■資源の再利用

このところ環境対応として資源を再利用するシステムを開発するケースが増えている。昨日報じられたのは、使用済み紙コップの再生資源化。日本製紙は今秋、使用済み紙コップを再生可能な資源に加工する装置を飲食店向けに発売する。グループ会社の日本デキシーが開発した小型のゴミ処理機のようなもの。飲み残しなどを洗い流して粉砕・圧縮しておくと、段ボールなどの原料として主に古紙業者が回収する。この処理機の高さは1メートル程度で、1時間に紙コップを最大300個処理できる。

紙のストローやふたにも対応しており、レストランやフードコートなどでの利用を想定している。受注生産で価格は1台数百万円程度になる見通しで、まずは大手コーヒーチェーンや催事会場などに売り込むということだ。装置内には約400個分の紙コップを圧縮して保管するため、店員がごみ袋を交換する手間も減らせるとのこと。

この装置を購入するところは、これをどこかで消費者に知らせる機会を作っておかなければ、評価して貰えないことになる。消費者に良いイメージを持って貰えるのにこれだけの投資をする事業者がどの程度あるか、発売後1年ほどしたときの実績なり利用者の評価、それを消費者がどのように評価し売上に貢献したか、などを知りたいものだ。

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■2030年に太陽光発電コスト最安

経済産業省は7月13日、新たな発電設備を更地に建設・運転した際の1kWh当たりのコスト（発電コスト）について、2030年時点の各電源の試算結果を公表した。このような形で認められたのは意外だった。これまで原発が一番安いとしてきたのが、安全対策コストが大きくなり、大手電力事業の意向に沿わない方向に向かわざるを得なくなってきたのだ。

同省が2015年に示した試算では、2030年の発電コストは原子力が最安で10.3円～、太陽光（事業用）は12.7～15.6円とされていた。今回の試算では原子力が追加安全対策費等によりコストが上昇し、太陽光は4円程度コストが下がる見通しが示された。陸上・洋上風力発電も同様に、前回の試算結果よりも4円程度下がる試算結果となった。立地制約等を考慮せず、機械的に算出したもので、燃料費の見通し、設備の稼働年数・設備利用率、太陽光の導入量などの試算の前提を変えれば結果は変わる。とはいえ、この数字が電力業界に与える影響は大きい。

天候によって太陽光発電の出力は変動するから、それを補うために火力発電が必要になるという意見もあるようだが、原発は逆に一定出力で運転され、需要の変動に対応するために火力発電で対応するのだから、同じことだし、蓄電のコストが安くなれば、火力で対応する必要度は2030年頃にはかなり下がるだろう。ただ、今後の太陽光発電は、メガソーラーではなく、建物に取り付ける物が主流になるだろう。窓ガラスが発電する時代も近くなっているようだから、炭酸ガスを排出しない地域分散型の発電設備としての太陽光発電の役割は急上昇するだろう。

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■気候変動を身近に感じる昨今

ここ1～2年の極端な温度変化で電力供給に支障を来している米国は、気候変動を具体的に感じさせる事例だろう。この2月に大寒波がテキサス州を襲い、電力需要が急増する中で発電所が凍り付いて停止したために広域大停電が起き、100人以上の人が命をなくしている。そして今、米西部での熱波によって電力供給にリスクが生じている。オレゴン州では山火事の影響で地域を支える送電線の一部が停止した。ネバダ州ラスベガスでは10日に47.2度と史上最高の気温を記録し、電力事業は広域停電を起こさないように節電を広く呼びかけている。高温による死者も続出しているという。カリフォルニア州の送電網を管理するカリフォルニア独立系統運用機関（ISO）は電力需給の逼迫を受け、9日に計画停電の一歩手前となる電力網の緊急事態（ステージ2）を宣言した。同州では昨年8月には高温に起因する山火事で、一部の地域が停電している。

日本の多くの地域でいま起きている水害や山地の崩落なども、滅多に起きることのなかった線状降水帯が多くの地域で発生したのが原因だとされるが、これも気候変動が原因であることは間違いないだろう。報道にはあまり出てこないが、大雨による災害に見舞われた地域には、停電が続いているところも多いだろう。この状況の中でオリンピック・パラリンピックが開催されることが決まったが、屋外競技者にとって過酷な気温条件となる可能性が高くならないかが気になっている。試合中に熱中症になって命に関わるダメージを受ける競技者が出ないことを願うばかりだ。

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■透明でも太陽光で発電するガラス

NTTアドバンステクノロジが透明な意匠性を保ったまま、赤外光を吸収し発電する太陽電池の機能を持った高機能建材ガラスを2020年10月から販売する。無色透明型光発電素子「SQPV（Solar Quartz Photovoltaic）」技術を使用して製造した高機能ガラス製品の販売において、inQsと日本国内独占販売契約を締結したと発表している。

SQPVは紫外光と赤外光を吸収し発電する技術。可視光は透過するため一般のガラスが使える全ての用途において、遮熱と発電という機能を付加できるという。この一般のガラス並に可視光を透過しつつも、赤外光を吸収（遮熱）する特徴を生かし、デザイン性の高い省エネルギー遮熱・発電ガラス材料としての用途開拓が可能であり、特に遮熱効果はビルなど省エネに有効という。

