EV(electric vehicle=プラグインハイブリッド＋BEV)の急速な普及
最近１０年間の新車販売におけるEV(プラグインハイブリッド＋電気自動車）の普及状況を振り返ると、その加速度的な増加率には目を見張ります。EV volumes.comのホームページに2013年から2022年までのEV売上台数およびシェアの増加を示すグラフが記載されています。
https://www.ev-volumes.com/
それを見ると、2013年から毎年対前年で50%程度の成長を続けてきたことがわかります。2022年と2023年の比較では35%増加しています。
EVの割合に関しても、2013年では0.2%、2017年で1.3%、2020年には4.2%、そして2023年には15.8%にまで増えてきました。
EVの普及状況は国によって格差があります。2023年時点で、中国では33.9%がEVとなりました。ヨーロッパでは21.4%、アメリカでは9.4%です。成長率の高さではトルコが805%のプラス、ブラジルがプラス359%、タイがプラス328%です。
以上のように、自動車は内燃機関車からEVへ順調にシフトしていることがわかります。これは、EVの価格下落と性能の向上が同時に進行し、また充電インフラが増加していることなどが要因と考えられます。ヨーロッパでは普及スピードが鈍化していますが、新興国の中で、急速に増加している国もあります。
2013年の時点で、これだけ短期間にEVが普及することを予想した人はごくわずかであったと思われます。ある製品や技術の増加が指数関数的に成長するとしても、当初の増加分はごくわずかなので、人々はその動向に気がつきません。しかし、シェアがある程度まで増えると、その加速度的な勢いは予想を超える物であり、あっという間にマーケットを支配してしまいます。
現在、世の中は脱炭素の方向へ急速にシフトしています。EVの急増はその一例ですが、これだけにはとどまらないと思います。これからも、さまざまな分野でイノベーションが起こり、急速に世の中の仕組みに多大な影響を及ぼすだろうと考えています。現状では我々の生活は化石燃料に大きく依存していますが、これを変えることはできる、望めば未来は変えられます。希望を持って、この社会をより望ましい方向へと変えていきましょう。
V2Gによる電力需給安定化
電気自動車が増加すると電力需要が増えて、Co2が増加するとともに、電力不足に陥るのではないか。という懸念を抱く人も多いかと思います。確かに化石燃料を使って発電するなら電力を消費すればするだけ温室効果ガスを増やすことになります。また、電力需要がピークの時に皆が自動車へ充電すると明らかに電力不足に陥るでしょう。
しかし、電気は、電気自動車に充電した時になくなるのではなく、自動車を動かしている時に消費されるのです。駐車しているEVに充電した段階では、電気が自動車へ移っただけであり、消費されたわけではありません。蓄電した電気を放電する機能があるEVならば、貯めた電気を必要な時に取り出すことができます。即ち、電気自動車は蓄電池の役割を果たすことになります。電気自動車が普及するということは、蓄電池が普及するということでもあります。
電気を充放電できる自動車を利用して、電力網を安定化させると共に、再生可能エネルギーを余さず利用し、電力料金の価格差を利用して利益を得る、というビジネスが既に実用化されています。これは一般に、V2G（Vehicle to Grid）と言われており、双方向チャージのできる電気自動車を電力網へ繋ぐ技術によって実現します。
太陽光エネルギーや風力エネルギーは、お天気まかせ、風まかせ、なので発電量の予測が困難で安定しません。ソーラーパネルの普及により昼間は電力が余剰となりがちですが、朝夕に電力需要が増加するので、需要と供給が一致しません。その結果、昼に発電した電力を使用せずに捨てるといった状況が生まれています。
ドイツでは、太陽光発電の普及により、需要と供給のギャップが拡大しており、電力料金がそのギャップを反映しているので、電力価格の変動が生じています。ドイツのミュンヘンにあるMobility Houseという企業は、その価格差と電気自動車の蓄電能力を利用し、V2Gテクノロジーによって、電力網の安定化、再生可能エネルギーの活用、および電力料金の価格差を利用した売上モデルを構築しました。
https://www.mobilityhouse.com/de_de/
電気自動車を保有している法人または個人は、Mobility Houseと契約し、車を使わない時に駐車しているEVを電力グリッドへ繋ぎます。Mobility Houseは、電力料金が安い時に電力を購入してEVへ充電し、電力料金が高い時にEVに蓄電されている電力を販売します。この価格差によってMobility Houseが得た利益の一部を契約者（車の保有者）へ還元するという仕組みです。これによって、車の保有者は使っていない車から利益を得ることができます。
