投稿者: yamada

【東北電力ネットワーク】

東北電力ネットワークは、AI・IoTなどを活用した設備保守の高度化・効率化を進めている。
激変する事業環境の中、コスト低減と安定供給の両立を実現し、競争力強化を目指す。

東北電力ネットワークの供給エリアである東北6県と新潟県は、国土面積の約2割を占めており、架空送電線路の長さ、送電鉄塔の基数とも、国内の一般送配電事業者の中では最大の設備規模。安定供給を果たしていくためには、この広いエリアに点在する設備について、巡視や点検を通じて劣化状態を把握し、計画的に適切な補修を実施するとともに、必要に応じて設備の更新を進めることが重要となる。

送電鉄塔は、経年による腐食や劣化のレベルに応じて塗装や部材の取り換えを行うなど計画的な補修工事を行う必要があるが、従来、腐食・劣化の度合いの判定については、個人差が生じやすいという課題があった。

また、送電鉄塔の腐食箇所やその程度については、鉄塔1基ごとに管理しており、補修工事の計画策定に多くの時間と労力を要していた。

AIで腐食劣化度診断 経済産業大臣賞受賞

そこで、AIを活用した「腐食劣化度診断システム」を、株式会社SRA東北と共同で開発。2019年11月に電力業界として初めて運用を開始した。

本システムでは、スマートフォンやドローンなどで撮影した画像を基に、AIが送電鉄塔の腐食や劣化の度合いを瞬時に判定。これにより、判定に係る個人差を解消することが可能となった。加えて、画像の撮影時にGPSにより鉄塔の位置情報を自動的に取得し、判定結果とともにデータベースへ送信することで、各鉄塔の腐食・劣化の度合いを一元的に管理することが可能となり、補修工事計画を短時間で策定できるようになった。

システムの導入から1年。「腐食・劣化状況をスピーディかつ的確に把握できるようになりました」と、同社電力システム部送電グループの冨岡敬史さんは、導入の手応えを語る。本システムは、国土交通省および関係6省庁がインフラのメンテナンスにおける優れた取り組みを表彰する「第4回インフラメンテナンス大賞」の「経済産業大臣賞」を受賞。同社は今後、送電鉄塔と似た構造物を持つほかの産業への展開の可能性も探っていく。

さらなる効率化へ 多様なパートナーと連携

このほかにも、同社電力システム部では、多様なパートナーとタッグを組み、新技術を活用したさまざまな検証を並行して展開している。

例えば、送電鉄塔に設置している航空障害灯の点灯状況に係る目視確認の効率化を目的に、省電力で長距離通信が可能な「LPWA」と呼ばれる通信技術を活用し、山間部の送電鉄塔に取付けた現地センサーの動作情報を収集、遠隔監視するIoTシステムの実証試験を、宮城県内で実施している。実証に当たっては、通信大手など複数の企業と連携し、早期の実現を目指すとともに、さらなる活用拡大も模索する。

さらに、レーザーなどの光を対象物に照射し、対象物の座標や輝度を読み取る技術「LiDAR」を活用して、変電所構内の設備の外観異常を遠隔地にいながら自動的に検知する技術の検証を、日本電気株式会社と共同で実施している。「この技術の特長は、異常値に関するデータの学習や蓄積がなくても検知が可能な点です。変電設備の状態把握の高度化と巡視業務の効率化を同時に達成する技術として、将来、人の目に代わる技術となる可能性があります」と、同社電力システム部変電グループの竜野良亮さんは、その効果に期待を寄せる。

同社はこのように、AI・IoTなどの新技術を積極的に取り入れ、設備保守の高度化・効率化を図る「スマート保安」の展開を通じて、引き続き、お客さまや地域社会に安心・安全・快適な暮らしをおくり届けるという使命を果たしていく考えだ。

【中部電力】

中部電力のPR施設「でんきの科学館」（名古屋市中区栄、五ヶ山淳館長）が2020年10月31日、リニューアルオープンした。同館3階の「電気の旅」コーナーを刷新。燃料調達から発電所、送電・配電網を経由して消費者のもとに電気が届くまでの流れや、安定供給を支える電力マンの仕事を「旅」に見立て、楽しく学べるようにしている。

