■米国が水力発電の柔軟性を高める

米国のエネルギー省が800万ドルを投じて水力発電の柔軟性を高めるということだ。水力発電は元々発電量を必要に応じて変動しやすい性格のものだが、それをさらに制御を精密にして、増加する変動性再エネが送電系統に与える悪影響を抑制しようとするもののようだ。

水力発電の開発の歴史は長いから、古い設備の制御は、極端に言えばオン・オフで行われるものが多い。それを発電のためにダムから落下させる水流の流速を細かく制御できるようにするということだ。水を流す導管に、細かい制御信号に対応することができる制御弁を設置することのようだが、これをできるだけコストを掛けないような方式にする技術開発を支援するもののようだ。現在稼動している水力発電に手を加えるのだから、その期間、少なくとも一つの導水管の利用が出来なくなる。その期間を短くすることができれば、送電系統の変動抑制に対応出来る水力発電の規模が急速に拡大する。

揚水発電は、下流から水を汲み上げるのに電力を消費して発電量を減らす方式だが、新たな揚水管を既存のものに追加するのは大工事になる。単純な流水で発電する方式の導水管に制御弁を短期間で行うことが出来るようにすることのようだ。

日本の水力発電の歴史は長いから、これと同様なことが可能だろう。それによって太陽光発電や風力発電といった変動性再エネの変動を抑制できるのだから、多少のコストをかけても長期的には引き合うものとなるはずだ。日本の発電事業者にこのような制御を実施する政策を具体化するべきだと思う。日本の水力発電による発電量の割合は、 2015年の数字で8.23% だから、その内どれだけが新規の制御方式を設置できるかが課題となるかもしれない。

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■山梨県が水素製造の推進

山梨県は日本でもっとも長い日照時間を持っているようだ。山に囲まれている地形から雲の発生が他の県に比べて少ないからだという。その山梨県が、太陽光発電などの再生可能エネルギーから水素の製造を後押ししている。民間企業と協力して水を電気分解して水素を製造するのを事業として成立させようとしているらしい。海外からも見学者が訪れるというから本格的だ。

ここまで早く水素事業が伸展するとは思っていなかったし、地方自治体が主体となってなど考えもしなかった。しかし、山梨県は水素を地域の特産品に育てようとしているようだ。トヨタ自動車も同県から水素の供給を受けることに前向きらしい。おそらく現時点での水素コストはかなり高いだろうが、グリーン燃料を製造する県としての評価が高まれば、その利用システムも開発されるだろう。

再エネによる発電量が多すぎるときに水電解にその電力を供給することで、再エネの出力変動を抑制すると同時に水素という形で貯蔵し、それを電力が不足するときに水素燃料電池に供給して発電し、電力事業に売ることでコストを削減できる。現在普及している家庭用天然ガス燃料電池は、熱も利用すれば高効率だとは言え、排ガスには温暖化ガスであるCO2が入っている。だが、純水素を燃料にする燃料電池からは基本的に水蒸気しか出ない。この特性を上手に利用すれば、山梨県はグリーン電力を利用しているという評価を貰えるだろう。甲府市で2016年に建設された太陽光発電設備がこの目的に利用されている。晴天時一時間に製造される水素は、6台の燃料電池自動車に利用できる量になるらしい。

同県はこの水素製造設備を海外に輸出し、そこで作られる水素を輸入するという構想も持っている。県の発案だということもあるが、これがビジネスモデルとして定着するかどうかが今後の課題だろう。

山梨県甲府市に次いで日射量の多いのは、高知県高知市のようだから、同じようなプロジェクトがここでも始まるかも知れない。

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■太陽光発電と蓄電池の設置は今後・・・

今住んでいる団地ができてから50年ほどになる。最近古くなった家を取り壊して新築するところが増えているが、その半数以上に太陽光発電パネルが屋根に設置されている。パネルの価格が急速に下がってきたからだ。このうちどの位の家に、さらには既存の建物への蓄電池の取付がされているだろうか。蓄電池の価格も下がってきたからだ。ただ、蓄電池については、リチウムなどの材料価格が上昇しているために、価格は下げ止まりになるという情報もある。