このV2Gのビジネスモデルが拡大すれば、再生可能エネルギー拡大による電気の需要と供給のギャップを埋めることが可能となり、電力グリッドが安定します。太陽光、風力によって発電した電力を捨てることなく活用できるし、電気自動車が増えても電力不足にはなりません。それどころか、蓄電池が増えることとなり、電力の安定化に繋がるのです。例えば、地震、火災などで発電所の発電量が減少したとしても、電気自動車に蓄電された電力を放電することで、停電を回避することができます。
Mobility HouseはBMW、メルセデス、フォルクスワーゲン、ルノー、GM、フォード、日産など15社以上の自動車メーカーと提携し、56,000以上の顧客を保有しており、売上高は100万ユーロに達します。
日本では豊田通商がV2Gシステムを構築し、電動車の蓄電池を活用した仮想発電所の実証実験を開始しています。三井不動産は2024年２月に柏の葉スマートシティにてV2Gの実証実験を開始したとのこと。日本では、まだ実験的に実施している状況であり、ビジネスとして開始する前の段階のようです。
V2Gの活用はまだこれからであり、電力グリッドに組み込まれるという状況ではありません。しかしながら、今後電気自動車の普及が進み、太陽光、風力発電がさらに拡大すれば、電力需給の安定化に寄与することは間違いありません。
加速するイノベーション
この記事はピーター・ディアマンディスとスティーブン・コトラーの著作、「２０３０年：すべてが「加速」する世界に備えよ」を参照して記載しました。
この本の第４章に、イノベーションが加速する３つの要因が説明されています。
１、時間の節約
２、潤沢な資金
３、コストの下落
順番に見ていきましょう。
１、時間の節約
ITの進歩、コンピュータの進歩により、人々の時間が大幅に節約されています。かつては図書館へ行って調べるしかなかったようなことでも、今ではGoogleの検索により簡単に短時間で調べることができます。最近ChatGPTが現れたことにより、調べ物だけでなく、これまで人間が作業として実施していたような業務をコンピュータに任せることができるようになりつつあります。これらのテクノロジーは人間の時間を大きく節約するでしょう。
時間の節約により、自由な時間が生まれます。この自由な時間がイノベーションを生み出すのです。イノベーションが生まれるためには自由な時間が必要です。観察したり、実験したり、試作品を作って試してみて、失敗したら修正してやり直したりの繰り返し、こういった試行錯誤には時間を要します。
テクノロジーの進歩は試行錯誤の時間をも短縮します。化合物の実験がAIの進歩によってコンピュータ内で実施されるといった変化が生じます。３Dプリンティングを活用することで、プロトタイプの制作時間が大幅に短縮されるといった効果が得られます。
テクノロジーの進化が時間の節約につながり、時間の短縮が新しいイノベーションを生み出します。その新しいイノベーションが、さらなる自由な時間を増大させるのです。
２、潤沢な資金
イノベーションを生み出すためには時間だけでなく、お金も必要です。テクノロジーはクラウドファンディングという新たな資金調達方法を生み出しました。この画期的な方法により、様々な人々が資金調達可能となりました。従来、投資家が目を向かなかったような人々（起業家）が資金調達可能となったことで、イノベーションに取り組む層が広がります。
クラウドファンディング以外でも、イノベーションにつながる巨大な資金ファンドが生まれています。例えば孫正義氏のビジョンファンドです。ビジョンファンドはソフトバンクグループだけでなく、サウジアラビアのパブリックインベストメントファンド、ムバダラ開発公社、Apple、クアルコム、鴻海精密工業などが参加し、ファンドの規模は１０兆円を超えるとのことです。
こういった資金は新しいイノベーションを生み出すのに役立つでしょう。
３、コストの下落
かつてはコストが高すぎて、ごく一部の企業や研究機関しか使えなかったようなツールが、今では劇的なコストの低下により、多くの人が使えるようになっています。例えば、ゲノムシークエンスの解析の場合、 ２００１年では人一人の解析に９ヶ月と１億ドルを要していました。今日では最新のシーケンサーを使うことで１時間と１００ドルで可能とのことです。我々が使用しているスマホに関しても、カメラ、加速度計、GPSに搭載されているセンサーの大きさは数十年程度で千分の１に縮小し、価格は１００万分の１に下落しました。
以上のように、複数の要因が重なることでイノベーションは加速します。我々はイノベーションが加速度をつけて、猛烈なスピードで実現している、そんな時代に生きているのです。ですから、現在不可能だと思えることであっても、５年後には実現している、といったことが起こり得ます。今は極めて困難だと感じる課題であっても、数年後には解決の糸口が見つかっているかもしれません。このように考えると未来に対して希望が湧いてきます。
