中国の砂漠にある巨大な発電所

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中国の科学者らによると、巨大な砂漠の火力発電所は、中国の製造業の中心地に安価なクリーンエネルギーを供給し、国民の生活水準を向上させ、人工知能（AI）などのハイテク競争における中国の競争力を強化するという。

中国の砂漠の太陽光発電所の電力画像1 — 中国北西部の再生可能エネルギー基地の一つ、寧夏騰格砂漠新エネルギー基地の太陽光パネル。写真：AFP

砂漠からの無限のクリーンエネルギー

中国西北地域は、陝西省、甘粛省、青海省の3省と、寧夏自治区および新疆ウイグル自治区の2つの自治区から構成されています。面積は300万平方キロメートルを超え、インドよりも広く、中国で最も発展が遅れ、最も貧しい地域の一つと長年考えられてきました。

海から遠く離れていることと、ゴビ砂漠やタクラマカン砂漠などの広大な砂漠が特徴とする厳しい地形のため、この地域の人口はまばらです。

しかし、この地域は石油、石炭、豊富なグリーンエネルギーなどの天然資源に恵まれており、中国の太陽光発電の60％、風力発電の3分の1を供給している。

エネルギー革命を主導する科学者や技術者の推計によると、中国北西部の設備容量は約500GWです。近隣の内モンゴル自治区に広がるゴビ砂漠地域を加えると、その数は600GWに達します。

比較すると、米国エネルギー情報局によると、米国のすべての発電所を合わせた発電量は2022年末までに約1,100GWになるという。

注目すべきことに、中国北西部のこれらの発電所の半数以上は、風力と太陽光といった自然エネルギーで稼働しています。自然の予測不可能さにもかかわらず、これらのグリーン発電所は平均95%以上の利用率を達成しています。

科学者によれば、現在までに、年間を通じて高い利用率を維持しながら、これほど大量の再生可能エネルギーをシームレスに統合した大規模地域電力網は他にはないという。

長期的かつ潜在的な戦略

NASAジェット推進研究所の設立に携わり、後に中国の宇宙計画を育成した科学者、銭学森（チェン・シュエゼン）は、1980年代初頭、ゴビ砂漠の広大な風力と太陽光資源を活用して中国の電力供給を実現するという構想を描いていました。当時は技術的な制約により、この構想は夢物語に過ぎませんでした。

しかし今、「西北送電網はこの新しいタイプの電力システムの第一段階を実現した」と、中国電力網公司西北支社と西安交通大学の馬暁偉教授とそのチームは、中国の学術誌「電力系統とクリーンエネルギー」に先月発表した論文に記している。

この地域の再生可能エネルギーの設置容量は230GWに達し、その半分は10本の超高圧直流送電線を通じて、人口密度の高い東部沿岸諸省に送電されている。

論文の中で、馬氏と同僚らは、これらの送電線は数千キロに伸び、中国大陸のほぼ幅を横切り、北西部の送電網を「世界最大かつ最強の地域送電網」にしていると述べた。

欧州連合（EU）は数十年にわたり、その経済力、膨大な人口、そして環境ロビー団体を駆使し、グリーンエネルギーへの移行と気候変動対策を主導してきました。ドイツのシーメンスやフランスのシュナイダーエレクトリックといった世界的な巨大企業は、この分野における技術革新と専門知識を牽引してきました。

しかし、馬氏のチームは、綿密な比較を行った結果、中国北西部の電力網が再生可能エネルギー利用の中核指標においてEUを上回り、世界をリードするレベルに達していることを発見した。

課題と障壁

もし地球上のすべての砂漠が太陽光パネルと風力タービンで覆われれば、発電量は現在の人類の需要をはるかに上回るでしょう。しかし、この構想は、大量の電力を長距離送電することの難しさなど、技術的なハードルが高いため、非現実的に思えます。また、従来の電力網は再生可能エネルギーの劇的な変動に対応できません。

この課題に直面し、中国のエンジニアたちはいくつかの対策を講じ、厳しい教訓を学んだ。馬氏の記事によると、2014年には風力タービンが電力サージを引き起こし、それが400キロメートルも移動し、別の風力発電所に壊滅的な被害をもたらした。

近年の中国における再生可能エネルギーの爆発的な成長は、これらの問題を複雑化させています。日照時間と天候の変化により、中国北西部の電力網では1日で最大50ギガワットの発電量変動が生じる可能性があります。これは、フランスで稼働しているすべての原子炉の発電容量を合わせた値に相当します。

この課題に対処するため、中国は世界最先端の高圧長距離直流送電線を建設し、長距離送電時の電力損失を効果的に削減しました。

中国の科学者やエンジニアたちは、大量のセンサーデータを分析することで、AIを活用し、最大10日先までの発電能力を予測することにも成功している。「安定した気象条件下では、予測精度は非常に高い」と馬氏のチームは述べている。

かつて中国の電力網の安定化の主役は石炭火力発電所だったが、北西部では太陽光発電と風力発電の急速な成長に押され、その規模は縮小している。中国政府はこれを補うため、黄河上流域に水力発電所を建設し、エネルギー調整と貯蔵の基盤として機能させている。

馬氏のチームによれば、これらの貯水池は乾燥地帯に灌漑を施すだけでなく、送電網の調整コストを約200億元（28億ドル）削減し、経済的にも環境的にも莫大な利益をもたらしているという。

もう一つのコア技術は、再生可能エネルギー間の相互補完性を実現することです。これには、堅牢で信頼性の高い情報センシング・制御システムが必要です。馬氏のチームによると、再生可能エネルギー発電施設のほぼ半数がこの相互補完システムに参加しています。

米中クリーンエネルギー競争

北京を拠点とするAI起業家によると、人工知能（AI）分野における競争に続き、エネルギー供給は今後の中国と米国の競争において重要な要素となるだろう。中国のAIの進歩を阻止するため、米国は10億人の人口を抱える中国への先進AIチップの販売を禁止した。

「先進的なチップの利点は、主に消費電力がわずかに低いことにあります。しかし、中国の電力供給が増加するにつれて、中国企業はそれほど先進的ではないチップを使っても、同様のAIトレーニング結果を達成できるようになります」と、匿名の起業家は述べ、AI開発競争への総投資額と比較すると、電力コストの増加はごくわずかだと付け加えた。

パンデミック以前、中国の発電能力は米国の2倍でしたが、今ではほぼ3倍に増加しています。米国の電力価格はインフレの影響で2021年から2023年にかけて20%上昇する見込みですが、中国では安定しています。再生可能エネルギーが豊富な地域では、中国企業はさらに大きな割引を受けています。

中国政府は、ファーウェイのような国内テクノロジー大手の国際競争力を高めることを目指し、エネルギー資源の豊富な西部地域にデータセンターやAIサーバーを建設する計画を強化している。