幅に増加する可能性があります。

しかし、デジタル化のプロセスが止まる可能性は低い。政策立案者が直面している主な課題は、エネルギーシステムをどのようにその利益を最大化し、悪影響を最小化する方向に導くかである。

これを念頭に、IEAはエネルギー効率を改善するためのデジタル化の可能性を探り、政策立案者に提言を行うための機関横断的な取り組みを開始しました。

デジタル化により、データを収集・分析してエネルギー使用の実際の変化に影響を与える技術を通じて、エネルギー効率を向上させることができます。デジタル技術は、物理的な環境に変化が加えられる前に（自動または人間の介入によって）データを収集して分析することで、エネルギー効率を向上させることができます。

センサーやスマートメーターなどのデータ収集技術は、エネルギー使用量や気候などエネルギー使用量に影響を与えるその他の条件に関するデータを収集します。データは、人工知能アルゴリズムなどのデータ分析技術を通じて有用な情報に処理されます。最後に、処理された情報は、物理的な変化に影響を与えてエネルギー消費を最適化できるデバイスに送信されます。一部のデバイスでは、エネルギー使用を最適化するために人間の介入が必要です。たとえば、スマートフォン アプリはエネルギー節約の方法を提案できますが、ユーザーはその提案に従って行動する必要があります。他のデバイスは、たとえば建物の冷却システムのスイッチや生産ラインのロボットなど、より自律的にエネルギー効率を最適化できます。

次の図は、デジタル化が技術統合を通じてどのように効率を向上させるかを簡単に示しています。

デジタル技術はすでに、エネルギーの最終用途のあらゆる分野に広く適用されています。ますます多くの住宅や商業ビルに、スマート家電やインテリジェントなエネルギー管理システムが導入されるようになっています。産業分野では、高度なロボット工学と 3D プリンティングが標準的な慣行になりつつあります。自律型、コネクテッド、電動、シェアリング（ACES）モビリティ間の相互作用は、輸送部門における将来のエネルギー消費に影響を与えるでしょう。

さらに、デジタル技術は、最終使用効率からシステム効率まで、エネルギー効率の視点を広げます。

デジタル技術は、工業製品の製造から住宅の冷房まで、多くのエネルギー消費活動に使用されるエネルギーを最適化する可能性を秘めています。これは、従来の定義によるエネルギー効率の向上、つまり活動単位あたりのエネルギー使用量の削減を表しています。最終用途の効率性の向上は、依然として世界的なエネルギー転換における重要な要素であり、先進国と新興国の両方に利益をもたらします。

しかし、デジタル化による接続性の利点により、デジタル技術は最終使用効率とエネルギーシステム全体の効率の両方を向上させることができます。

世界のエネルギーシステムは劇的な変革を遂げています。集中型および分散型の変動性再生可能エネルギーが継続的に送電網に追加され、エネルギー消費の電化が進み、「プロシューマー」（エネルギーの生産と消費の両方を行う人々）が増加しています。このような状況では、エネルギーシステムが可能な限り効率的に動作し、必要なときにエネルギーを供給し、利用可能なときにエネルギーを消費することを保証するためには、需要側の柔軟性がますます重要になっています。

デジタル化により、「スマート」な建物、車両、産業施設がエネルギーシステムに柔軟な負荷の新たな供給源を提供できるようになり、供給側での再生可能エネルギーの抑制を減らし、コミュニティが自ら生産したエネルギーをより有効に消費できるように支援できるようになります。再生可能エネルギーがシステムに追加され、コミュニティ自身の消費も増えると、エネルギーの生産と分配に伴う損失が削減され、最終的にはより効率的なエネルギーシステムが実現します。

デジタル技術は、エンドユーザーの効率とシステムの効率の両方を向上させることができ、エネルギーインフラ（ピーク対応プラントなど）への投資を回避し、再生可能エネルギーの統合を改善し、エネルギーの安全性を強化することで、最終的にはエネルギーシステム全体に利益をもたらします。

下の図を見ると、デジタル化によってエネルギー効率と需要側の柔軟性に関する従来の概念がどのように変化するかがわかります。

デジタル化は、エンドユーザーとシステム効率の両方にメリットをもたらすことで、エネルギー効率と需要反応は別物、あるいは相反するものであるという認識を再検討することを余儀なくさせます。デジタル化は、従来のエンドユーザー効率と需要側の柔軟性を含む、システム全体の観点からエネルギー効率を包括的に捉える必要があることを示しています。