「マージナル電源」と「追加性」： 新たな電力需要の環境影響

「マージナル電源」と「追加性」： 新たな電力需要の環境影響

EV導入とマージナル電源

電力系統で需要が増減すると、それに応じて発電量も増減します。この増減に対応する電力を「マージナル電力」、その供給源を「マージナル電源」と呼びます。例えば、電力需要が増加した際に化石燃料発電（石炭や天然ガス）が追加で稼働すれば、この化石燃料発電がマージナル電源となります。

電気自動車（EV）が新たに市場に導入されると、それに伴い新たな電力需要が発生します。この電力需要が化石燃料をベースとしたマージナル電源で賄われる場合、EVの環境負荷は想定よりも高くなる可能性があります。特に、電気自動車の二酸化炭素（CO2）排出量を電源構成全体の平均排出係数ではなく、マージナル電源の排出係数で算出すると、日本の現状ではハイブリッド車の方がEVよりCO2排出量が低いという結果が出ることがあります。

このように、EVの充電が再生可能エネルギーや原子力ではなく化石燃料をベースとしたマージナル電源で賄われる場合、CO2削減効果は限定的であるため注意が必要です。

クリーン水素と追加性の要件

現在、再生可能エネルギーや原子力を活用した水の電気分解による水素製造計画が世界的に進められています。しかし、新たに水電解装置を導入しても、その電力供給が既存の電力系統から行われる場合、環境負荷の低減効果は限定的になります。

欧州委員会（EU）や米国政府は、水素製造とクリーン電力を紐づける「追加性」（Additionality）の要件を設定し、この要件を満たす電気分解装置に対して補助金や税制上の優遇措置を適用しています。これにより、新たな電気分解装置の導入によるマージナル電力がクリーン電力で供給されることを確実にしています。

EUの追加性に関する要件は以下の3点です。

1. 追加性（Additionality）
• 水素製造施設の運用開始前36カ月以内に新設された再生可能エネルギー設備からの電力供給を受けること。
2. 時間的相関性（Temporal Correlation）
• 水素製造と再生可能エネルギーの発電が同一の時間帯（1時間単位）に行われること。
3. 地理的相関性（Geographical Correlation）
• 水素製造施設と発電施設が同一の電力系統内にあり、適切に電力供給が行われること。

米国のインフレ抑制法（IRA）に基づくクリーン水素の税額控除でも、EUと同様の要件が設定されています。ただし、米国では原子力発電の利用や移行期間に関して緩和措置が設けられています。

生成AIと電力需要の増加

近年、ChatGPTや画像生成AIなどの生成AIの学習・運用には膨大な計算資源が必要であり、それに伴いデータセンターの電力需要が急増しています。

デジタル技術やAI技術の活用には次のようなエネルギー効率化のメリットもあります。

• 需要予測や電力配分の最適化
• 物流、製造、交通の無駄削減によるエネルギー効率の向上
• リモートワークやオンライン会議の普及による移動エネルギーの削減

しかし、これらの省エネ効果は生成AIの消費電力を完全には相殺できず、データセンターのカーボンフットプリントは増加傾向にあります。

この問題に対応するため、アマゾン、マイクロソフト、Googleといった巨大テック企業は、自社のデータセンター向けにクリーンな電源を確保する取り組みを進めています。中でも原子力発電の活用が注目されており、次のようなメリットがあります。

• マージナル電源の排除

化石燃料によるマージナル電源を使用せず、新たな電力需要の環境負荷を低減。

• 追加性の確保

既存の電力網への負担を増やさず、新規原子力発電によって追加の電力を供給。

このような取り組みは、増加するデータセンターの電力需要に対応しつつ、環境負荷を抑える責任ある選択と言えます。

結語

将来的に、電力がすべて再生可能エネルギーや原子力といったクリーンエネルギーで賄われるようになれば、新たな電力需要の環境負荷に関するマージナル電源や追加性の問題は解消されるでしょう。

参考文献

• 畑村耕一,「電気自動車の普及と自動車のWell-to-WheelのCO2排出量低減の施策」エンジン・レビュー（自動車技術会）Vol.9, No.6 (2019)
• European Union, "Commission Delegated Regulation (EU) 2023/1184"
• JETRO,「グリーン水素の定義に関する委任規則」（2023.06）
• U.S. Department of the Treasury, “Final Rules for Clean Hydrogen Production Tax Credit” (2025.01)
• Lawrence Berkeley National Laboratory, “2024 United States Data Center Energy Usage Report” (2024.12)

DOEライト長官、初の長官命令「アメリカのエネルギー覇権の黄金時代を解き放つ」

米国エネルギー省のクリス・ライト長官は、2025年2月5日に初の長官命令を発し、トランプ大統領の大統領令に従い、アメリカのエネルギーを解放するための即時行動をエネルギー省に指示しました。