初期投資の額は一見大きく見えるが、今後電気料金が上がるのは確実だろうから、PVとその規模に対応した蓄電池を設置すれば、10年前後でその投資は回収できるだろう。設置数が増えれば、ある地域のPVパネルと蓄電池を相互に情報システムで連系させてやれば、マイクログリッドにすることができる。そうなると、送電系統の安定化ができるから、そのサービスを電気事業者に売ることができる。長い歴史を持つ送電系統には劣化が進んでいるところもあるし、送電容量が不足し始めるところも出てくる。

補助金などの支援策が準備できれば、このマイクログリッドが次々に形成される時代に入っている。それは即、地球温暖化対応となるから、環境への関心が高まる中、PVと蓄電池の設置と相互連系が進展することは確実だろう。

原発の稼働が進まず、新設もしにくい現状と、古い火力発電設備の更新が必要になっている電力事業者から見ると、PVと蓄電池によるマイクログリッドを自ら推進するようになるだろう。それによって、CO2の排出量も急速に下がることになる。大規模集中型発電の時代は終わったと言えるだろう。今後の展開がどれほど進むかが楽しみだ。

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■中国の石炭火力発電

経済成長を高めている中国は、上昇する電力需要に対応するために石炭火力発電の大幅な増設を計画している。化石燃料を使う火力発電の中でも石炭火力からのCO2排出量は、他の火力発電より群を抜いて高い。気候変動抑制のためには火力発電はできるだけ抑制すべきナノだが、背に腹は代えられないのが中国のエネルギー政策だろう。

石炭火力の増設自体も問題だが、増設によって増える石炭の採掘量も大幅に増えることなり、炭坑からは大量のメタンも漏出する。これは回収されることなく大気に放出されるから、CO2の20倍も地球温暖化効果の高いメタンが放散されることによって、確実に地球温暖化は進むことになる。報道記事によると、これから20年間この状況が続けられると、温暖化はCO2の80倍もの大きさで促進されるようだ。

中国も、太陽、風、水といった再エネの規模を拡張しているが、国内のエネルギー需要には到底間に合わず、大規模石炭火力の拡張を余儀なくされている。国外からの非難は覚悟の上のことだろうが、その結果が招く気候変動の大規模化について、どのように対応するのかは示されていない。世界の石炭消費量の半分を中国が消費しているようだから、CO2の回収技術もまだ確立していないだけに、全人類がその影響を受けることになるし、大幅に増加する石炭採掘に伴うメタンの発生がさらにそれを加速することになる。

これにどのように対応すべきかの回答は示されていない。

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■日本郵船や商船三井、脱炭素へLNGや「風」利用

報道記事の丸写し。

世界の海運各社が排出する二酸化炭素（CO2）を合わせると、ドイツの排出量に相当するともいわれる。国際海運の需要拡大に伴って業績が好調な各社は、脱炭素に向けた取り組みにも力を入れている。2021年には大手3社が「50年の温暖化ガス排出実質ゼロ」を表明し、日本船主協会も同様の目標を定めた。「取り組みが遅れれば荷主から選ばれなくなる」という危機感は強い。

世界の貿易量の9割を担う海運業界に対する荷主からのCO2削減要求は厳しさを増している。これまで海運業の主力燃料は重油だった。これを、メタンを冷却液化したLNGに切り替えれば、CO2排出量は劇的に下がる。ただ、そのためには燃料タンクからエンジンまでをLNG仕様にしなければならず、莫大な投資が必要となる。従って、新規に作る船からLNG仕様に変換するのがやりやすいが、それではCO2排出量を削減する時間が長くなる。開運会社の頭の痛いところだ。

日本郵船は22年3月時点で、建設予定も含めると35隻のLNG燃料船投資を決めた。今後、自動車運搬船の新規発注では全てLNG燃料を採用する計画だ。商船三井も30年までにLNG燃料船を90隻整備する目標を掲げている。川崎汽船は26年度までの5カ年を対象とする中期経営計画で、LNGなどの代替燃料船に2500億円を投じることを掲げた。

この実現にはLNGの調達と受け入れ基地の建設、LNG船への積み替え施設なども入れると、その設備に投入されるエネルギーから排出されるCO2が、時間がかぎられるとはいえ増加する。とはいえ、荷主には好感を持って貰えるだろう。

