ほとんどのネットゼロ戦略には実質排出削減効果はない、と警告

Princeton Zeroグループ、大口消費者は24時間365日のエネルギーマッチングに移行すべきと提言

研究者によると、事業者の最も一般的なネットゼロエネルギー政策は、二酸化炭素排出量に長期的な効果をもたらさないです。

ハイパースケールデータセンター事業者は、最大の自主的クリーンエネルギー消費者であり、グリーンエネルギーを直接消費しようと試み、排出量に見合う再生可能エネルギー源に支払っています。しかし、彼らのネットゼロ活動は、自分たちの使用のみを考慮し、グリッド全体への影響を無視しています。プリンストン大学のZEROラボが先週発表したワーキングペーパーによると、彼らがエネルギーや排出量を合わせる最も一般的な方法は、送電網の長期的な排出削減効果はゼロに近いということです。

時間ベースの調達は、エネルギー使用量を1時間ごとにグリーンエネルギーとマッチングさせるもので、送電網からの二酸化炭素排出量を実質的に削減しますが、エネルギーの調達先や調達方法によっては、1MWhあたり最大20ドルのコストがかかります。

単独でのネットゼロ

データセンター事業者は皆、ネットゼロエミッションを目指し、再生可能エネルギーの購入を利用してその目標に向かって前進しています。ZEROグループの研究「自主的なカーボンフリー電力調達戦略のシステムレベルでの影響」では、米国の2つの州（カリフォルニア州とワイオミング州）をサンプルとして、彼らの行動が送電網全体に与える全体的な影響を調査し、大規模なエネルギー購入が意図しない結果をもたらす可能性があることを示しました。単に排出量を置き換えたり、新たなエネルギー生産を刺激しなかったりするのです。

Google、Amazon、Meta 、マイクロソフトなどのハイパースケーラーは、電力購入契約（PPA）の最大の買い手で、2021年に11GWのPPAを購入しました。グローバルでは、ハイパースケーラーが同年に31GWを購入しました。 Amazonは2022年に8.3GWのPPAを購入し、この分野をリードしています。

PPAは、新しい発電能力ではなく、長期にわたって建設された発電資源に対して事業者に支払われることもあった、以前人気のあった再生可能エネルギー証書（REC）よりも評価が高いです。

より良いクリーンエネルギーを購入するために、大口顧客はエネルギー使用量に見合うように動いています。ネットゼロ戦略の多くは、実際の負荷と同量のエネルギーを購入しています。この「量的」マッチングには欠陥があります。というのも、顧客は太陽光発電所や風力タービンが生産するエネルギーとは異なる時間帯にエネルギーを使用するからです。

しかし、このマッチングの試みは、同じように優れているわけではありません。一部の顧客は「排出量マッチング」を試みています。これは、より多くのグリーンエネルギーを購入し、総炭素強度を使用電力のそれと一致させるものです。また、顧客のエネルギー使用によって生じる排出量を時間単位で一致させようとする「時間マッチング」を行う組織もあり、これは24時間365日マッチングとして知られる方式です。

プリンストン大学の博士候補生で報告書の著者の一人であるWilson Ricks氏は、直感的に見えるクリーンエネルギー調達のアプローチは、実際には温室効果ガス排出量にほとんど影響を与えない可能性があるとUtility Diveに語りました。

量と排出量…それとも24/7？

簡単に言えば、Amazon、Meta、 Salesforce、General Motorsで使われている排出量マッチングは、排出量全体にはほとんど効果がありません。顧客は、どのような場合でも委託されたであろう、入手可能な最も安価なグリーンエネルギーを大量に買い占めるだけで、実際に新しい容量を追加するインセンティブはほとんどありません。

これとは対照的に、時間的マッチングは、送電網が化石電力に頼らざるを得ない時間帯にエネルギーを供給することを強制するため、低炭素エネルギー生産に対する需要を創出します。これは、水力発電や原子力発電のような安定した発電容量か、長期エネルギー貯蔵（LDES）によって満たされます。時間的なマッチングはあまり使われませんが、マイクロソフトとGoogleは24時間365日のマッチングに移行する計画を発表しており、Iron Mountainは24時間365日のPPAを締結しています。バイデン大統領は2021年12月、連邦政府機関に対し、2030年までに100％カーボンフリーの電力を調達し、この調達の半分を消費量と時間単位でマッチングさせることを求める大統領令を出しました。

「これら3つのマッチング戦略はそれぞれ、カーボンフリー電力の自発的な購入者が排出量削減を主張できる会計的枠組みを提供しますが、我々の結果は、これらの主張がシステム全体のCO2排出量の実際の変化とどの程度相関するかを示しています。我々は、現在の米国の政策環境において、量的調達戦略も排出量マッチング調達戦略も、自主的調達が行われない反事実シナリオと比較して、システムレベルのCO2排出量にほとんど変化をもたらさないことを発見しました。」

「どちらのマッチング戦略も、この調達がCO2を排出する化石火力発電を相殺すると暗黙のうちに想定していますが、その代わりに、容量追加や他の再生可能資源による発電をほとんど置き換えていることがわかりました 」と彼らは続けました。「言い換えれば、量的または排出量マッチング戦略を追求する自主的な市場参加者によって調達された二酸化炭素を排出しないエネルギーのすべて、またはほぼすべてが、いずれにせよ発電されたでしょう。」

「量的マッチングと排出量マッチングのスキームは非常に安価であるため、参加者はほとんどコストをかけずに、非常に簡単にゼロエミッションを主張することができます。」

「時間的マッチングは、高い時間的マッチング目標を達成するためには、新しいクリーン発電で電力需要を満たすよりも、化石ベースの発電で電力需要を満たす方が費用対効果が高い時間帯であっても、カーボンフリー発電を調達する必要があるため、より効果的です。」

「また、そうでなければ短期的には導入されないような先進的なクリーン発電や貯蔵も促進されます」と研究者たちは述べています。「自発的な100％時間的マッチングのコミットメントは、長期的には完全に脱炭素化された電力システムの重要な構成要素となる可能性の高い新技術のための初期市場を提供し、学習曲線効果による早期のスケールアップとコスト削減を可能にします。」

この論文は、MITとZero Labsによるオープンソースのエネルギー調達モデルであるGenXを使用しました。完全な独立性を持っていましたが、資金の一部は Google からの助成金と、GE、Google、ClearPath、Breakthrough Energy からの寄付によってサポートされている Princeton Zero-carbon Technology Consortium によって資金提供されました。

この論文では、カリフォルニア州と山地西部の商業用および工業用顧客を対象としたデータを使用しています。カリフォルニア州では太陽光とガスが多く、ワイオミング州とコロラド州では風力と石炭が多いという、2つの異なる環境を提供する地域です。この結果は全米で一貫しているはずだとしています。

この記事は海外Data Centre Dynamics発の記事をData Center Cafeが日本向けに抄訳したものです。