でんきの科学館は16年度から順次リニューアルし、今回で完了した。改装した「電気の旅」コーナーは、①ジオラマ②壁面グラフィック・電力設備の展示③きみも電力マンになろう④地上100メートル電気の旅~鉄塔の上から見てみた!~――の各ゾーンで構成されている。

電気の流れを分かりやすく 電力マンの仕事も紹介

ジオラマゾーンは、燃料の調達から電気が家庭やビル、工場に届くまでの流れを全長約16mのジオラマで表現。ジオラマ前にはAR（拡張現実）モニターが設置され、モニターをのぞくと電気の旅を支える電力設備の役割や仕組み、設備の保守・点検や災害対応など電力マンの仕事について詳しく紹介している。

壁面グラフィックゾーンは、電力の一連のバリューチェーンを写真や碍子、電線などの実物の電力設備や模型を使って電力マンが解説する。高所作業車のバケットもあり、疑似乗車体験を通じて作業する電力マンの目線で電柱の設備を見ることができ、設備の大きさ、重さ、高さなどのスケール感をよりリアルに体感できる。

きみも電力マンになろうゾーンは、電力設備の保守・点検作業や訓練の様子を紹介。壁面には、作業に使用する道具の展示や電柱に登る訓練の様子のだまし絵を描いた。それを背景にすると柱に昇っているような写真を撮影でき、このトリックアートは来館者から人気を博している。

