ジョージ・サケラリスは、アメレスコの創業者、取締役会会長、社長兼最高経営責任者である。
米国が電化され、デジタル化され、分散化された未来に向かう中、その未来を支える基盤システムに注目が集まっている。現在のエネルギーインフラの多くは数十年前のものであり、現代の需要が求めるスピードと複雑さに対応できていない。AIとデータセンターの急速な台頭から気候変動の不安定さ、国家安全保障のニーズまで、あらゆる角度から圧力が高まっている。次に来るべきインフラは、単に大規模であるだけでなく、よりスマートでなければならない。
その答えは、多様で回復力があり柔軟なエネルギー源の組み合わせを支える新しいインフラを意図的に構築することにある。それは集中型と分散型の両方、そして安定型と変動型の両方を含む。信頼性か再生可能エネルギーかの二者択一ではない。これらすべてを提供できるシステムを設計することが重要なのだ。
画一的なアプローチを超えて
「完璧な」エネルギーミックスに万能の公式はない。ハワイの施設に適したものは、コロラド州の農村部や中西部の大学キャンパスに必要なものとは異なる。地理、送電網の老朽化、規制環境、電力と熱負荷のバランスなどの要因がすべて、理想的なシステム設計に影響を与える。
まずは適切な質問から始めよう：
• 施設の主要なエネルギー需要プロファイルは何か？
• 現在の送電網接続はどの程度信頼できるか？
• どの地域の再生可能エネルギー資源が最も利用可能または費用対効果が高いか？
• どのような政策、インセンティブ、相互接続の制約が選択肢に影響するか？
これらの問いは、制約と機会の両方を明らかにし、回復力があり適切な規模のエネルギー戦略の基盤を築くのに役立つ。次世代のインフラを構築するには、ポートフォリオアプローチを採用する必要がある：太陽光と風力だけでなく、地熱、エンジン、タービン、再生可能天然ガス（RNG）、熱電併給（CHP）、水力発電などを含む。
安定した電力生成と変動型電源を組み合わせることに焦点を当て、時間帯や天候に関係なく一貫した出力を提供できるエネルギー源と、重要な追加となる再生可能エネルギーのバランスを取る必要がある。
特定のサイトに適した安定型と変動型の電力の適切な比率を評価するには、まず施設の負荷プロファイルを季節やストレスシナリオ全体でモデル化することから始める。次に、地域の資源の利用可能性、停電リスク、政策の制約を重ね合わせて、変動型電源が低下したときに信頼性を維持するために必要な安定した容量を決定する。
安定した電力：信頼性の背骨
安定した電力とは、予測可能な24時間体制のエネルギーを提供する電源を指す。変動型の再生可能エネルギーとは異なり、CHP、地熱、エンジン、タービン、水力発電などの安定した電源は、太陽光や風力がなくても機能する。これらは回復力のある送電網の基盤となる強さを提供し、より新しい可変技術の柔軟な統合を可能にする。
コジェネレーションとも呼ばれるCHPシステムは非常に効率的で、単一の燃料源から電力と使用可能な熱エネルギーの両方を生産する。この二重出力システムは80%以上の効率レベルを達成でき、病院や大学などのキャンパスのような環境に理想的である。
地熱システムは、地球の自然な温度を利用して電気エネルギーと熱エネルギーの両方を提供するもう一つの二重の利点を提供する。一方、水力発電とバイオガスは、大規模なインフラ投資なしに地域の回復力を高める、より小規模でグリッドインタラクティブな方法で再考されている。
容量だけでなく柔軟性のための構築
米国の将来の送電網は完全に集中型でも分散型でもなく、両方の組み合わせでなければならない。電力会社は引き続き広域にサービスを提供するが、組織は現在、自らの電力を発電・貯蔵・管理する前例のないコントロール力を手に入れている。
それが分散型エネルギー資源（DER）の約束である。屋上太陽光発電、バッテリーエネルギー貯蔵システム（BESS）、マイクログリッド、需要側ツールなどの技術により、ユーザーは送電網の最適化に直接参加できる。これらは集中型システムだけでは提供できない冗長性と柔軟性の層を追加する。
ハワイでは、軍事施設に導入された太陽光発電とバッテリーシステムが、地域の送電網に再生可能エネルギーを供給し、ミッションクリティカルな軍事作戦のための独立したバックアップ電力を提供するように設計された。このシステムが送電網の停電時に「アイランド化」し、医療、緊急対応、防衛のための電力を維持する能力は、モジュラーインフラが混乱に耐えるように構築できる方法を示している。
教訓は何か？回復力には容量と適応性が含まれる。安定した資源と柔軟な資源を組み合わせ、必要に応じて独立して運用できるように設計されたシステムは、将来に備えたインフラのための青写真を提供する。
蓄電池：偉大な均衡装置
BESSは発電を「安定化」するために太陽光発電と一緒に導入されることが多いが、周波数調整、負荷シフト、バックアップ電力、ピークシェービングなど、はるかに広範な用途がある。それは反応する送電網と戦略的に予測する送電網の違いとなりうる。
全国で、電力会社やコミュニティはBESSを使用して新たな柔軟性を引き出している。例えば、コロラド州のユナイテッド・パワーは、アメレスコと協力して、複数の変電所に分散型バッテリーを導入し、大規模な新規建設なしに需要増加を管理し、送電網の安定性を向上させた。このシステムは停電時にアイランド化して、重要な負荷に独立した電力を供給することもできる。最も重要なのは、既存の送電網インフラの寿命を延ばし、ユナイテッド・パワーが大規模な新規建設の遅延やコストなしに増加する需要に対応できるようにしたことだ。
カリフォルニア州では、最近承認されたフレズノ郡のダーデン・クリーン・エネルギー・プロジェクトのような新しい大規模プロジェクトが、太陽光発電と組み合わせた公共事業規模のバッテリー貯蔵が送電網の信頼性を向上させ、老朽化した化石燃料プラントを置き換えることができることを実証している。
今日の送電網と明日の課題のための構築
気候変動の混乱、サイバー脅威、市場ショックが増加する中、混乱を吸収し、適応し、運用し続ける能力は、生の容量と同様に重要である。そのため、将来のエネルギーシステムはモジュラー式で、分散型で、デジタルでなければならない。
コンセプトから実装に移行するために、いくつかの重要な指針がある：
• 停電や緊急時にオンラインを維持する必要がある重要な負荷を定義する。
• 地域内で利用可能で費用対効果の高い再生可能エネルギーと安定した電力のオプションを理解する。
• ストレス下でのエネルギーシステムのパフォーマンスをシミュレートする。
• 変化するニーズに合わせて進化できる柔軟なシステムを構築する。
• リアルタイムデータを使用してパフォーマンスを最適化し、混乱を予測する。
• 電力購入契約（PPA）やエネルギー節約パフォーマンス契約（ESPC）などの金融オプションを検討して、大規模な初期投資なしにインフラを導入する。
回復力のあるエネルギーは、地域の発電と中央計画を融合させ、リアルタイム分析と長期的なビジョンを組み合わせる。単一の技術が鍵を握っているわけではない。解決策は、将来のニーズをサポートできるシステムのスマートな設計にある。