この記事では従来型の太陽光発電パネルとのコスト比較は示されていないが、デザインの柔軟性から見ると、建築材料としての価値としてみるべきかも知れない。また、ソーラーシェアリングへの利用もやりやすく、温室の構造材としても使えるかも知れない。建築素材としての価値と発電設備としての価値を切り離して計算することができれば、建築デザインの価値はデザインとしての価値の柔軟性をうまく利用すれば、今後応用範囲は広いのではないだろうか。

建築素材としてどれほど使えるかを調べてみる必要がありそうだ。

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■奈良市の環境エネルギー政策

今日は奈良市長と奈良市会議員の選挙日。午後遅くの少し日が落ちて暑さが感じられなくなってから近くの小学校まで投票に出かけた。杖を使って足は運びが遅い連れ合いに歩く速度を遅くしていると、こちらも歩き方の調子が悪くなって腰が痛くなった。

今回の選挙公約をずっと眺めて見て思ったが、奈良市を環境エネルギー政策面でどのようにするかについて少しでも触れている候補者が1人も居ないのは寂しいことだ。これからは地域のエネルギーの運用が重要となる。市内のどこかでマイクログリッドの運用をするような方向を示す人が出なかったのは、自分の思い入れが強すぎるのかも知れないが、奈良市庁舎の耐震増強の改築を機会に、全館と隣接する建物を組み込んで、独立した系統制御が出来るようにすれば、今の政府目標にも合致した物になると思うのだが。そこまで行かなくても、建物の断熱性を上げてエネルギー効率を上げる施策が採用されないかと思っている。このようなことが市民にアピールする政策目標になると思う候補者はなく、おそらく市民も市政に対する要望の上位に環境政策を置かなかったのだろう。

奈良県南部は山地で森林地帯になっている。その地域で木質バイオマスボイラーを使ったシステムや川の水を使った小水力発電の設置が進んでいる。南部で再エネによって発電された電力を奈良市庁が買い取るということも可能だし、それによって吉野地域の再エネ電力プロジェクトも活性化すると思うのだが。

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■太陽光発電パネルの価格

日本は何はともあれ再生可能エネルギーによる電力容量を増強させなければならないが、その建設速度から見て当初は太陽光発電に頼らざるを得ない。しかも、メガソーラーに適した場所はほとんどなくなり、山林を切り開いて敷地を作るのも、最近の災害の多発から反対も強くなっている。従って殆どがこれからは、建物の屋根や壁面に設置する物になっていくと想定される。

その太陽光パネルの殆どはシリコンを素材としているが、その材料コストが大幅に上がっているようだ。中国・新疆ウイグル自治区の人権問題が、太陽光パネルの価格を押し上げているのだという。主要な原材料であるシリコンの世界生産の約4割を新疆地区が占め、人権問題で供給に影響が出る懸念が浮上したためだ。シリコン価格は1年間で5倍近くに高騰。日本でのパネル価格も3～4割上がった。

資料を探してみると、2010年時点で中国が世界のシリコン生産の67％を占めている。続くのは、ロシア（9％）、ノルウェー（5％）、ブラジル（4％）、アメリカ（2％）と続き、日本の名前はその他の中に入っている。

優れているとされてきた日本の発電用パネルの生産も、当初は世界を制するかと思われたのが、今では中国に圧倒されている。このような状況で2050年に向けてゼロカーボン社会を実現しようとする日本は、再エネ拡大の基盤も海外依存になりそうになっている。シリコンコストの上昇によって、太陽光発電設備のコストが上がり、収益性の見地から設置プロジェクトを見送る事業者も増えているようだ。

中国とアメリカの対立が続けば、この状況はさらに悪化するかも知れない。

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■KDDI、基地局電力5割減へ

データセンターの電力消費を抑制するために、センター内の電力を全部直流化したことはよく知られている。それとは若干異なることかも知れないが、KDDIが携帯電話の基地局設備で消費電力の削減に注力している。フィンランドのノキアと組み、基地局の消費電力を最大5割削減する実証実験をこのほど始めたと報じられている。

データセンターでは三菱重工業などと冷却効率を上げる実験を開始。世界的な脱炭素の流れを受けて、国内通信大手も設備の省電力化に本格的に取り組み始めた。冷却効率を高め7割超削減見込むというからその脱炭素効果は大きい。

KDDIは基地局に、トラフィック（通信量）に応じて電波を制御するノキアの人工知能（AI）技術を導入する。トラフィックは季節や時間帯、地域によって変動する。ノキアのAI技術はトラフィックの少ない地域では一時的に電波を停波するなど、需給によって電波を制御する仕組み。同技術は基地局の開発メーカーや通信方式にかかわらず導入できる。

さらに、基地局設備を冷やすノキアの液体冷却技術も導入する。従来の空調機器による冷却では一度空気を冷やし、基地局設備を冷却していた。液体冷却では、特殊な液体を設備に接するかたちで循環させるため、冷却効率が高い。基地局の冷却で使う電力使用量を従来より7割超減らせると見込む。データセンターの省電力化も進め、液体を入れた小型の箱に直接サーバーを浸すNECネッツエスアイの液浸冷却技術を使う。三菱重工が冷却装置とデータセンターの組み立てを担い、22年度の実用化を目指す。

システムの入った缶体じたいを液体に入れて熱を吸収するのは今後も他の分野でも行われるかも知れない。ただ、その高温化した液体の熱をいずれは大気中か流水中に放散しなければならず、その熱交換の回数が増えることが全体の管理を難しくするかも知れない。だが、液体を媒体にした熱交換システムの利用が今後急増する方向に向かうのは確かだろう。

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