さらに各社は「LNGの次」を見据えて、すでに動き出している。脱炭素燃料の有力な候補として期待を集めるのがアンモニアや水素だと報じられている。商船三井は35年までにアンモニアや水素、合成メタンといった脱炭素燃料で運航する船を110隻整備する。日本郵船も30年以降、アンモニア燃料船の導入を急ぐ。その新設コストと燃料コストの高騰を考えると、重油を継続して使う他国の海上輸送事業と対抗できるだろうか。

新たな発想として「風」を活用する動きも出てきた。商船三井は風力を船の推進力とする「ウインドチャレンジャープロジェクト」に力を入れる。繊維強化プラスチック（FRP）などで作った「硬翼帆」による風力推進装置を船上に設置し、22年秋にも運航を始める。風を補助動力に使うのだが、船体の設計から見直すことになるから、時間とコストが課題となるだろう。硬翼帆は高さ52メートルで幅15メートルと巨大だが、航行中に格納や展開、向きの切り替えができる機能を持つ。

帆1本あたり日本―オーストラリア航路で約5%、日本―米西海岸航路で約8%の温暖化ガス削減効果が期待できると商船三井はみる。脱炭素の実現に向けて、考えられる限りの手段を模索する。他国の貨物船との競合で収益性を大きく落とすことにならないことを願っている。

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■梅雨は来るだろうか

まだ5月だというのに、ほぼ全国が真夏日になっている。アメリカでは大干ばつだし、地域によっては冬の気温になっているだろう。世界の気候は連動している。おそらく、各地の気温を平均すると、ほぼ通常のレベルになるのだろう。気候変動を実感している。この調子でいくと、日本に梅雨の時期が来ないかも知れないし、台風の直撃が増えるかも知れない。

全世界の気象を一つにまとめて同時にデータとして把握している研究機関はあるだろうが、そこから、世界の翌日気象予報を出すことができれば、日本だけを対象にした天気予報で知る異常気象が、地球規模で起きている実態が分かるかも知れない。

この異常気象を終息させる術を人間社会はまだ持っていない。地球温暖化のせいだと言われても、また、それがCO2などの地球温暖化ガスのせいだと言われても、迅速に対応出来るものではないだけに、人間社会が生み出した結果に甘んじるほかはないのが現実なのだ。

もし本格的梅雨が来ないとしたら、日本の農業は壊滅の危機となる。そうならないように祈るばかりだ。

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■低濃度炭酸ガスの回収固定

エア・ウォーターは二酸化炭素（CO2）濃度が低い排ガスからドライアイスを精製する設備を開発したと報じられている。従来はCO2濃度が90%以上の排ガスから精製していたが、10%程度の濃度の排ガスからも精製できる。脱炭素を進める工場向けに2022年度中に商用化し、25年度までに10台の稼働を目指す。比較のためにネットで調べてみると、吸う息の時は、「酸素が20.94% 二酸化炭素が0.03%」. 吐く息の時は、「酸素が16.44% 二酸化炭素が3.84%」だそうだ。

食品の運搬時などに使うドライアイスはCO2濃度を99%に高めてから固体化して精製する。これまでは製油所や化学コンビナートなどで化石燃料を燃やす際に発生するCO2濃度が90%以上の排ガスを使い、濃度を高めて精製していた。製油所は需要減などを背景に統廃合が進んでおり、ドライアイスの供給も逼迫している。空気中から酸素や窒素などを回収して濃縮する産業ガスの技術を活用し、子会社の日本海水の兵庫県赤穂市にある製塩工場に実証設備を導入した。CO2濃度が10%ほどの木質バイオマス燃料の排ガスを使い、現在は1日にドライアイスを100キログラム精製している。

木質バイオマス燃料は植物が成長時に吸収したCO2と燃焼時に発生するCO2が相殺されて、排出量が実質ゼロとされる。排ガスから精製したドライアイスが気化する際に発生するCO2排出量も実質ゼロとみなされる。木質バイオマス燃料を活用する企業などに新設備の導入を働きかける。

木質バイオマス燃料から排出されるCO2が実質ゼロと見なされると言っても、伐採された樹木を燃料にするのだから、樹木量が減少し、それだけCO2の吸収量は減少する。だから燃料に使った樹木に相当する量の植林をしなければ、長期的には大気中のCO2は増加することになる。その意味で、植林を事業に取り入れる企業が増えているのも頷ける。その意味で、木質バイオマス燃料を使うから気候変動に影響を与えないというのは駄目で、植林事業とのタイアップがこれから必要となるだろう。

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