ほかにも、地上100m程度から撮影した映像を床に投影し、送電鉄塔の上で作業する電力マンの視点を体験できるコーナーがある。

地下鉄東山線、鶴舞線「伏見」駅の4番出口から東へ徒歩2分という交通アクセスも良い好立地にあり、リニューアルオープン以降、多くの家族連れでにぎわっている。

小さな頃から、おれは親によく言われたものだ。

貧乏ゆすりはやめなさい、と。

その言葉の通り、おれは椅子に座っていたりすると、両膝を上下に小刻みに揺さぶる癖があった。

貧乏ゆすりというその呼び方が嫌でたまらず、何度も直そうと試みた。しかし、気がつくとやってしまっていて、注意されてからハッと気がつくのが常だった。

高校生のころ、テスト中に友達から指摘されたこともあった。おれの貧乏ゆすりがうるさくて、テストに集中できなかった、と。

大学生のころ、恋人から頼まれたこともあった。なんだか怖いからやめてほしい、と。

そのたびに、おれはコンプレックスにさいなまれたが、どうしても癖は直らず、うまく付き合っていかざるを得なかった。

大きな転機となったのは、就職活動をしていたときだ。

ある会社の面接中、緊張がピークに達したとき、おれは無意識のうちに貧乏ゆすりを始めてしまった。

それに気がついたのは、面接官からこんな一言を言われたからだ。

「きみの足は、ずいぶん力を持て余しているようだね」

その瞬間、おれは恥ずかしさと情けなさがこみあげてきた。

ああ、こんな大事な場面でも、またやってしまった──。

面接が終わってからも、印象は最悪だっただろう、絶対に落ちたに違いない、と落ちこんだ。

しかし、その会社からしばらくたって届いたのは、内定を告げる通知だった。

さらに驚いたのは、入社してみてからのことだ。

配属された発電課という部署に初めて足を踏み入れたとき、奇妙な光景が飛びこんできたのだ。

その部署の人たちは、それぞれが自分の座席に着席していた。が、しばらく観察していると、その全員が貧乏ゆすりをしているらしいと気がついた。

そのとき、声をかけられた。振り向くと、面接のときのあの面接官がそこにいた。

「久しぶりだね。私が発電課の部長でね」

部長は名乗ると、おれの肩をポンと叩いた。

「きみは粗削りだが、抜きんでたシェイクの素質がある。磨けばきっと、ダイヤになれる」

おれは尋ねた。

「あの、シェイクというのは……」

「うん？　ああ、説明が必要だったね。シェイクというのは、俗にいう貧乏ゆすりのことだ。うちの会社ではそう呼んでいて、それができる人材をシェイカーと言っている」

「シェイカー……」

まったく意味がわからずに、おれはポカンとしてしまった。

部長は笑いながら、つづけて言った。

「まだ理解できていないようだね。では聞くが、うちの会社の事業は何だい？」

「振動発電の技術開発をする会社です」

「その通り。で、目の前の光景と照らし合わせて、何かつながらないかな？」

「……あっ！」

おれは叫んだ。

「もしかして、ここにいるみなさんは……振動発電をしてるんですか！？」

「ご名答」

振動発電とは、物体が振動するときのエネルギーから電気を生みだす発電法だ。うちの会社は、小さな振動から大きなエネルギーを取りだすための研究を行っていて、いまや数多ある振動発電の会社の中でも実際に高効率の発電素子の開発に成功している一社だった。

「発電課のメンバーは、実証実験も兼ねて、うちの製品で発電をするのがミッションなんだ。オフィスの電気は、すべて彼らがまかなってくれている。生来の貧乏ゆすりの天才である、彼らがね」

部長は言った。

「きみのデスクは一番端だ。活躍を期待しているよ」

おれは不思議な気持ちで、自分の席に腰掛けた。

その日から、シェイカーとして勤務する日々が始まった。

シェイカーの仕事は、ひたすら席に座って貧乏ゆすり──つまりはシェイクをしつづけるということだった。

足元には発電素子が組み込まれたマットが敷き詰められていて、振動を感知するとすぐに電気エネルギーへと変えてくれる。電気は蓄電池にいったん貯められ、会社の内外で活用されることになる。余剰電力は国に買い取ってもらったりもしているらしい。

先輩たちに交じり、おれは出社してから退社するまで、ひたすら自席でシェイクに励んだ。積極的に残業もした。

「若いからって、あんまりがんばりすぎるなよ。時には膝を休めることも大事だぞ」

「大丈夫です！　まだまだ行けます！」

努力の甲斐もあり、おれはめきめきと頭角を現していった。もともと床を踏む力は他の人よりも強いらしく、一秒間に振動できる回数も社内でトップクラスになり、やがて月間発電量の記録を打ち立てた。

「私の目に狂いはなかった！」

自らも現役シェイカーの部長も激賞してくれ、おれは有頂天になっていた。

しかし、そんな日々も、長くはつづかなかった。

入社して半年ほどがたったときだ。いつも通り朝からシェイクに勤しんでいると、右膝にピリッと痛みが走った。

おかしいな、とは一瞬思った。

が、そんなことは初めてで、おれは気にせず足を上下に動かしつづけた。

だが、その日を境に膝の痛みはひどくなり、やがてまったく動かせなくなってしまった。その段階で、おれはようやく社内のドクターに相談した。すると、膝の靭帯を損傷していることが判明し、すぐに手術の日取りが決められた。

