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09/10/31(STA)　スマートグリッドの衝撃

　「スマートグリッド(smart grid)」は、オバマ政権が打ち出している壮大な規模の「エネルギー革命」を意味しています。その目的は、「エネルギー使用を全体最適化すること」にあります。そして、その結果として、 CO2の排出量を削減し、先進国の中では効率の悪いアメリカ社会を省エネ化しようとするものです。それは、差をつけられた日本などの先進国に追いつき・追い越し、今はきわめて効率の悪い新興国に対して優位に立つ戦略です。　オバマ政権は、スマートグリッドをまずアメリカで推進し、ついでヨーロッパや日本などに普及する前に主導権を握ろうとしています。また、人口の多いBRICｓ諸国やこれから発展が期待されているVISTA（ベトナム、インドネシア、南アフリカ、トルコ、アルゼンチン）で優位に立とうとしています。　スマートグリッドは、アメリカ発のテクノロジーであるインターネット（WWW：World Wide Web）と類似しているシステムであることが特徴です。すなわち、電力網（と情報網）が蜘蛛の巣状に構築され、しかもクライアントは双方向に電力（と情報）のやりとりが出来るシステムです。試算によれば、2030年までに135兆円（1.5億ドル）が必要とも言われています。以下、下の図を中心に詳しく見て行きます。　スマートグリッドとは、「発電システム、蓄電・放電システム、　送電システム、制御システム、付随サービスなどを総合したシステム」です。技術やビジネスの裾野が広く、かつ非常な大規模な変革になることが特徴です。　もっとも重要なのは、電力システムがこれまでのように、「供給側」対「消費側」のような一歩通行の単純なシステムではなくなることです。電力はインターネットのように双方向で行き来するようになります。そして、双方向に流れる電力の量が時間によって激しく変化します。　まず、電力の供給ですが、これまでは発電所が供給し、家庭なり企業などの消費者が消費するといった単純な構図でした。しかし、スマートグリッド後では、発電所はこれまでの火力、水力、原子力に加え、 ①太陽光、②風力などの自然エネルギー発電所が加わります。　太陽光発電は、大規模な太陽光発電所のほか、小規模ですが、オフィス、工場、一般家庭、ショッピングセンターなどに設置されます。また、カルフォルニアやサハラ砂漠には、、太陽がサンサンと輝きかつ日本の国土を越える面積の「空き地」があり、ここに超大規模な太陽光発電所が作られるかも知れません。　これら①②などの自然エネルギーは季節によって、その日その地域の天気によって発電量がばらばら（まさに、風まかせ、天気まかせ）なのです。ある日は発電しすぎて余った余った余剰電力がスマートグリッドに逆流させ、別の日は不足なら電力を消費します。　電力を消費する側もこれまでのように単純ではなくなるでしょう。まず、近い将来普通になるであろう、 ③電機自動車です。この電気自動車は電池をつんでいます。そして、電気自動車は家電のように家庭にじっと待機しているわけではなく、街やオフィス、観光地に動き、そのたびにあちこちで充電動作を行うことになるでしょう。このために、電力の消費がきわめて流動的になります。　また家庭や企業でも発電を行ったり、それを蓄電し使用し、余ったら売電したりします。これらの電力量は、やはり季節によって、その日その地域の天気によってばらばらなのです。これをできるだけ平準化するためには大容量の電池が必要です。そのためには、スマートグリッドのあちこちに、 ④電池センターが必要かもしれません。　なお、発電所など大規模な電池はNAS（ナトリウム・硫黄）電池、電気自動車などの小規模な電池はリチウム・イオン電池が現在は優位です。しかし、技術的には、燃料電池や電気２重層キャパシタもまだ逆転の芽は十分あるでしょう。　また、太陽光発電パネルは、将来も効率のよいSi系が主流でしょう。