AIが再生可能エネルギーグリッドの回復力の鍵となる理由

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画像提供：ロイター/セルジオ・ペレス

エマニュエル・ラガリグ

シュナイダーエレクトリック エグゼクティブバイスプレジデント、最高イノベーション責任者

• 再生可能エネルギーへの世界的な移行には、分散型電力網を管理するための人工知能 (AI) 技術が必要になります。
• 人工知能は、電力の需要と供給をリアルタイムでバランスさせ、エネルギーの使用と貯蔵を最適化して料金を削減することができます。
• 電力へのアクセスを民主化し、イノベーションを促進し、電源の耐久性を確保するには、技術的なガバナンスが必要です。

テキサス州の何百万人もの住民が1か月間停電に見舞われた、歴史に残る恐ろしい冬の嵐を受けて、多くのエネルギー専門家、政治家、評論家が送電網関連のインフラのアップグレードに多額の投資を求めている。米国などの地域ではインフラの改善はまだ終わっていないが、今こそ信頼性の高い低炭素電力を確保するためのより良い選択肢を模索すべき時だ。

政府に対して、送電網インフラに投資し、集中型電源からの長距離送電線をアップグレードし、過去の技術を活用して今日の問題を解決するよう求める声もある。しかし今では、より優れた、より将来を見据えた代替手段があります。それは、分散型の再生可能エネルギーを活用する人工知能 (AI) です。

再生可能エネルギーは複雑さを増す

電化社会に向かうにつれ、マイクログリッド、風力発電所、個人用ソーラーパネル、バッテリーなどの分散型再生可能資源からより多くのエネルギーが生成されるようになります。

これらは持続可能性の観点からは歓迎すべきことですが、世界のエネルギー網の複雑さも増すことになります。今後 10 ～ 15 年の間に、電気自動車の普及、暖房システムの電化、風力タービンや太陽光パネルなどの分散型エネルギー資源 (DER) の急増により、電力網を破壊することなく需要と供給を一致させる微妙なバランス調整が必要になります。

オーストラリアを例に挙げてみましょう。ブルームバーグNEFは、2030年までにオーストラリアの住宅、商業、工業ビルの30％が太陽エネルギーを使用し、2050年までにこの数字は60％に達すると予測しています。

世界の多くの地域で、企業、政府、住宅の消費者が太陽光パネルでエネルギーを生成し、それをバッテリーや電気自動車に蓄えたり、送電網に送り返したりするケースが増えています。当社の予測によると、2025年までにヨーロッパでは約3,600万の設備（太陽光パネル、電気自動車、エネルギー貯蔵など）が送電網に接続され、2030年までにその数は8,900万に増加する見込みです。数百万台の個人用デバイスが電力をアップロードおよびダウンロードすると、電力網の混乱を引き起こす可能性があります。

画像出典: シュナイダーエレクトリック予測

言い換えれば、発電と送電の両方において中央電力会社への依存度は低下しており、電力会社はビジネスモデルを変える必要があるのです。近い将来、太陽光発電システムは唯一のエネルギー源ではなくなります。太陽光発電システムの役目は、グリッドのバランスを取り、さまざまな電源や蓄電システムから電子を必要な場所に移動し、エネルギーを秒単位で途切れることなく供給することです。

人工知能が電力網上の何百万もの機器のバランスをとる

人工知能ソフトウェアの助けを借りて、分散型エネルギー資源は生成した余剰電力を送電網に送ることができ、電力会社は必要な場所に電力を送ることができます。同様に、産業施設、オフィスビル、住宅、自動車などのエネルギー貯蔵庫は、需要が低いときに余剰エネルギーを貯蔵することができ、発電が不十分または不可能なときに AI がこの余剰エネルギーを使用することができます。

グリッドのバランスを保つには、多くの可動部分を調整、予測、最適化する必要があります。分散型エネルギー資源をミュージシャンと考えると、ユーティリティはオーケストラの同期を保つ指揮者であり、AI はリアルタイムで交響曲を作曲します。

これにより、AI 中心のシステムはゲームチェンジャーになる可能性があります。インフラストラクチャ重視のシステムから AI を中心としたシステムに移行すると、数日ではなく数秒で予測と制御が可能になり、予期しないイベントが発生したときにグリッドの回復力と柔軟性が向上します。

つまり、電力会社、政策立案者、規制当局は、分散型エネルギーに関してどのような役割を果たしたいかについて考え始める必要があるということです。分散型エネルギー生産者の寄せ集めは、調整と管理に依存することになる。屋上ソーラーパネルなどの装置のおかげで、より多くの家庭や企業が自らエネルギー生産者になるにつれ、電力会社が電気を購入する顧客の減少に直面する中で主導権を握ることができるようになる。欧州の中規模発電所の規模は2012年の800MWから2020年には562MWに減少しており、ブルームバーグ・ニュー・エナジー・ファイナンスは、この規模は2050年までに32MWに急落すると予測している。

公益事業会社は、ソフトウェア企業と提携するか、それとも自らをソフトウェア企業に転換するかを決定する必要があります。こうした進歩には、少数の大規模なエネルギー生成資産に投資するという従来のモデルから、顧客データとプライバシーを保護し、グリッド管理のサイバーセキュリティを確保しながら、指数関数的に増加する民間資産全体の需要を管理するという考え方への転換が必要です。

中央政府と地方政府もインフラ、特にエネルギーの発電と送電インフラへの支出を再考する必要がある。

インフラストラクチャベースのソリューションを使用してグリッドの安定性を維持するには、何年もの計画と構築、そして数十億ドルの支出が必要です。現在の経済状況や長期にわたる政治的議論（米国のような）により、必要な投資が遅れる可能性はありますが、気候変動により世界中でさらに異常気象が続くと予想されるため、時間を無駄にすることはできません。

より長い電線と変圧器システムを備えた集中型グリッドに投資するのは間違った方向だ。政府は代わりに、コミュニティや建物が自ら電力を生成し、ソフトウェアによってリアルタイムで管理されるグリッドを計画する必要がある。

政策立案者は再生可能エネルギー発電への公的資金提供を検討し、家庭や民間企業における分散型エネルギー発電の促進を奨励すべきである。また、エネルギー分野全体で相互運用性、透明性、平等性を確保するには、AI ソフトウェアに関する世界的に合意されたガバナンスが必要です。