幸い手術は成功したが、つらいリハビリの日々が始まった。医者からは、元の仕事に復帰できるかは五分五分だと言われていた。

それでもおれは、あきらめずにリハビリをつづけた。かすかに残るかつての感覚を頼りにして、必死で膝を上げ下げした。エースシェイカーに返り咲ける日を夢想して──。

ところが、運命とは皮肉なもので、そのリハビリのさなかに、おれは新たに左膝も故障した。無意識で右膝をかばうばかりに、左膝に過度な負担がかかっていたのだ。

再びメスが入れられて、半年後にはなんとか現場に復帰した。が、もはや全盛期の貧乏ゆすりを繰りだすことはできない身体になっていた。

おれは現役を引退することを申し出た。同時に、会社を去る意思も部長に伝えた。

シェイクができない人間に、会社にいる価値などない。

自分でそう判断したからだ。

しかし、そんなおれを引き留めたのは部長だった。

「きみの芸術的なシェイクが見られなくなったのは残念だ。が、きみにしかできないことは、まだまだたくさんあるんじゃないか？」

おれはいま、次世代のシェイカーを育てるためのコーチとして、選りすぐりの学生を集めた選抜チームで指導をしている。

「おまえら、甘いぞ！　もっと力強く！　もっと小刻みに！」

「はいっ！」

学生たちはトップシェイカーになるために、貧乏ゆすりに磨きをかける。

トレーニングだけではなく、おれは自らの体験にもとづいて、膝のケアに関する講習会を開いたり、一人ひとりの素質に応じた理想的なフォームづくりを手伝ったりしている。

若い原石を見つけるために、全国各地も飛び回る。

そんなある日、おれはたまたま訪れた小学校で衝撃的な場面と出くわす。授業中、ひとりの生徒が、床を踏み抜かんばかりの猛スピードで貧乏ゆすりをしていたのだ。

おれは目を見開いて、その子をつかまえ名刺を差しだす。

自然と出たのは、こんな言葉だ。

きみの足は、ずいぶん力を持て余しているようだね──。

（了）

【羅針盤】小川崇臣／三菱総合研究所 環境・エネルギー事業本部脱炭素ソリューショングループ主任研究員

未来の「生活」の変化はエネルギーの需給構造にも影響を与える。また、未来の「地域」が持つ機能ごとに最適なエネルギー供給を実現することが必要である。

第2回目となる今回は、2050年の日本では人々の「生活」や「地域」の在り方がどう変わるのか、その変化がエネルギー需要にどう影響するのかといった、より具体的な内容に焦点を当てて紹介したい。

仕事・クルマ・住宅・防災 将来のエネルギーとの関わり

50年における「生活」として、ここでは①仕事、②クルマ、③住宅、④防災の四つの視点から、その将来像とエネルギーとの関わりについて考えてみたい。

①仕事：50年に生きる人々はどのような仕事に就き、どのような働き方をしているだろうか。少子高齢化はさらに進展し、高齢者の就労機会が拡大しているだろう。また、コロナ禍によるテレワークの急速な普及のように、デジタル技術により多様なワークスタイルが実現していると考えられる。

こうした変化はエネルギー需要にも影響を与える。例えば、分散居住や分散労働が加速することで、通勤やオフィスでのエネルギー消費量は減少するものの、住宅での消費量は増加することが想定され、さらに需要のピークを迎える時間帯（電力負荷カーブ）が変化することが予測される。

②クルマ：気候変動対策としての脱炭素化の社会的な要請を受け、50年のクルマの多くは電気自動車（EV）に置き換わる。一部、長距離・大型の貨物車などは燃料電池自動車（FCV）が普及していると考えられる。また、MaaSと呼ばれるサービスが普及し、カーシェアリングなどの所有形態の変化、移動需要や物流需要に応じたモビリティとのマッチングサービスなどが実現し、運輸部門のエネルギー消費効率の大幅な向上が予想される。

③住宅：50年には多くの住宅がスマート化され、建物の省エネ性能の向上とともに、太陽光発電と蓄電池（EV含む）によるエネルギーの自給自足が実現しているだろう。

また、発電した電力を自ら消費するだけではなく、余った電力を他者に供給するような「プロシューマー」が多く存在していることが予想される現在は、余った電力は小売り電気事業者に売電しているが、将来的にはP2P取引によって、例えば、お隣さんと直接電力を取引するというようなことも可能になると期待される。

④防災：11年の東日本大震災以降、さまざまな分野で「レジリエンス」がキーワードになった。また、近年の大型台風による大規模な停電への対応という点でも、レジリエントなエネルギーシステムを構築することの重要性はますます高まっている。そのため、50年には、分散したエネルギー源やエネルギー貯蔵設備を備え、平常時・非常時ともに系統電力のみに頼ることのない地域が多く形成されていることが予想される。

将来の各地域の特性 エネルギーの利用方法

三菱総研が19年10月に発表した「未来社会構想2050」では、将来の日本の地域は、中核となる中心都市、固有の強みを有する一芸地域、自立したロハス地域に分かれ、圏域ごとにまとまっていく姿が提示されている。ここでは、その考え方にならい、それぞれについて、具体的な将来像とエネルギーとの関係を考えてみたい。

