2017年12月15日

レジリエントエネルギーに関する4つの質問と回答

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レジリエンスとは、変化や不確実性の中でも生き残り、繁栄する能力であり、従来のリスク管理よりも適応性を重視する。エネルギーシステムにおいてレジリエンスが極めて重要である理由は、エネルギーが社会的交流から商業活動に至るまで、私たちの生活の多くの側面を支えているためです。レジリエンスを考慮した設計とは、システムを単に保護するのではなく、柔軟性を組み込むことを意味します。マイクログリッドに見られる分散型制御は、分散化された協調的行動と地域ニーズへの適応的対応を可能にすることで、システムのレジリエンスを強化できます。本ブログでは、レジリエンスの重要性、エネルギーシステムへの応用、そして分散型制御がより適応性が高く強靭なインフラ構築にどのように貢献するかを探ります。

レジリエンスとは何か？

レジリエンスとは未知なるものに対処する新たな手法である。現代社会は、過去のデータと設計分析を用いて確率と結果を定量化し、対象リスク軽減策に対する許容可能な賭けを計算することで、リスクを克服できると信じるようになった。レジリエンスとは、変化と不確実性に直面しても生き残り、繁栄する能力であり、未来を常に予測できないという事実を受け入れることである。レジリエンス思考は、健康や福祉など私たちにとって重要な成果に焦点を当てることで、従来のリスク管理手法の限界を克服するよう促す。重要な違いは、システムやコミュニティ、企業が変化する状況や予期せぬ事象に対処し、崩壊せずに機能し続ける方法を考案しなければならない点だ。変化から保護するだけでなく、柔軟性を育み、変化する状況に適応し学ぶ傾向を培うことが求められる。

レジリエンスとエネルギーシステムの間にはどのような関連性があるのでしょうか？

私たちの生活において重要なものの多くはエネルギーと関わっています。例えば、生存能力、生計を立てる能力、子育て、教育などです。実際、エネルギーの価値、そして通信や交通といったエネルギーに依存する基盤技術は、こうした人間的な成果への貢献から生まれています。照明は社会的交流や教育を可能にし、交通と通信は商業やレクリエーションに不可欠です。調理や暖房には熱が利用されます。最初の重要な教訓は、エネルギーが私たちを助ける様々な方法を理解することです。通勤には適切な時間と場所でエネルギーが利用可能である必要があります。決勝戦を観戦したりATM取引を行う際には信頼性が極めて重要です。当然ながら、私たちは携帯電話がコンパクトで長持ちすることを望みます。次に、通常の状態での効率化や保護だけでなく、システム全体に柔軟性と適応性を組み込む方法を見出す必要がある。オフィスのキュービクルは暖房・冷房・電力回路の共有を可能にするが、従来の考え方では停電の発生確率と予想される影響に基づいて予備電源システムを設置する。テレワークはより創造的な対策であり、通勤時間の損失や悪天候の影響を軽減できる柔軟性を業務プロセスに導入します。レジリエンス（回復力）は両方の対応を求めます：予測可能な事象への備えと、予測不可能な事象への準備です。そして、時間をかけて学び適応していく必要があります。

レジリエンスを設計するにはどうすればよいのか？

強靭なエネルギーシステムを構築する最善の方法は、単に設計されたままのものを保護することではないかもしれない。より優れたアプローチは通常、柔軟性を組み込むことだ——柔軟性は多ければ多いほど良い。バックアップ発電機は停電時に電力を供給するが、地域のバイオマス資源は輸送への依存度が低いため、さらに柔軟性が高い可能性がある。プラグインハイブリッド車はガソリンでも電力でも走行可能であり、携帯電話の充電器はプラグアダプターさえあれば世界中どこでも使用できる。適応能力は日常的な状況での生産性向上に寄与し、予期せぬ事態に遭遇した際には特に有用だ。レジリエンスと適応力は短期的な変化だけでなく、長期的な変化にも適用される。猛吹雪を乗り切ることは、気候変動への適応と本質的に変わりません。優先順位をつけ、先手を打ち、創造的である必要があります。そして、単一の方法への依存度が低いほど、成功の可能性は高まります。継続的かつ容易に適応する能力は、レジリエンスの重要な属性であり、従来のデザイン思考では必ずしも重視されてきませんでした。

分散制御はシステムのレジリエンスに貢献できるか？

エネルギーシステム設計において、我々がなかなか手放せないテーマの一つが集中制御である。21世紀のマイクログリッドは少なくとも、供給電力のコストだけでなく、より多様なニーズを考慮し得る小規模電力ネットワークについて考えさせる。これには、システムの応答性と信頼性を高める進化する「スマート」技術がますます含まれる。それでもなお、我々は依然として、集中型オペレーター（人間および／または機械）が利用可能な情報に基づいて資源配分、運用調整、是正措置を決定する、公益事業規模（およびそれ以上）のシステムと同様の基本概念を適用する傾向がある。ここで問題となるのは、レジリエントなシステムは、システムの一部が損傷または破壊された場合でも、劣化した条件下で機能できなければならないという点だ。システムコントローラーが再起動を必要としたり、通信が遮断されたりすると、マイクログリッドは崩壊する。一方、制御能力や対応能力、さらには新たなアイデアや異なる運用方法を考案する能力を分散させれば、実際のニーズや状況に対処する人々が新たな能力を学び適応し、より高いレジリエンスを実現できる。実際、マイクログリッドは分散型制御概念を進化させる理想的なインキュベーターとなり得る。この概念は柔軟性を高め、変化する条件に耐えるものであり、すべてが大規模ネットワークへ拡張可能だ。レジリエンスを考える際の根本的なテーマは、集中管理から脱却し、より分散化された協調的行動を可能にする手法への移行を検討することだ。これにより地域ニーズや状況への対応能力が向上するだけでなく、多様な思考者や実践者の創造力や起業家精神を活かすことも可能になる。クラウドソーシングこそがレジリエンス構築の優れた手法なのである！