エネルギー計画

エネルギー計画にはさまざまな意味がありますが、最も一般的な意味は、地方、国、地域、さらには世界のエネルギーシステムの将来を導くための長期政策を策定するプロセスです。^{[1]エネルギー計画は政府機関内で行われることが多いですが、}電力会社や石油・ガス生産者などの大手エネルギー会社によって実行されることもあります。これらの石油・ガス生産者は温室効果ガスを排出します。エネルギー計画は、政府機関、地方の電力会社、学界、その他の利益団体から集められたさまざまな利害関係者からの意見を参考にして実行されることがあります。

1973年以来、エネルギー計画の基礎となるエネルギーモデリングは大きく発展してきました。エネルギーモデルは、記述的、規範的、未来予測の3つのグループに分類できます。^[2]

エネルギー計画は、エネルギー供給の提供と需要削減におけるエネルギー効率の役割の両方を考慮した統合アプローチを使用して行われることが多い（統合資源計画）。^[3]エネルギー計画は、人口増加と経済発展の結果を常に反映する必要があります。また、現在の機械の電化や原子力エネルギーの使用など、温室効果ガスの放出を回避する代替エネルギーソリューションもいくつかあります。都市の未使用エネルギー計画は、都市計画とエネルギー計画を調整し、高レベル都市と機械公園のエネルギー計画を提供する計画計画の慎重な調査の結果として作成されます。^[4]

エネルギー計画は、伝統的にエネルギー分野の規制の枠組みを設定する上で大きな役割を果たしてきました (たとえば、どのような種類の発電所を建設するか、燃料にどのような価格を課すかなど)。しかし、過去 20 年間^{[いつ? ]}に多くの国がエネルギー システムの規制を緩和したため、エネルギー計画の役割は縮小され、決定はますます市場に委ねられるようになりました。これはエネルギー分野の競争の激化につながったと言えますが、消費者にとってのエネルギー価格の低下につながったという証拠はほとんどありません。実際、規制緩和によって「市場力」が大幅に集中し、非常に収益性の高い大企業が価格設定者として大きな影響力を持つようになったケースもあります。

エネルギー計画へのアプローチは、計画主体と計画の範囲によって異なります。エネルギー計画には、いくつかのキャッチフレーズが関連しています。すべての基本は、資源計画、つまり将来のエネルギー源の可能性の見通しです。計画者がエネルギーの消費（需要）に影響を与える可能性を考慮するかどうかが、方法の分岐点となります。1970年代のエネルギー危機により、比較的安定したエネルギー価格と安定した需給関係の時代が終わりました。需要側管理、最小コスト計画、統合資源計画(IRP) の概念が登場し、新しい技術や単純な省エネによってエネルギー需要を削減する必要性に新たな重点が置かれました。 ^{[5] [6]}

エネルギー供給システムと地域および地球規模の環境制限のさらなる世界的統合により、主題と時間の両方の観点から計画の範囲が拡大します。持続可能なエネルギー計画では、特に世界のエネルギーシステムからの温室効果ガスの排出によって主に引き起こされる長期的なプロセスで ある地球規模の気候変動の脅威に照らして、エネルギーの消費と生産の環境への影響を考慮する必要があります。

2022年の再生可能エネルギー産業の見通しでは、2022年の政治情勢において気候変動対策に重点を置く政権からの支援政策が再生可能エネルギー産業の予想される成長を後押しすると示されている^[7]バイデン氏は、気候変動に積極的に取り組むために米国および世界でクリーンエネルギー産業を発展させることを支持している。バイデン大統領は石油産業から脱却する意向を表明した。^[8] 2022年の政権は「気候変動と環境正義のための計画」を呼びかけており、これは米国で2035年までに100％カーボンフリー発電、2050年までにネットゼロ排出を達成することを目指している。^[9]

多くのOECD諸国と米国の一部の州では、現在、エネルギーシステムをより厳しく規制する方向に動いている。例えば、多くの国や州がCO2やその他の温室効果ガスの排出目標を採用している_。こうした動向を踏まえると、広範囲にわたる統合エネルギー計画がますます重要になる可能性がある^[10]

