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エネルギー分野における気候に優しい新興技術

長期的な投資実現可能性をテストするために急速な開発が必要な新興エネルギー技術が特定されています。

目標は温室効果ガス排出量の削減であり、最大の排出者である電力部門が、幅広い脱炭素化技術の要請に応じて取り組みの中心に立つ。

風力や太陽光といったコア技術は現在広く商業化されていますが、新たなクリーンエネルギー技術は絶えず開発・出現しています。パリ協定の達成義務と技術の実用化へのプレッシャーを考えると、長期的な投資ポテンシャルを見極めるために、どの新興技術に研究開発の重点を置く必要があるのか​​という疑問が生じます。

これを念頭に、国連気候変動枠組条約(UNFCCC)技術執行委員会は、地球規模で利益をもたらす可能性が高く、できるだけ早く市場に投入する必要があるとしている6つの新興技術を特定しました。

これらは以下の通りです。
一次エネルギー供給技術
浮体式太陽光発電は新しい技術ではないが、完全に商業化された高度な技術水準の技術が新たな方法で組み合わせられていると委員会は述べている。例えば、係留された平底船と、パネル、送電線、インバーターを含む太陽光発電システムなどがその例である。

浮体式太陽光発電フィールドが独立型の場合と、水力発電施設に後付けまたはハイブリッド型として建設される場合の2つの選択肢が示されています。浮体式太陽光発電フィールドは、追加コストを抑えつつ最大25%の発電量増加を実現しながら追尾発電用に設計することも可能です。
浮体式風力発電は、固定式の洋上風力タワー(通常は水深50m以下)よりもはるかに深い海域、そして沿岸に近い深海底地域に存在する風力エネルギー資源を活用できる可能性を秘めています。主な課題はアンカーシステムであり、主に2種類の設計タイプ(潜水式と海底アンカー式)に投資が行われていますが、それぞれに長所と短所があります。

委員会によれば、浮体式風力発電の設計はさまざまな技術完成度レベルにあり、浮体式水平軸タービンは垂直軸タービンよりも進んでいるという。
実現技術
グリーン水素は、暖房、産業、燃料としての利用の可能性を秘めており、今まさに大きな話題となっています。しかし、TECは、水素の製造方法が排出量への影響に大きく影響すると指摘しています。

コストは 2 つの要素に依存します。1 つは電力コスト、もう 1 つはより重要な電解装置のコストであり、これらは規模の経済によって推進されるはずです。

委員会によると、メーターの後ろや実用規模のストレージ用の次世代バッテリー(固体リチウム金属など)が登場しており、エネルギー密度、バッテリーの耐久性、安全性の点で既存のバッテリー技術に比べて大幅に改善され、充電時間の短縮も可能になっているという。

生産規模を拡大することができれば、今日の従来型自動車に匹敵する寿命と走行距離を持つバッテリーを搭載した電気自動車の開発が可能になり、特に自動車市場において、その使用は変革をもたらす可能性があります。

委員会によると、暖房や冷房用の熱エネルギー貯蔵は、熱容量やコストが異なるさまざまな材料で実現可能であり、その最大の貢献は建物や軽工業になる可能性が高いという。

住宅用熱エネルギーシステムは、ヒートポンプがあまり効果を発揮しない寒冷で湿度の低い地域では非常に大きな効果を発揮する可能性があります。一方、今後の研究のもう一つの重要な分野は、発展途上国および新興工業国における「コールドチェーン」です。

ヒートポンプは確立された技術ですが、冷媒、コンプレッサー、熱交換器、制御システムの改良などの分野で革新が続けられ、性能と効率性が向上しています。

委員会によると、研究は一貫して、温室効果ガスの少ない電力で動くヒートポンプが暖房と冷房のニーズに対する中核的な戦略であることを示している。

その他の新興技術
検討された他の技術には、空中風力、海洋波力、潮力、海洋温度差エネルギー変換システムがあり、これらは一部の国や地域の取り組みには重要かもしれないが、工学的および事業上の課題が克服されない限り、世界規模で利益をもたらす可能性は低いと委員会はコメントしている。

もう一つの注目すべき新興技術は、CO2回収・貯留(CCS)を伴うバイオエネルギーであり、これは実証段階を終え、限定的な商業展開へと移行しつつあるところです。他の緩和策と比較してコストが比較的高いため、普及は主に気候政策イニシアチブによって推進される必要があり、実社会での広範な展開には、様々な燃料タイプ、CCSアプローチ、対象産業の組み合わせが想定されます。

—ジョナサン・スペンサー・ジョーンズ


投稿日時: 2022年1月14日