統合設計:エネルギー効率の再考

国際エネルギー機関(IEA)は「電力2026」報告書を発表し、世界の電力需要は2026年から2030年の間に年平均3.6%増加し、これは過去10年間と比べて約50%速いペースで増加すると予測している。電力供給の逼迫に直面し、企業は常に新たなエネルギー源を模索している。しかし、国際的なエネルギー効率の専門家であり、ロッキーマウンテン研究所(RMI)の共同創設者兼名誉会長であるアモリー・ロビンス博士は、より重要なのは既存のエネルギー源の効率をいかに最大化するかであり、その鍵は「統合設計」にあると考えている。総合的かつシステム指向のアプローチを採用することで、建物、工場、データセンターなど、さまざまな分野でエネルギー効率を大幅に向上させることができる。

ロビンス博士は、「統合設計」がいかにエネルギー効率を大幅に向上させることができるかについて説明した。
統合的デザイン:全体システム思考と初心者の心

デルタ航空の55周年記念フォーラムシリーズ「エネルギーの新たなフロンティア:建物からAIまで」で講演したロビンス博士は、統合設計は新しい技術ではなく、むしろ考え方の違いであると指摘した。従来のエンジニアリング設計では、通常、個々のコンポーネントを最適化してから統合する。しかし、統合設計ではこの順序が逆転し、まずシステム全体から始め、望ましい目標を定義し、次にその目標をサポートする個々のコンポーネントを設計する。これは、世界を非効率的な利用から効率的な利用へ、化石燃料から再生可能エネルギーへ、燃料から電力へ、そして集中型から分散型資源へと急速に移行させている4つの要素からなるエネルギー革命の中で、最も見過ごされている部分である。これには魔法や奇跡、新しい技術は必要なく、必要なのは初心者の心、システム全体の思考、厳密にシンプルな設計、そして細部への綿密な注意だけである。そして、それを実現させるには、競争、外交、そして絶え間ない忍耐が必要となる。

建物、工場、データセンターにおけるエネルギー効率改善の可能性

ロビンス博士は、建物が米国の電力の4分の3、世界の電力の半分を消費していると指摘しました。博士は、かつて気温がマイナス44℃まで下がったロッキー山脈のアスペン近郊、標高2200mの場所に、暖房設備のない自作住宅に住んでいます。この家は、暖房設備がなく、建設費もほぼ通常のヨーロッパのパッシブハウス数十万棟の建設に影響を与えました。断熱性の向上、換気システムの最適化、照明の再設計といった統合的な設計によって、建物のエネルギー消費量を大幅に削減できる場合が多いのです。

産業界は世界のエネルギーの半分を消費しています。これらの機器に接続されている配管システムは設計が不十分な場合が多く、不必要な摩擦損失が発生しています。工業用水パイプをより太く、よりまっすぐにすることで摩擦をほぼ完全に排除できれば、電力消費量を90%削減できるだけでなく、大型で高価なポンプを小型化したり、不要なポンプを撤去したりすることも可能です。

データセンターには、エネルギー節約の大きな可能性も秘められています。2003年当時、データセンターはサーバーの運用に必要なエネルギーの少なくとも2倍をサーバーのサポートに消費していましたが、RMIは90名以上の業界専門家を集め、設備投資の削減、建設期間の短縮、スループットと稼働時間の向上などによって、通常のエネルギー消費量の約89%を削減する方法を見出しました。削減は、システムアーキテクチャ、ソフトウェア、コンパイル、デバイス、ユーティリティなど、多くのレベルで実現されました。

世界のエネルギー効率は新石器時代から1820年までにおよそ2倍になり、その後さらに3倍になったが、現在では従来の方法でさらに2倍に、そして「統合設計」――建物、車両、工場をシステム全体として最適化する実績のある手法――を加えることでさらに約3倍にまで向上させることができる。つまり、世界のエネルギー効率を6倍に向上させるという偉業を、今やほぼ再現することが可能であり、経済的にも安全保障的にも大きなメリットをもたらす。数百もの実例が、この手法が台湾の発展とレジリエンスにとって大きな価値を持つことを示している。

エネルギー転換:再生可能エネルギーの導入加速と送電網のレジリエンス強化

エネルギー転換の過程において、統合的な設計によるエネルギー効率の向上に加え、再生可能エネルギーの利用はエネルギー安全保障の強化にも不可欠です。ブルームバーグ(ニュー・エナジー・ファイナンス)の推計によると、2023年には再生可能エネルギーが、世界のGDPの5分の3を占める欧州、インド、中国、ブラジルを含む地域への電力供給において、世界の電力需要の半分から3分の2を賄う最も安価な選択肢となる見込みです。再生可能エネルギーに関する一般的な懸念事項は変動性ですが、変動性は信頼性の低さを意味するものではありません。予測技術、エネルギー貯蔵システム、デマンドレスポンス管理を活用することで、再生可能エネルギーを主力とする電力網でも、従来と同等の信頼性で運用することが可能です。そして、これこそがAI時代に求められる、信頼性が高くクリーンな電力なのです。

グリッドからチップまで:革新的な技術が持続可能なソリューションを提供する

エネルギー転換の鍵は、エネルギーシステムの設計と活用をよりインテリジェントに行うことにあります。デルタは、グリッドからチップに至るまで電力および熱管理ソリューションを提供し、AIデータセンターのエネルギー効率向上を支援することで、エネルギー効率の向上に取り組んでいます。さらに、マイクログリッドを通じて、再生可能エネルギー、水素燃料電池、エネルギー貯蔵を統合し、電源をインテリジェントに配分してグリッドのレジリエンスを強化しています。エネルギー効率向上への取り組みは、事業成長を支えており、企業は収益性と持続可能性の両方を達成できるというロビンス博士の哲学を反映しています。2017年に炭素排出量がピークに達して以来、デルタは2018年から着実に排出量を削減しながら、収益は成長を続けており、事業成長と炭素排出量の明確な分離を示しています。ロビンス博士の「実り豊かに、そして削減せよ」という言葉を胸に、共に削減の考え方を取り入れ、共通の持続可能性を実現し、より良い明日を築きましょう。

デルタ航空の取締役であるヤンシー・ハイ氏、RMIの共同創設者であるアモリー・ロビンス博士、デルタ航空の創設者であり名誉会長であるブルース・チェン氏、会長兼CEOのピン・チェン氏がパネルディスカッションに参加した。

投稿日時:2026年8月7日