ライト長官、「アメリカのエネルギー覇権の黄金時代を解き放つ」ために行動

https://www.energy.gov/articles/secretary-wright-acts-unleash-golden-era-american-energy-dominance

長官命令の主なポイント↓

1. エネルギーの追加を推進し、削減を避ける： ネットゼロ政策はエネルギーコストの上昇や信頼性の低下を招くとし、エネルギーの豊富さを活用してアメリカのエネルギー支配を目指す。

2. アメリカのエネルギー技術革新の解放： 化石燃料、先進的な原子力、地熱、水力などの技術を優先し、基礎科学の進展やコスト削減、エネルギーシステムの信頼性強化、製造業の競争力向上を図る。

3. 液化天然ガス（LNG）輸出の通常手続きへの復帰： LNG輸出申請の適切な審査を再開し、アメリカのエネルギー資源を活用する。

4. 家庭用電化製品の手頃な価格と消費者の選択肢の促進： 家電製品の基準を見直し、コストと利益の分析を行い、消費者の選択肢を尊重する。

5. 戦略石油備蓄（SPR）の補充： SPRの現在の低水準を是正し、そのインフラを評価・保護する。

6. アメリカの核兵器備蓄の近代化： 核兵器システムの近代化を推進し、国家安全保障と核抑止力を強化する。

7. 商業用原子力発電の解放： 次世代原子力技術の迅速な展開と輸出を支援し、アメリカのリーダーシップを確立する。

8. 電力網の信頼性とセキュリティの強化： 電力網の強化を優先し、基盤となる送電システムを強化する。

9. 許認可手続きの簡素化とエネルギーへの過度な負担の特定： 民間投資を促進し、エネルギーインフラの建設を加速するため、許認可手続きの効率化を図る。

ライト長官は、これらの行動を通じて、アメリカの科学技術の進歩、エネルギーコストの削減、エネルギーシステムの信頼性とセキュリティの強化を目指しています。

追記：クリス・ライト氏のその他の発言

A. クリス・ライト氏の2025年1月の上院指名公聴会における主な発言内容：（出所）

1. 気候変動の認識：
　ライト氏は「気候変動は実在し、その主な原因は炭化水素の燃焼にある」と述べ、これに対応するためにエネルギーシステムの進化が必要と主張しました。

2. 多様なエネルギー戦略の支持（"All-of-the-Above"）：
　化石燃料、原子力、水力、風力、太陽光、地熱を含むあらゆるエネルギー源の活用を推進する方針を明言しました。

3. 送電網の整備と強化：
　将来の電力需要に対応するため、米国の送電網を拡大・近代化する必要性を強調しました。

4. 山火事に関する過去の発言：
　過去に「山火事の危機は“誇張”されている」と発言した件について問われ、発言を撤回せず一部上院議員から批判を受けました。

また、クリス・ライト氏は2024年4月の下院金融サービス委員会でLiberty Energy社のCEOとして証言しています。この時に書面陳述書（Written Statement）も提出（出所）しています。この時の証言の焦点はSEC（証券取引委員会）の気候情報開示ルールへの批判でした。

B.　2025年3月のCERA WeekにおけるChris Wrightの講演

DOE長官としての講演であったが、講演後の対談を含め、率直で判り易い表現が印象的でした。

クリス・ライト氏のこれらの発言内容は整合的で、一貫した考え方が見られます。すなわち、
　①気候変動の存在を認めながらも、経済性を重視する現実的なアプローチを主張
　②従来型と再生可能を含む多様なエネルギー源の活用を支持
　③規制に対しては慎重で、過剰な政府介入に対しては反対
の立場です。

（2025.05.07）

ジェームズ・ハンセン教授が警鐘 「地球温暖化は加速している：国連と市民は十分に認識しているのか？」

著名な気候科学者ジェームズ・ハンセン教授が「地球温暖化の進行速度は大幅に過小評価されている」と警鐘を鳴らし、国際的な2℃目標は「死んだ」 と発言しています。

    「著名な気候科学者が「2℃の気候変動目標は『死んだ』」と発言」
       
https://www.theguardian.com/environment/2025/feb/04/climate-change-target-of-2c-is-dead-says-renowned-climate-scientist

ハンセン教授とその研究チームによる新たな分析では、
    ① 太陽光を遮る船舶由来の汚染物質の削減が気温上昇を促進していること
    ② 化石燃料排出による気候の感受性がこれまでの予測よりも高いこと
の2点が、これまでの予測よりも大きな影響を与えていると結論付けています。

