この記事は米国版ニュースレターを一部再編集したものです。

水力発電はクリーン・エネルギーの定番である。近代的な水力発電は1世紀以上前から存在し、世界最大の再生可能電力源の1つとなっている。

しかし昨年は気象条件のせいで水力発電が大幅に不足し、発電量は記録的な落ち込みを見せた。実際、この減少は世界の二酸化炭素排出量に測定可能な影響を与えるほど大きかった。国際エネルギー機関（IEA）の新しい報告書によると、2023年のエネルギー関連二酸化炭素総排出量は約1.1％増加した。その増加分の40％を占めているのが、水力発電である。

年々変化する気象と長期的な気候変動の狭間で、水力発電はこれから難しい時期を迎えるかもしれない。今回は、この電力源に何を期待でき、それが気候目標にとってどのような意味を持つ可能性があるのか、紹介する。

枯渇

水力発電所は、動いている水を使って発電する。今日の水力発電所の大半は、ダムを使って水をせき止め、貯水池を作る。運営事業者は必要に応じてその水を発電所に流すことができ、それによって好きなときにオン／オフできるエネルギー源が作り出される。

この需要呼応性は、送電網にとって天の恵みほどの重要性を持つ。特に、再生可能エネルギーの中には風力や太陽光のように、コントロールがあまり容易ではないものもあるからだ。

しかし、ほとんどの水力発電所にある程度の需要呼応性があるとはいえ、この電力源はやはり天候に依存している。一般的に、貯水池を満たすのは雨や雪であるためだ。世界中の多くの地域が大干ばつに直面したここ数年は、それが問題になってきた。

実は、世界の水力発電能力は2023年に約20ギガワット増加している。しかし、気象条件のせいで水力発電からの発電量は全体として減少した。

その落ち込みは特に中国において深刻であり、発電量は4.9％減少した。北米も干ばつに見舞われ、水力発電の不振の一因となった。干ばつの原因の1つが、エルニーニョがもたらした温暖で乾燥した気象条件だった。欧州は2023年に状況が改善した数少ない地域の1つであったが、これは、2022年に欧州大陸でもっとひどい干ばつがあったためである。

水力発電の不足によって生じた穴を埋めるため、石炭や天然ガスなどの化石燃料が使われることになり、世界的に二酸化炭素排出量が増加する一因となった。全体として、水力発電量の変化が世界の二酸化炭素排出量に与えた影響は、パンデミック後の2022年から2023年にかけて航空産業が成長したときよりも大きかった。

滴り

昨年の水力発電量減少の原因となった天候の変化の一部は、予想された年々の変化によるものと見なすことができる。しかし、気候が変化する中で、1つの疑問が浮かび上がる。水力発電は苦境に陥っているのだろうか？

気候変動が降雨パターンに及ぼす影響は複雑な場合があり、完全には解明されていない。しかし、2022年のあるレビュー論文で概説されているように、水力発電が影響を受ける可能性が高い重要なメカニズムがいくつかある。

• 気温が上昇すると干ばつが増える。空気の温度が高いほど多くの水分を吸い上げ、河川や土壌、植物をより急速に乾燥させるためである。 
• 冬が概して暖かくなり、積雪や氷が少なくなる。 そのため、米国西部などの場所でしばしば早春に貯水池が満杯になる。 
• 降水量の変動が大きくなる。降雨がより極端になる期間を伴い、洪水を引き起こす可能性がある（そのため、発電所で後日使用する目的で貯水池に水をしっかり貯めることができない）。

これらすべてのことが発電にとって何を意味するかは、問題になっている世界のそれぞれの地域によって異なる。2021年に発表されたある世界的な研究によると、水力発電能力を持つ国の約半数は、10年に一度の頻度で発電量が20％減少することが予想できるという。中国に焦点を当てた別の報告書は、より極端な二酸化炭素排出量シナリオにおいて、同国内の発電所の4分の1近くが、継続的に同じレベルの発電量の減少に見舞われる可能性があるとしている。

乾燥した年でも、水力発電がほとんどなくなるまで落ち込むことはないだろう。しかし、将来の送電網は天候の変化に備えなければならなくなる。幅広いさまざまな電力源を持ち、それらを広い地理的エリアの送電インフラと結びつけることが、送電網を堅牢に保ち、気候変動に備えるために役立つだろう。

MITテクノロジーレビューの関連記事

米国西部全域での干ばつは、長年にわたり水力発電を蝕んできた。この記事は、変化する天候がカリフォルニア州の気候目標に与える影響について解説している。

適応は人々が気候変動による最悪の影響を回避するのに役立つかもしれないが、適応が本当に役立つ程度には限界がある。私は「干ばつに強い都市」として有名なテキサス州エルパソを旅したとき、そのことに気づいた。

干ばつが牧畜業者にとっての新たな難題を生み出している。牧畜業者は、自分たちの家畜や生活様式に対する数々の脅威に対処しなければならない。データの利用が、変化する世界をうまく渡っていくための鍵となる可能性がある。

◆

米中摩擦で新展開、EVも締め出しか？

中国製電気自動車（EV）が、米国と中国の間で続いている緊張関係の表舞台に登場した。EVは気候変動への対処に役立つ可能性があるが、バイデン政権は中国の市場参入を許すことに慎重である。そこには、2つの大きな動機がある。安全保障と経済だ。詳しくは、同僚のヤン・ズェイの最新記事を読んでほしい。

気候変動関連の最近の話題

• 3月4日に打ち上げられた新しい人工衛星は、これからメタンガスの排出を監視し続けることになる。この強力な温室効果ガスの漏出を追跡することが、気候変動への対処において重要な鍵となる可能性がある。（ニューヨーク・タイムズ）
  → 宇宙から温室効果ガスを追跡する試みは、これが初めてではない。しかし、この人工衛星「メタンSAT（MethaneSAT）」は、他のメタン検知衛星とは異なる。どう違うかは、ここで読むことができる。（ヒートマップ）
• EVのよりスマートな充電が、将来の送電網にとって不可欠となるかもしれない。カリフォルニア州はそのテストをするため、新しいプログラムに取り組んでいる。（カナリーメディア）
• 風力タービンに搭載されている磁石は、ほとんどの場合、最終的に埋立地へ送られる。ある新たなプログラムが、新しいリサイクル手法を支援することによって、その状況を変えることを目指している。（グリスト）
  → ある企業は、最近の強力な磁石に使われているレアアース金属を使わずに済ませたいと考えている。（MITテクノロジーレビュー）
• データセンターは、機械を冷やし続けるために水を大量消費する。チャットGPT（ChatGPT）のような人工知能（AI）ツールを支えなければならないこともあって、このような施設がますます増えており、場所によっては水の供給を細らせる可能性がある。（アトランティック）
• 米国でメイン州ほどヒートポンプに熱心な州はない。ヒートポンプは気温が低いと効率がいくらか低下することがあるため、意外な組み合わせのように思えるかもしれないが、メイン州はこのテクノロジーにとってサクセス・ストーリーである。（ニューヨーク・タイムズ）
• 米国証券取引委員会の新しい規則は、企業に対し、二酸化炭素排出量と予想される気候リスクの報告を義務付けるものになるだろう。この規則の最終版は、より幅広い種類の排出が含まれるはずだった以前の提案から、骨抜きにされている。（AP通信）

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