米国大雪災害で露呈した電力網の脆弱性

週末に米国東部を襲った大雪災害で、約6700万人が利用するPJM電力網において20ギガワットの計画外停電が発生した。これは当日午後の電力需要の16%に相当する規模だ。

幸い大規模停電は回避されたものの、この事態が浮き彫りにしたのは現代電力システムの意外な脆弱性だった。

化石燃料発電所の大規模停止

エネルギー・イノベーションの分析によると、今回の停電の主因は天然ガスと石炭火力発電所の故障だった。天然ガス発電所は土曜日のピーク需要時と比較して日曜日に約10ギガワットの出力低下を記録。電力価格が高騰し、稼働すれば大きな利益が見込める状況にも関わらず、多くの化石燃料発電所が機能停止に陥った。

冬季の極端な気象条件下では、天然ガス配管内の圧力低下、圧縮ステーションの凍結、石炭の凍結などが発生し、化石燃料発電所の信頼性が著しく低下する。最も深刻な事例は2021年のテキサス州大寒波で、多くの発電所が停止し246人が死亡した。

テキサス州の教訓と改善

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興味深いことに、今回テキサス州の被害は限定的だった。2021年の災害後、同州は発電所と送電システムの冬季耐候化を進め、大量の蓄電池システムを導入した。特に早朝の電力需要ピーク時における蓄電池の貢献は顕著で、電力網の安定性向上に大きく寄与している。

一方、東海岸では依然として厳しい状況が続く。PJMは7日連続で130ギガワットのピーク需要を記録する可能性があると発表。これは同電力網が経験したことのない冬季の連続高需要だ。

緊急対応措置の環境コスト

米エネルギー省はPJMを含む複数の電力会社に対し、排出規制を事実上無視した発電を許可する緊急命令を発令。データセンターなどの大口需要家には非常用発電機の使用を指示した。電力供給の安定化には寄与するものの、これらの措置は大気汚染と気候変動の観点では大きな後退を意味する。

再生エネルギーの可能性

エネルギー・イノベーションのミシェル・ソロモン氏は、より多くのエネルギー貯蔵システムが将来の冬季嵐対策の鍵になると指摘する。洋上風力発電も有望で、冬季に安定した電力供給が可能だ。

日本においても、2011年の東日本大震災以降、電力システムの強靭化が重要課題となっている。今回の米国の事例は、化石燃料への過度な依存が極端気象下でリスクとなり得ることを示している。