①中心都市：都市部は、多様な嗜好に合わせた財・サービスの生産・消費が行われる場所であり、それだけでは価値の小さいエネルギーを「創る」のではなく「使う」ことで、高付加価値な商品・サービスを生み出す存在であり続けるだろう。このような都市においては、エネルギーの自給自立は困難であり、引き続き都市外部からエネルギー供給を受けることが経済合理性が高いと考える。ただし、50年の都市は外部から供給されたエネルギーを好きな時に好きなだけ消費するということではなく、蓄電池の活用などにより需給をコントロールする機能を備えていくことが求められる。

②一芸地域：固有の強みを持つ一芸地域として、拙著『三菱総研が描く 2050年エネルギービジョン』では農業地域、工業地域、エネルギー供給地域について言及している。ここでは個別の詳細は割愛するが、どの地域でも電化技術やエネルギー利用の高度化技術などを活用し、「一芸」とする強みをより効率的に生み出すとともに、その生産のために消費するエネルギーを脱炭素化していく流れは必至であると考えられる。

それは、農業機械の電化と再生可能エネルギーの活用、工業におけるエネルギー利用の高度化と再エネ由来水素なども含めた脱炭素化などに代表される。さらに、これらの地域に脱炭素なエネルギーを供給する機能を持ち、それによって収益を上げるエネルギー供給地域の誕生が期待される。

③過疎地域：現在の日本のエネルギーインフラは、ユニバーサルサービスとして広く国民全体で費用を負担して維持されている。しかし、実際には稼働率の高低などによって得られる便益に対してかかるコストに大きな違いがある。今後ますます拡大が予想される過疎地域では、その電力インフラを維持するためのいくつかのシナリオが想定される。例えば、電力の託送料金を一律または過疎地域住民向けに引き上げることで、負担・維持するシナリオが挙げられる。このシナリオでは、引き続き送配電事業者がインフラを維持する役割を負うことになるが、別のシナリオとして送配電事業者が過疎地域の送配電網を維持管理の対象外としてしまうことも考えられる。

このシナリオが実現した場合、過疎地域に住む人々は、移住か住民主導での電力供給網維持といった選択を迫られることになる。どのようなシナリオを目指すべきか、今後議論していく必要がある。

おがわ・たかおみ 早稲田大学大学院創造理工学研究科修士課程修了、三菱総合研究所に入社。2009年から現職。19年から政策・経済研究センターを兼務。

【第1回】2050年のエネルギーシステム 資源の適切なマネジメントを

【羅針盤】井上裕史／三菱総合研究所 環境・エネルギー事業本部 脱炭素ソリューショングループリーダー

需要側から見た理想のエネルギーは、四つのキーワードで表現することができる。分散化されたエネルギー需給の資源を適切にマネジメントすることが重要である。

三菱総研では独自の視点で2050年のエネルギービジョンを検討し、『三菱総研が描く　50年エネルギービジョン』として書籍を刊行した。

今回を含め3回に分けてこの書籍の内容を紹介する。第1回では、日本のエネルギーが今、直面する課題を正しく認識しつつ、三菱総研が考える50年のエネルギーシステムを紹介したい。

日本のエネルギーが直面 多様化・複雑化する課題

日本のエネルギーが今、直面している課題は多様化・複雑化している。ここでは五つの観点で、50年に向けて向き合うべき課題を確認したい。

①脱炭素化＝19年6月に閣議決定された「パリ協定に基づく成長戦略としての長期戦略」では、最終到達点として「脱炭素社会」を掲げている。脱炭素社会とは、温室効果ガスの排出に関し、排出量から吸収量や貯留量を差し引いた正味では排出がゼロ以下である状態が持続されている社会と考えられる。こうした社会を実現すると、ほとんどの分野で化石燃料の利用はできないと見るべきだろう。

②少子高齢化＝わが国は今後、過去に例のない、極めて急激なスピードでの少子高齢化に直面する。特に地方での急激な人口減少は、エネルギー需要構造に大きな変化を与えるだけでなく、エネルギーインフラの維持管理を難しくさせる可能性がある。

