19世紀後半、製造施設ではコスト削減の手段として、電化を導入し始めました。それから2世紀以上が経った今、産業における電化のルネッサンスが起こっています。ニュージャージー州の出荷ターミナル（ibm.com外部へのリンク）からニュージーランドの鉄鋼生産（ibm.com外部へのリンク）まで、産業オペレーションのかつてないほどの電化が進んでいます。

しかし、今日の電化への取り組みは、単に費用を節約することだけではなく、地球を救うことでもあります。

電化とは、電気以外のエネルギー源に依存するデバイス、システム、またはプロセスを電動のものに置換することです。サステナビリティーへの取り組みの文脈では、電化技術は再生可能な電力、つまり太陽エネルギー、風力エネルギー、その他のクリーンな再生可能資源から得られる電力を使用します。

そのため、電化は経済の脱炭素化、ネットゼロ 排出の達成、気候変動の緩和に向けた動きの中心である再生可能エネルギーへの世界的な移行をサポートする鍵となっています。IBM Institute for Business Valueが指摘しているように、「脱炭素化に向けた積極的なアクションが必要」であり、特に業界全体で電化が「重要な義務」として浮上しています。

産業セクターはエネルギー集約型であり、世界のエネルギー使用量の37％を占めています。エネルギー消費には、相当な量の二酸化炭素排出量が伴い、その排出量は増加の一途をたどっています。過去20年間で産業セクターの二酸化炭素排出量は70%も急増（ibm.com外部へのリンク）し、産業セクターの企業が世界の二酸化炭素排出量の約4分の1を占めています。

産業における排出量は、エネルギー消費量と使用されるエネルギーの種類の両方が影響します。国際エネルギー機関（IEA）によると、産業用エネルギー消費は依然として化石燃料が「支配的」です。石炭は長い間、産業活動において最も一般的な燃料であり、2022年には、産業セクターのエネルギー・ミックスにおける化石燃料の合計シェア（ibm.com外部へのリンク）（天然ガスと石油を含む）は67％でした。排出量を削減するには、産業プロセスをよりクリーンで再生可能なエネルギーに移行する必要があります。

電化を進めましょう。

持続可能な電化を成功させるには、化石燃料を動力源とする生産手段を電気技術と電気機器に置き換える必要があります。たとえば、以下のような例が挙げられます。

プロセス加熱の電化：工業における￥用プロセス加熱は、鉄鋼やセメントのような素材から家電製品や化粧品のような消費者商品まで、あらゆる商品を製造する上で重要なステップです。加熱は現場でのエネルギー使用量のかなりの部分を占めますが、これは加熱の多くが400°C（752°F）（ibm.com外部へのリンク）以上の高温で行われるためです。これらのエネルギー需要は通常、化石燃料の燃焼によって満たされるため、プロセス加熱は製造施設で発生する温室効果ガス（GHG）排出量の30%（ibm.com外部へのリンク）を占めています。電化は、環境に優しい代替手段を提供します。電磁加熱技術、電気ボイラー、電気炉、産業用ヒート・ポンプを使用することで、温室効果ガス（GHG）排出量を大幅に削減できます。たとえばニュージーランドでは、製鉄工場（ibm.com外部へのリンク）が電気アーク炉に切り替えることで、排出量を少なくとも45%削減できると予測されています。

電気モーター：ガス・タービンや蒸気タービン（化石燃料を動力源とする）は、ファンやコンプレッサーなど、さまざまな種類の回転機械を駆動するために使用されています。このようなタービンをクリーン・エネルギー駆動の電気モーターに置き換えることで、天然ガス・パイプライン圧縮ステーションを含むさまざまな工業サイトでの排出量を削減できます。（天然ガスは、再生可能エネルギー源を補完する「ブリッジ燃料」と見なされることがよくあります）。圧縮ステーションではこれまで、産業用ガス・タービンが使用されてきましたが、変化しつつあります。たとえば、2023年現在、ヨーロッパでは300を超える圧縮ステーション（ibm.com外部へのリンク）で電気モーターが使用されています。

電気自動車：GHG排出は、サプライチェーンに沿って資材や商品を移動させるトラックから、製造施設や港湾でのフォークリフトに至るまで、化石燃料を動力源とする大量のオンロードおよびオフロード車両の使用からも生じます。電気自動車への切り替えは、このようなスペースの排出量を大幅に削減するもう1つの方法です。たとえば、ニュージャージー州エリザベスの貨物ターミナルでは、港湾運営者は、電動ターミナル・トラクター（ibm.com外部へのリンク）を導入する新しい取り組みにより、トラクター1台あたり年間1,100トンのGHG排出量を削減できると見積もっています。

ヒート・ポンプなどの電気冷暖房システムの導入も、産業施設の脱炭素化の道筋です。しかし、住宅の暖房および冷房システムの電化に関する研究と比較すると、これらの取り組みに関する研究（ibm.com外部へのリンク）は少ないのが現状です。

温室効果ガス排出量削減の可能性は、世界的な電化の主要な推進力ですが、ビジネス・リーダーは別の動機、つまり収益を念頭に置く傾向があります。

実際、電化は産業ビジネスに長期的なコスト削減をもたらします。電気機器は、エネルギー効率が高く、メンテナンス・コストが低い傾向があります。近年、電気料金や再生可能電力料金は、化石燃料ベースの発電を含む化石燃料エネルギー・コストと比較しても有利になっています。

また、電動化は従業員の健康にも役立つ可能性があります。電気自動車や機器は有害な大気汚染物質を排出しないためです。化石燃料を使用する機械や車両を電気自動車に置き換えれば、屋内および屋外の空気の質を改善し、従業員が健康に悪影響を与える可能性を減らすことができます。

電化は、企業がESG目標を達成し、投資家や顧客などの利害関係者の承認を得ることにも役立つ可能性があるため、電化への取り組みは企業のサステナビリティー・レポートで定期的に取り上げられています。

電化にはメリットがありますが、その採用には障害があります。その中には、高額な初期費用があります。電化により長期にわたってコストを削減できる一方で、化石燃料ベースのシステムを電気システムに置き換えるには費用がかかり、法外なコストもかかる可能性があります。政府は奨励金を通じて、産業における電化の費用を支援支援しています。カリフォルニア（ibm.com外部へのリンク）からフィンランド（ibm.com外部へのリンク）、ニュージーランド（ibm.com外部へのリンク）まで、政策立案者はエネルギー集約型産業の電化への投資を補助してきました。最大の取り組みとしては、欧州のREPowerEU計画（ibm.com外部へのリンク）と米国エネルギー省の産業脱炭素化（ibm.com外部へのリンク）への投資があります。

今日のエネルギー・システムのレジリエンスとキャパシティーには、もう1つの大きな課題があります。さまざまな業界での機器や車両の電化が進むにつれて、電力需要の増加により電力網に過大な負担となる可能性があります。世界中のさまざまな政府プログラムは、送電網事業者がインフラストラクチャーを強化し、キャパシティーを拡大できるように支援することを目的としていますが、 IEA（ibm.com外部へのリンク）の分析によると、さらなる政策策定が必要です。

電化が進む中で、物理的なインフラストラクチャーの改善が電力システムを強化するうえで重要ですが、ソフトウェア・ソリューションも極めて重要な役割を果たすことができます。たとえば、IBM® Environmental Intelligence Suiteは、停電予測機能や再生可能発電予測などにより、産業やエネルギープロバイダーが破壊的な環境条件を予測し、準備できるようにします。

IBM Environmental Intelligence Suiteの詳細と、以下のサステナビリティーの傾向についてご覧ください。