グリッドのスマート化: 信頼性、レジリエンス、再生可能性を兼ね備えたエネルギーミックスの実現

世界中で、家庭や職場、日常生活の基盤となる組織（食料品店やレストラン、学校や病院など）の電力を電気やエネルギーに頼っています。

こうしたエッセンシャルサービスは日常生活の基盤ですが、世界中が化石燃料への依存度を下げ、再生可能エネルギーの利用を増やし、デジタル技術を統合する取り組みを進める中で、このようなサービスが大きく変貌しようとしています。この進化は、より持続可能な電力の世界の到来に確実につながっていますが、そこに到達するまでの道のりは短くもなければ簡単でもありません。

詳しく説明しましょう。高度なデジタル技術の採用スピードが加速することで、発電から送電、配電までの電力ライフサイクル全体に新しいレベルの複雑さが加わりました。同時に、サステナビリティ要件を満たすために、石炭、原子力、天然ガスなどの従来の電源に再生可能エネルギーを統合する電力会社が増えています。事実、再生可能資源からの発電量は 2020 年に全世界で約 7 % 増加し、2021 年には 8 % を超える成長が見込まれています。これは 1970 年代以降、最も速い年間成長スピードです。

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業界が進歩を続けていく過程では、オートメーションソフトウェアとテクノロジーが、一貫性のある有意義な変化の推進に貢献するでしょう。この働きにより、再生可能エネルギーの信頼性、回復力、使用を推進できるようになります。

再生可能エネルギー

再生可能エネルギーへの移行が正しい道であることに異議を唱える者はいませんが、需要を満たし、信頼性の高い送電網管理を徹底するには、中断のない発電に影響を及ぼしている要素に注目する必要があります。光を灯し続けることは疑う余地がない優先事項ですが、屋上の太陽光パネル、小型風力発電、蓄電システム、マイクログリッド、コージェネレーションプラントなど、再生可能な分散型エネルギー資源（DER）を電力ミックスに組み入れ、集中型から分散型グリッドに移行する際には大きな課題が存在します。特に、可変電源による再生可能エネルギーは、日照不足や風力不足のときに供給が不足します。

再生可能電力への急激な移行を後押しするために、電力網は、天然ガスや石炭などの単一の資源により発電する従来の大規模な物理施設から、統合して将来の「仮想」発電所を形成する、より再生可能な分散型エネルギー資源への進化のバランスを取る必要があります。

またエネルギー界は、より多くの相互接続ポイントと双方向の電力の流れを含む電力網上の再生可能エネルギーと DER の統合に関連する次世代の課題を克服する必要があります。電力網に含まれる相互接続ポイントと双方向の電力の流れが増加しており、いずれも送電網の不安定化の原因になる可能性があります。事態をさらに複雑にしているのは、エネルギー消費者がエネルギーの供給者になる場合もあることです。たとえば地元の電力会社から電気を購入する消費者も、太陽光パネルや電気自動車の充電ステーションからの電力を販売し、送電網に投入しています。この複雑なエネルギーフローには、グリッドインフラストラクチャと分析のイノベーションと投資が必要です。

Emerson Sustainable Grid Solutions

高い信頼性と回復力

発電所が発電やグリッド管理の壁に取り組むための技術は現在も存在しています。最大の課題の 1 つは、大小のエネルギー資源をシームレスに切り替え、エネルギーをモデル化、集約、最適化し、相互接続された集中システムに送り込めるようにすることです。こうした相互接続性とシームレスな統合は、予測可能で信頼できる電力を送電網へ安全かつスマートに、しかもリアルタイムで大規模に提供するうえで極めて重要です。

オペレーションの一元化により、局所的な供給源管理を集約することで、従来の発電所から太陽光発電所、風力発電所、マイクログリッドまで、地理的に分散した施設の共同管理が可能になり、効率性の最適化、信頼性と可用性の向上、電力網全体のコスト削減が実現します。

「強力なソフトウェアとオートメーションソリューションにより、再生可能で信頼性が高く、回復力のある電力が実現可能というだけでなく、世界中で大規模展開されています」とエマソンの電力および水ソリューション事業部の社長、Bob Yeager は語っています。

もう 1 つの課題は、電力網の状況の管理と予測です。エマソンのサステナブルなグリッドソリューションは、OSIのデジタルグリッドソリューションおよびOvationソフトウェアと技術で構成されており、電力ネットワーク全体で生成されるデータを、リアルタイムの需要予測、運用の可視性、および分析を通じて実行可能なインサイトへと変換し、より正確な意思決定を支援します。ワイヤレスソリューション、デジタル・ツイン・シミュレーション、高度な制御アプリケーション、分析ソフトウェアなどの技術により、電力会社はエネルギー効率を最適化し、発電状況を動的にモデル化して、より簡単に再生可能エネルギーをエネルギーミックスに統合することができます。

エマソンのデジタルグリッドソリューションは、オランダおよびドイツで約4,200万人に電力を供給する欧州有数の送電事業者である TenneTが、より環境に配慮したエネルギー源を取り入れながら、電力の需給バランスを最適化することを支援しています。

アラスカ最大の風力発電所であるゴールデンバレー電力協同組合のEva Creek風力発電所は、デジタルトランスフォーメーションプロジェクトのためにエマソンのエンドツーエンドソリューションを採用し、その結果、運用および保守コストを65%削減することに成功しました。 Ovation オートメーションプラットフォームと OSI monarch ソフトウェアは、予測と送電に必要な、より正確な機器診断と分析を提供し、より回復力のあるスマート送電網の実現に貢献しています。

サステナビリティ目標とより良いビジネス成果を積極的に追求する中で、電力事業者はよりインテリジェントで信頼性が高く回復力のある電力会社を実現するために、これまで以上に強力な分析、自動化技術、ネットワーク管理ソフトウェアを必要としています。