この研究結果は、主流の気候科学の見積もりの中でも上限に位置するが、独立した専門家によると完全には否定できないという。

もしこの結論が正しければ、極端な気象現象がこれまでの予測よりも早く悪化し、 大西洋の重要な海流の崩壊など、地球の転換点（ティッピングポイント）を超えるリスクが高まる ことを意味します。

なお、ハンセン教授（米コロンビア大学）は、1988年に米国連邦議会で証言し、気候変動の危機について一般市民に警鐘を鳴らしたことで知られています。

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フルペーパー（39ページ）：
    "Global Warming Has Accelerated: Are the United Nations and the Public Well-Informed?"
    （地球温暖化は加速している：国連と市民は十分に認識しているのか？）
   
https://www.tandfonline.com/doi/epdf/10.1080/00139157.2025.2434494

Abstractの日本語訳↓

Environment: Science and Policy for Sustainable Development
Volume 67, 2025 - Issue 1
https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/00139157.2025.2434494#abstract

**「地球温暖化は加速している：国連と市民は十分に認識しているのか？」**

**要旨（Abstract）の日本語訳**

過去2年間で地球の気温は0.4°C（0.7°F）以上急上昇し、12か月の平均気温は2024年8月に+1.6°C（1880～1920年の平均気温と比較）に達した。この気温の急上昇は、周期的に発生する熱帯のエルニーニョ現象によるものだったが、2023～2024年のエルニーニョは比較的弱かったにもかかわらず、予想の2倍もの温暖化が起こったことに、多くの地球科学者が困惑した。我々の研究によると、この温暖化の残りの半分以上は、2020年に国際海事機関（IMO）が施行した船舶によるエアロゾル排出の規制が原因であることが分かった。この規制は、エアロゾル汚染物質が人体に及ぼす影響を抑えるために導入されたものである。

エアロゾルは雲の形成核として働く微小な粒子であり、雲の面積と明るさを増加させることで、太陽光を反射し、地球を冷却する効果を持つ。したがって、エアロゾルが減少すると雲の形成も減り、地球の表面が暗くなってより多くの太陽光を吸収し、温暖化が加速する。船舶は北太平洋および北大西洋における主要なエアロゾル供給源である。我々は、地球が反射する太陽光の地理的分布を衛星データから分析し、北太平洋および北大西洋で最大のエアロゾル削減効果が観測されたことを確認した。また、エアロゾルによる冷却効果と気候感度（温暖化に対する気候の反応）が、国連気候変動に関する政府間パネル（IPCC）の「最良の推定値」において過小評価されていることが判明した。

船舶由来のエアロゾル減少による地球温暖化は、熱帯の気候が冷涼なラニーニャ期に移行しても解消されない。そのため、地球の気温は+1.5°Cを大きく下回ることはなく、今後数年間はその水準を維持するか、それを上回る可能性が高い。これは、我々の解釈が正しいことを確認する材料となるだろう。高い海面水温と海洋のホットスポットの増加は、サンゴ礁やその他の海洋生物に悪影響を及ぼし続ける。人類にとって最も実際的な影響は、気候の極端化の頻度と深刻さの増加である。より強力な熱帯暴風雨、竜巻、雷雨が発生し、それに伴う極端な洪水が増加する。これは、海面水温の上昇と、大気がより多くの水蒸気を保持できるようになることによるものだ。さらに、気温の上昇は熱波の強度を増加させ、乾燥した気象条件のもとでは干ばつの深刻化を引き起こす。これには、平均降水量が十分な地域であっても急激に進行する「フラッシュ干ばつ」も含まれる。

**極域の気候変動は、人類にとって最も長期的な影響をもたらす要因であり、今回の地球温暖化の急上昇により、その影響が加速されている。**
我々の研究によると、極地の氷の融解と北大西洋への淡水流入はこれまでの推定を上回っており、地球温暖化の加速に伴い、さらなる増加が予想される。その結果、**大西洋子午面循環（AMOC）の停止が今後20～30年以内に発生する可能性が高い**。これは、IPCCの結論とは相反するものであり、温暖化を抑制するための対策が取られない限り、AMOCの停止は不可避と考えられる。もしAMOCが停止すれば、数メートル規模の海面上昇を含む重大な問題が固定されてしまうため、**AMOCの停止を「戻れない地点（ポイント・オブ・ノーリターン）」と表現している**。

我々は、これらの問題を評価し、若い世代に制御不能な危機を引き渡さないために、IPCCのアプローチを補完する**別の視点**が必要であると提案する。この新しいアプローチでは、現在進行中の観測データをより活用して気候モデルを構築し、古気候データを利用してモデルの検証と理解を深めるべきである。現在、**AMOCの停止と海面上昇の脅威は十分に理解されていない**が、極域の海洋や氷の変化に関するより精密な観測データを収集することで、この問題に対する理解を大幅に向上させる可能性がある。

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