現在は薄膜系がコストでSi系に対して有利でしょが、将来はSi系がコストでも優位になると思います。　またこのような複雑かつ大規模なシステムを、一貫して制御できる⑤電力情報制御が重要です。そのためにはどこでどのぐらい発電されているのか、送電されているのか、どのぐらい電力余っているのか、足りないのか、そういったことを正しく ⑥電力計測システムも必要です。　その計測システムの情報にしたがって、制御できる発電（火力、原子力など）を行うのか、止めるのか、あるいはどの地区からどの地区へ電力を振り向けるのかを正しく判断できなくてはなりません。また、今後どの地区がどのぐらいの電力を必要としているのか、電力が余っているのか、もリアルタイムで正しく予想できなくてはなりません。　口で言うのは簡単ですが、スマートグリッドでは天気、風向き、気温（⑦気象衛星からの情報）など、あるいは自動車の移動先（GPSによる⑧位置情報）がシステム全体にかかわってきます。それをどの単位（空間、時間）でどのように制御システムを構築するのか、課題はたくさんあります。　また、一般的に家電は直流で動きます。今までは送電線によって送られてきた交流を家電に入力して、その内部でA/DCで交流を直流に直して使っています。ところが、家庭の太陽光発電は直流なので、これを現在の家電で使用するためにはいったん交流にして、家電内部でまた直流にする、という非効率的なことをしなければなりません。　そこで家電は、直流入力、交流入力の両方で動くようにしなければならないでしょう。また、家庭、オフィス、商店、工場での ⑨LED照明は発光効率の観点からも常識になるでしょう。　また、太陽光発電の適しているのはなんと言っても砂漠です。ヨーロッパの電力はサハラ砂漠が供給し、ニューヨークの電力はカルフォルニア砂漠が供給するようになるかも知れません。電力を供給する場所と使用する場所が離れている場合、重要なのは送電システムです。特に⑩長距離超電導ケーブルに注目しています。　その他では、電気自動車をわざわざ「⑩充電スタンド」まで充電しに行くのはめんどうなので、ショッピングモールに駐車している間に、非接触で充電してくれる「⑪非接触充電」の技術も重要でしょう。　スマートグリッドとは直接関係ないと思いますが、火力（石油・石炭）などから出た CO2を液化して地中深くに埋めてしまう「⑫CO2地中閉じ込め」技術も完成が待たれます。この技術が完成すれば、当面（100年以上）は太陽光発電などは必要なく、石炭火力でエネルギー問題は解決してしまいます。　最後のスマートグリッドのリスクに関して簡単に記します。原子力には将来も「大事故リスク」があるでしょう。風力発電は、騒音、生物との共生など「環境との調和」のリスクがあります。　CO2を地中に閉じ込めても、地震などの災害時にCO2が大規模に噴出するリスクはないでしょうか？電気自動車には電池が高くて当面はわりに合わないリスクがあります。電池は19世紀にボルタ電池が発明されてから基本的原理が変わっていません。ここが大きなリスクです。　以上のように、スマートグリッドはインターネットがはじめて登場した時と同じような衝撃を社会と市場に与えると推測できます。この衝撃がいつ株式市場に織り込まれはじめるかを注視して行くことになるでしょう。　また、地球温暖化や資源価格高騰は人類のテクノロジーがもたらした災いです、この災いを克服するのもテクノロジーでなければなりなせん。決して、「レジ袋を貰わないようにする」などという自己満足だけではダメだと思います。　また、日本では、「地球温暖化を防ぐために、家計に〇〇円負担を御願いする…」などという当局の発言が報道されたりしますが、これではダメです。地球温暖化を防ぐことが、大きな義務や負担の発生と考えては、成功しないと思います。　アメリカでは、「スマートグリッドは多くの新しい産業を生み出すので、△△ドル儲かる…」と考えてようとしています。資本主義では、何事も儲からなくては価値はありません。環境問題もその例外ではなく、その考えこそが成功に導くでしょう。　※　株は自己責任で売り買いしてくださるようお願いします。