③インフラ危機＝エネルギーインフラに限らず、多くの社会インフラは高度経済成長期に整備されたものが多く、近年老朽化が懸念されている。さらに、大規模災害に伴うインフラの大きな損傷が問題となっている。気候変動により自然災害の影響は拡大する恐れもあり、50年のエネルギーインフラには、こうした厳しさを増す大規模災害リスクに対するレジリエンスを備えなければならない。

④中東問題＝わが国は石油をはじめとする化石燃料の多くを、政情の不安定な中東から輸入している。コロナ禍で原油先物価格がマイナスになるなど、エネルギー資源を巡る状況にも大きな変化が見られたが、エネルギー源を特定地域に依存することがリスクであることは間違いない。

長期的には、再生可能エネルギーを中心とする国産エネルギーを増やすこと、輸入資源の一地域への依存を回避することの必要性は変わらないだろう。

⑤デジタル技術＝近年のデジタル技術の進展は著しく、エネルギー業界でもさらなる活用の余地は大きい。50年に向けては、エネルギー供給設備が個別分散化するとともに、エネルギーの供給者と消費者が柔軟に双方向化していくと考えられる。こうした中で、全体として効率的なエネルギー需給の仕組みを確保するためには、デジタルプラットフォームの存在が欠かせないだろう。

ここでは50年やその先に向けて、理想のエネルギーについて考えてみたい。エネルギー政策では、安全性の確保を大前提とし、供給安定性、環境適合性、経済性という3項目を確保することが求められ、これを3E+Sと称して基本的視点とされている。現状、単一のエネルギーで三つのEを同時に確保することは難しく、多様なエネルギー資源をバランスよく利用することが求められている。

こうした3E+Sの考え方は、従来供給側の視点として語られることが多いが、ここではエネルギーを利用する一般の需要家視点から、理想のエネルギーを規定してみたい。具体的には、需要家が理想とするエネルギーについて、四つのキーワードで表現したい。それは「ストレスフリー」「持続可能性」「選択可能」「説明性」である。

①ストレスフリー＝通常、エネルギーを利用する需要家がストレスを感じることは多くないと思われるが、例えば、エネルギー価格の上昇、煩雑な利用手続き、利用量制約などはストレスに感じるだろう。需要家から見た理想のエネルギーというのは、このような利用に伴う負担感やストレスから解放されていることが望ましい。

②持続可能性＝地球温暖化対策をはじめとする環境問題への対応は社会的な命題であって、需要家としては必須のキーワードであろう。原子力であれば、使用済み燃料の最終処分までクリアになってこそ持続可能であり、再エネでもライフサイクル全体で環境負荷を抑えることが求められる。

③選択可能＝電力・ガスの小売り全面自由化によって、需要家には複数の選択肢が示されるになった。現状は選択可能なメニューは限定的であるが、将来は需要家の価値観に応じて多様なメニューが提示されるだろう。電力であれば発電の種類に加え、産地指定という考え方も選択肢に挙がるだろう。

④説明性＝今後は、需要家が多様な価値観のもとで自らが消費するエネルギーを選択するようになるだろう。その際、自らが選んだエネルギーがどのような性質のものであるか、一定の根拠をもって説明できることが必要だろう。

エネルギーシステムの要点 供給・需要・運用で変革を

需要家目線を取り入れて検討した理想のエネルギー社会を念頭に、脱炭素化社会の実現や、その他課題に対応するエネルギー需給の姿を考えると、50年のエネルギーシステムの要点は次の3点に集約される。

①供給側では再エネが主力電源となっている。

②需要側では、エネルギーの電化が進展しつつ、多様な選択肢が用意されている。

③分散化されたリソースが適切にマネジメントされ、エネルギーシステムを支えている。

50年の理想のエネルギーシステム構築のためには、供給側と需要側、それをつなぐ運用面それぞれに変革が求められるだろう。

いのうえ・ゆうし　東京工業大学大学院理工学研究科修士課程修了、三菱総合研究所に入社。経済産業省資源エネルギー庁出向を経て、2005年から現職。