将来に希望を持つとともに、変革のスピードで振り落とされないよう注意が必要です。テクノロジーは諸刃の剣です。プラス面だけでなくマイナス面もあります。新たなテクノロジーが生み出された時、それをどのように利用するべきか、それを決めるのは人間です。我々は、１００年前とは全く異なる時代に生きていることを正しく認識するとともに、次々と生み出される新しい変革に、どのように向き合えば良いのか、考えていく必要があります。
地熱発電のスタートアップ(Fervo Energy)
2023.8.31 ニューヨークタイムズに地熱発電に関する記事が掲載されました。この記事は、米国の地熱発電スタートアップであるFervo Energyと、この会社が持つ新しいテクノロジーを紹介し、地熱発電のポテンシャルの大きさを報道した物です。
Fervo Energy
https://fervoenergy.com
ニューヨークタイムズの記事の紹介
https://fervoenergy.com/news/
米国は石油掘削の経験を重ねてきたことで、地下に穴を掘ることに関して極めて高い経験と技術を要しています。石油やガス産業の企業は地中に多くの井戸を掘ってきたことで、低いコストで地中を掘削するノウハウを高めてきました。
ある技術者は水平掘削（horizontal drilling)、光ファイバー、磁気センサーといった新しい技術を用いることにより、どんなところでも地熱エネルギーを引き出すことができると考えています。
フラッキング（hydraulic fracking)技術を用いて乾燥した熱い岩を割って、割れ目に水を注入し、人工的に地熱貯留層(geothermal reservoirs)を作り出すとのことです。こういったことができれば、無限の資源を手にいれることができます。
２４時間いつでも入手可能な脱炭素エネルギーである地熱発電が、気候変動解決のための重要なツールになるとして、Fervo Energyは地熱の潜在力を開放するための技術ソリューションを開発したと主張しています。
Fervo Energyの技術により、地熱貯留層に水平方向に掘ることで、単一の地域から複数の井戸を掘り進むことができ、掘削のリスクを減らせます。また、地熱の井戸に光ファイバーケーブルを入れて、流れや温度、資源パフォーマンスなどのリアルタイムのデータを入手して分析することで、資源効率をあげて最適化するためのアルゴリズムを開発したそうです。
地熱発電に関して、日本は環太平洋造山帯に位置しており、地熱資源が豊富（世界第３位）なので、導入拡大に期待されています。しかし井戸を掘るのに多大なコスト（一本数億円）を要することや、掘削しても想定した蒸気を確保できないことが多い（失敗が多い）ことから、現在まで、期待されたほどの成果を上げることができていません。
しかし、米国は産油国として油田を探して井戸を掘る、という点に関して日本よりもはるかに多くの経験と技術を有していると思われます。その米国が、これまでの油田掘削技術を応用して地熱発電に取り組めば、多くの成果を上げることができるのかもしれません。Fervo Energyが大成功を収めた暁には、我が国もその技術を導入し、米国の支援を受けることで、日本国内に眠っている潜在的な資源を活用することが出来るかもしれません。
重力蓄電の可能性
太陽光、風力、水力といった自然エネルギーは持続可能な優れたエネルギー源ですが、このような自然エネルギーの拡張、依存に対して必ず批判されるのは、その不安定さです。電気は常に使用量と発電量を一致させる必要があります。自然エネルギーはその発電量が不安定でコントロールできないから、火力発電のようなコントロール可能な電源が必要不可欠だ、という議論です。
これに対しては、電気を蓄電できる蓄電池のような設備を増やして、自然エネルギーの不安定さを補えば良い。と主張したいところですが、話は簡単ではありません。自然エネルギーの不安定さを補うためには大量の蓄電設備が必要となります。蓄電池というと、電気自動車で使用されているリチウムイオン電池が思い浮かびますが、リチウムイオン電池のコストは高くて、大量に用意するためには莫大なコストを要します。また電池製造のための資源が十分にあるのかどうか、あるいは、電池製造に伴って排出される温室効果ガスについても心配になります。電気を蓄電する設備を、環境への負荷を抑制しつつ、より安く大量に製造する手段が求められています。
このような設備として期待される蓄電池に、重力蓄電池というものがあります。リチウムイオン電池のような化学エネルギーではなく、重力による位置エネルギーを利用した蓄電システムで、よく知られているのは揚水発電です。揚水発電は日本でも従来から利用されていますが、設置する場所に制約が多く、これ以上増やすことは困難だとされています。
ここで紹介したいのは、従来からある水を使った揚水発電ではなく、水より密度の高い固形物を上下させる重力蓄電の設備です。Energy voltという会社（ニューヨーク証券取引所にて上場）がすでに実用化しています。原理は単純です。電力に余剰がある時は、余剰電力を用いてある物体を高い所へと持ち上げて保持します。電力が不足した時は、その物体を降ろしながら電気を発電します。物体の上下動によって電気の蓄電と発電を繰り返します。Energy voltはすでに中国から受注を受けて、現在蓄電設備を建設中です。