持続可能なエネルギー計画は、将来のエネルギー需要の計画という問題に対して、より総合的なアプローチを採用しています。これは、次の 6 つの主要なステップに基づく構造化された意思決定プロセスに基づいています。

1. 現在の状況と将来の状況の文脈の探究
2. 持続可能なエネルギー計画プロセスの一環として対処する必要のある特定の問題と機会の策定。これには、「石油ピーク」や「経済不況/不況」などの問題や、エネルギー需要技術の開発などが含まれます。
3. さまざまなシナリオの影響を予測するためのさまざまなモデルを作成します。これは従来、数学的モデリングで構成されていましたが、フォーカス グループ、ピア民族誌調査、「what if」論理シナリオなどの「ソフト システム方法論」を含むように進化しています。
4. 広範囲にわたるモデリング演習や文献レビュー、公開フォーラムの議論などからの出力に基づいて、結果が分析され、簡単に解釈できる形式で構造化されます。
5. 次に、結果を解釈して、実装を成功させるために必要な範囲、規模、および実装方法を決定します。
6. この段階は、持続可能なエネルギー計画プロセスの各段階を積極的に調査し、偏りなく厳密に実行されているかどうか、持続可能な開発の目的を促進し、それに反する行動をしていないかどうかを確認する品質保証プロセスです。
7. プロセスの最後の段階は、行動を起こすことです。これには、持続可能なエネルギー計画の目標を達成するのに役立つさまざまなポリシー、規制、手順、またはタスクの開発、公開、実装が含まれます。

実装の設計は、多くの場合、「論理フレームワーク分析」を使用して実行されます。これは、提案されたプロジェクトを調査し、それが完全に論理的であること、致命的なエラーがないこと、およびプロジェクトの特定の部分が失敗した場合にプロジェクト全体が失敗しないように適切な緊急時対応策が実施されていることを確認します。

持続可能なエネルギー計画は、計画プロセスにおいて利用可能なベストプラクティスを採用しながら、独自のエネルギー安全保障を開発したいコミュニティに特に適しています。^[1]

エネルギー計画は、さまざまなソフトウェアプラットフォームで、さまざまな期間にわたって、さまざまな解像度（時間/空間の非常に短い区分または非常に長い区分）で実行できます。あらゆる種類のエネルギー計画分析に複数のプラットフォームが利用可能で、さまざまな領域に焦点を当てており、近年、モデリングソフトウェアやプラットフォームの面で大幅に成長しています。エネルギー計画ツールには、商用、オープンソース、教育用、無料、政府によって使用されるもの（多くの場合、カスタムツール）などがあります。^[11]

潜在的なエネルギーオプションの1つは、現在エネルギー源として化石燃料を使用しているすべての機械を電動化する動きです。電気自動車、電気コンロ、電気ヒートポンプなど、すでに電気による代替品は存在していますが、エネルギー使用を電動化し脱炭素化するには、これらの製品を広く導入する必要があります。化石燃料への依存を減らして電気機械に移行するには、すべての電力を再生可能エネルギー源で発電する必要があります。2020年の時点で、米国で生成されるエネルギーの60.3％は化石燃料、19.7％は原子力、19.8％は再生可能エネルギー源に由来しています。^[12]米国は依然としてエネルギー源として化石燃料に大きく依存しています。機械の電動化が脱炭素化の取り組みを支援するためには、風力や太陽光などの再生可能エネルギー源をさらに構築する必要があります。

再生可能エネルギーの使用に伴うもう一つの潜在的な問題は、エネルギーの伝送です。プリンストン大学が実施した調査によると、再生可能エネルギーの潜在性が最も高い場所は中西部ですが、エネルギー需要が最も高い場所は沿岸都市です。^[13]これらの再生可能エネルギー源から供給される電力を効果的に利用するには、米国の電力網を国有化し、高電圧送電線をさらに建設する必要があります。電力網が対応できる総電力量を増やす必要があります。電気自動車の走行が増えれば、ガソリン需要が減少し、電力需要が増加します。この電力需要の増加により、電力網は現在実行可能な量よりも多くのエネルギーをいつでも輸送できる必要があります。

