AIデータセンターが電力網を圧迫する

30ギガワット。これは現在、英国の送電網への接続を待っているデータセンターが要求する電力量の合計です。英国全土のピーク需要の3分の2に相当するこの数字は、AIが単なる「ソフトウェアの問題」ではなく、物理的なインフラの限界に直面しつつあることを示しています。

なぜ今、電力網が問題になっているのか

AIモデルの学習と推論には膨大な計算資源が必要で、その計算資源を動かすのがデータセンターです。世界中のAIラボが数千億ドル規模の投資を行う中、欧州各国はその恩恵を取り込もうと新たなデータセンターの誘致に動いています。しかし、ここで予想外の壁にぶつかっています。電力そのものではなく、電力を「運ぶ」インフラが足りないのです。

英国の送電網を運営するナショナル・グリッドによると、接続申請件数は「最も野心的な予測をも大幅に上回るペース」で増加しており、待機列は直近で3倍に膨らみました。英国政府が2024年末にデータセンターを「重要国家インフラ」に指定したことが引き金となり、申請が殺到したとされています。

問題の根本は地理的・構造的なものです。英国の再生可能エネルギーの多くはスコットランドや北イングランドで発電されますが、消費地——データセンターを含む——は人口密度の高い南部に集中しています。西部の険しい地形が送電線の敷設ルートを制限するため、東部沿岸か洋上ルートに頼らざるを得ず、ネットワーク拡張の選択肢は狭まっています。新たな送電インフラの建設には、計画許可や法的異議申し立て、資材調達の問題などを含めると7年から14年かかるとされており、「今すぐ建てる」という選択肢は現実的ではありません。

「今あるもの」で何ができるか

そこでナショナル・グリッドが注目しているのが、既存インフラから最大限の容量を引き出す技術群です。その中で最も期待されているのが「動的線路容量評価（DLR）」と呼ばれるシステムです。

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送電線は、大量の電力が流れると熱を持ち、物理的にたわんで地面に近づきます。これが安全上の制約となり、流せる電力量に上限が生じます。しかしDLRは気象センサーを活用し、気温が低く風が強い日には冷却効果によって送電線がより多くの電力を安全に運べることを検知し、リアルタイムで容量を調整します。グリッド最適化企業Nearaのマネージング・ディレクター、タコ・エンゲラー氏は「英国のネットワークの約4分の3は、現状より多くのエネルギーを輸送できる能力がある」と主張します。EUの研究では、DLRを含む「グリッド強化技術」を適用することで、理論上は最大40%の容量増加が見込めるとされています。

ただし、課題もあります。データセンターが最も電力を必要とするのは、ハードウェアの冷却需要が高まる猛暑日です。ところが猛暑日は送電線の容量が下がるため、DLRの恩恵が最も少ない日と、データセンターの需要ピークが重なってしまいます。ストラスクライド大学の電気工学教授、キース・ベル氏はこれを「望むものとは逆の効果」と表現しています。

この矛盾を緩和するため、ナショナル・グリッドはDLRと組み合わせて、データセンター側の消費電力を需給状況に応じて柔軟に調整する仕組みの導入を進めています。従来のデータセンターは「途切れなく計算を続ける」ことが前提であったため、電力需要の調整が難しいとされてきました。しかしAIの学習・推論ワークロードは断続的な性質を持つため、電力逼迫時に処理を一時的に抑制したり、オンサイトの蓄電池に切り替えたりすることが技術的に可能だというデータが出始めています。「AIデータセンターにとっての大きな突破口は柔軟性だ」と、ナショナル・グリッド・パートナーズのスティーブ・スミス社長は述べています。

ナショナル・グリッドは過去5年間で、グリッド強化技術と送電線の高導電性材料への交換を組み合わせることで16GWの容量増加を実現したと推定しています。しかし現時点でDLRを適用できているのは275kmの送電線にとどまっており、全国規模の展開にはまだ距離があります。

日本への視点：他人事ではない構造的問題

この問題は欧州だけの話ではありません。日本でも、AIデータセンターへの需要は急増しています。ソフトバンクやNTT、さくらインターネットといった企業が大規模投資を進める一方、北海道や九州など再生可能エネルギーが豊富な地域と、消費地である首都圏との間の送電容量不足は、長年の課題として認識されています。

日本の電力系統は、東西で周波数が異なるという世界でも珍しい構造的制約を抱えており、地域間の電力融通に限界があります。加えて、少子高齢化による労働力不足は、送電インフラの建設・保守にも影を落としています。英国が直面している「建設に14年かかる」という問題は、日本においてはさらに深刻な形で現れる可能性があります。

一方で、日本が強みを持つ分野もあります。精密センサー技術や電力制御技術は、DLRのような「既存インフラの最適化」に直接応用できる分野です。日立や東芝、富士電機といった企業が持つ電力インフラ技術が、国内外のグリッド強化に貢献できる可能性があります。

規制面では、英国のエネルギー規制機関Ofgemが、実現性の低い投機的な接続申請を排除するための制度改革を進めているように、日本でも接続ルールの見直しが議論の俎上に載ってきています。電力網の接続ルールが、AI時代の産業競争力を左右する「見えない競争軸」になりつつあるのです。