https://www.energyvault.com
この位置エネルギーを使って物体を上下させるだけの仕組みであれば、場所の制約はほとんどありませんし、貴重な資源を消費する必要もありません。物体は岩でもコンクリートの塊でも、なんでも構いません。地震等でも倒れないような支柱等を確保して、安全に配慮すれば日本のように狭い土地でも場所は十分に見つけられるはずです。仕組みを工夫すればコストを下げつつ、蓄電と発電をコントロールする蓄電設備が建設可能だと思われます。
太陽光や風力という優れた自然エネルギーを、欠点があるからといって批判するのではなく、どうすればうまく利用できるのか、という視点から知恵を働かせることが求められています。蓄電池に関しては、リチウムイオン電池以外にも、さまざまな方法が研究開発されているところです。どの方法にも一長一短があると思われますが、多くの手法を適切に組み合わせることで、全体として持続可能なエネルギー社会を実現することができるのではないか、と考えています。
プラスティックの脱炭素
エネルギーに関しては、太陽光発電、風力発電といった持続可能でコストも安いエネルギー源が開発されています。
今後は、化石燃料由来の発電を縮小し、持続可能性のあるエネルギーへと移行を進めていけば確実に温暖化ガスを減らすことができます。方向性は明確であり、あとは実行力だけの問題です。
物流、輸送分野に関しては、乗用車の分野で急速に電動化が進行中です。バスやトラックといった大型車両に関しても、徐々に電動化が進められています。今後の技術革新を織り込めば、まだ効率はあがり、コストは下がるでしょうから、ほぼ道筋は見えてきたといって良いでしょう。
しかし、脱炭素を進める必要がある分野は多岐にわたっています。とりわけ難題だと思われるのが石油化学の分野です。現在、繊維やプラスチックなど石油由来の資源を加工して様々な便利な製品、商品が製造されています。こういった製品が大量に消費されていますが、それは、これらの商品が多くの利点を持っているからです。高品質で、加工が容易で、コストが安いからです。
一部の過激な環境保護主義者は石油製品を悪者扱いし、石油化学工業を非難しますが、この思想は一面的であり、石油化学製品が文明の発展に寄与しているという点を看過しています。石油化学産業は、これまで製品の品質向上とコスト削減、さらに環境汚染への対処といった社会のニーズに応えるべく努力してきました。その結果、我々は多くの、便利で品質が高く、かつコストが安い製品を消費することができています。
一方、石油化学工業は温室効果ガスを排出しており、それが地球温暖化の要因になっています。このまま現状維持することはできません。
一つの方向として、消費を減らすという運動があります。大量消費をやめて消費量を節約するという運動は倫理的で望ましいと感じますが、その効果にはあまり期待していません。節約するといっても限度がありますし、消費を抑制するというのは欲望を抑制するということで、これができる人はそれほど多くないと考えております。今後、さらに世界人口が増加し、経済発展していくことを考慮すると、先進諸国の一部の人が消費を節約したとしても、消費量の合計は増大していくでしょう。消費の節約という手法は抜本的な解決策にはなりません。
問題を抜本的に解決するためには、従来の石油化学製品と同様の品質を持ち、工業的に大量生産可能で、コストが安く、尚且つ温室効果ガスを排出しない、という製品を開発する必要があると考えます。このような製品開発を実施し、普及させることでしか、解決する方法はないと思います。
果たして、そのようなことが可能でしょうか？
一つの可能性として、LIMEXという製品を紹介します。LIMEXを製造したのは株式会社TBMという日本の企業です。
https://tb-m.com
LIMEXは石灰石を主原料としたリサイクル可能な素材で、紙製品やプラスチック製品の代替となりうる製品です。製造過程で温室効果ガスの排出を減らすことができます。（製品によっては５０％以上削減）すでに10,000以上の企業や自治体で採用されているとのことです。
石灰石は石油と異なり世界中に分布しています。採掘に際して環境へ与える負荷が比較的少なく、コストも安いことが魅力です。
LIMEXだけで現在の全ての石油化学製品の代替となりうるかどうかは不明ですが、石油化学産業が抱える多くの問題を改善するための一つの回答だと考えます。
脱炭素は世界的な課題であり、今や世界各地で科学者、技術者や企業家が代替策を研究開発しています。おそらく、LIMEX以外にも、新たな代替製品が開発されてくるでしょう。
このような新製品の研究開発や製造に直接関わる人はごく僅かですが、我々はそのような商品を使用、消費することで、環境問題に対して貢献することができます。社会が、環境に配慮した新しい代替製品を積極的に採用し、受け入れていくことが重要です。