原子力エネルギーはクリーンなエネルギー源であると考えられることがある。^[14]原子力エネルギーに関連する唯一の炭素排出はウランの採掘過程で起こるが、ウランからエネルギーを得る過程では炭素は排出されない。^{[15]原子力エネルギーの使用における主な懸念は、}放射性廃棄物をどうするかという問題から生じている。放射性廃棄物の最高レベルの発生源は使用済み原子炉燃料であり、放射性燃料は放射性崩壊により時間の経過とともに減少する。^[16]放射性廃棄物が崩壊するのにかかる時間は、物質の半減期の長さに依存する。現在、米国には高レベル核廃棄物の恒久的な処分施設がない。

持続可能なエネルギーを計画する際には、原子力発電の拡大に対する国民の支持が重要な考慮事項となります。原子力発電には複雑な過去があります。複数の原子力発電所で事故やメルトダウンが発生したことで、多くの人々にとって原子力の評判が傷つけられました。国民のかなりの部分は、原子力発電所のメルトダウンが健康や環境に与える影響について懸念しており、リスクに見合うだけの利益はないと考えています。しかし、特にここ数十年の間に行われた技術の進歩を考えると、原子力発電の拡大は必要であり、気候変動の脅威はメルトダウンの可能性をはるかに上回ると考える国民もいます。  

世界の人為的な温室効果ガス排出量の大部分はエネルギー部門に由来しており、世界の排出量の72.0％を占めています。^[17]そのエネルギーの大部分は電気と熱の生産に使用され（31.0％）、次に多いのは農業（11％）、輸送（15％）、林業（6％）、製造業（12％）と続きます。^{[18]温室効果ガスの分類には、}二酸化炭素、メタン、亜酸化窒素など、さまざまな分子化合物が含まれます。二酸化炭素は最も多く排出される温室効果ガスで、世界の排出量の76％を占めています。メタンは16％で2番目に多く排出される温室効果ガスで、メタンは主に農業から排出されます。最後に、亜酸化窒素は世界の排出される温室効果ガスの6％を占め、農業と工業が亜酸化窒素の最大の排出源です。^[19]

エネルギー部門の課題には、石炭への依存が含まれます。石炭生産は依然としてエネルギーミックスの鍵であり、世界の輸入は増大するガス需要を満たすために石炭に依存しています^[20]エネルギー計画は、現在のエネルギー状況を評価し、工業化パターンと資源の可用性に基づいて将来の変化を予測します。将来の変化と解決策の多くは、石炭から脱却し、エネルギー効率の高い技術を開発し、世界を電化し続けるための世界的な取り組みにかかっています。^[21]

• 設備利用率 – 電力生産量の指標
• 風力発電予測 – 1基以上の風力タービンの予想発電量の推定
  • 風力エネルギーソフトウェア – 専門ソフトウェアの種類
• 変動性再生可能エネルギー#間欠性エネルギー源 – 再生可能エネルギー源の分類
• 風力資源評価 – 風力発電開発者が風力発電所の将来のエネルギー生産量を予測するプロセスフォールバックとしてウィキデータの説明を表示するページ
• 仮想発電所 – クラウドベースの分散型発電所
• 電気#発電と送電 – 電荷に関する現象
• 送電システムオペレーター – エネルギー輸送業者
• ベース負荷 – 一定期間における電力網の需要の最小レベル
• メリットオーダー – 利用可能なエネルギー源のランキング
• 負荷率（電気）  - 一定期間の平均電力をピーク電力で割った値
• 負荷追従型発電所 – 需要に応じて出力を調整する発電所リダイレクト先の簡単な説明を表示するページ
• ピーク需要 – 指定された期間における電力網の最大電力需要

• 持続可能な開発のためのエネルギーに取り組むエネルギープランナーのためのオンラインコミュニティ。2020年5月11日、Wayback Machineにアーカイブされました。
• デンマークのオールボー大学でエネルギー計画に関する修士課程を修了。