グリッド・レジリエンスとは。

Power® の停止は、自然災害、サイバー攻撃、設備の故障、その他の原因で発生する可能性があります。送電網事業者が停電の範囲、期間、影響をどの程度制限できるかによって、電力システムのレジリエンスのレベルが決まります。

グリッド・レジリエンスとグリッドの信頼性は密接に関連した用語です。

• グリッドの信頼性とは、電力網が通常の状況下でどれだけ一貫してエネルギー供給を維持し、顧客のニーズに応えられるかを測るものです。

• グリッド・レジリエンスは、グリッドが中断に耐え、適応し、回復する能力に重点を置いています。

この2つは重複する部分もありますが、レジリエントなグリッドは信頼できない可能性があり、その逆も真です。レジリエンスへの投資により、多くの場合、停止時間を短縮し、システムの堅牢性が向上するため、長期的な信頼性が向上します。

電力網のレジリエンスは、発電と供給を維持するために、複数の技術的、環境的、運用的要因がストレス下でどのように相互作用するかを反映しています。電力網のレジリエンスを決定する要因には、次の項目が含まれます。

• 既存インフラストラクチャー

• グリッドの複雑さと設計

• 需要の増加

• エネルギー・トランジション

• 運用の柔軟性

• 気候変動

• サイバーセキュリティー

エネルギー・インフラストラクチャーには、発電所、変圧器、送電線、および電力を生成、送電、供給するその他の物理的設備が含まれます。老朽化した発電システムと送電システムは、破壊的な事象に対してより脆弱です。

冗長性が制限されている集中型グリッドは管理が容易ですが、多くの場合、クリティカルな脆弱性を抱えています。逆に、分散型または分散型グリッドは冗長性を高めますが、設計、運用、保守がより複雑になります。

需要の増加により、クリティカルなインフラストラクチャーに負担がかかり、電力グリッドのレジリエンスが低下する可能性があります。例えば、AI駆動型データセンター建設の増加は、それに伴いエネルギー需要の増加を招いています。

ピーク需要の増加は、極端な条件下で発電容量と送電容量にストレスがかかるため、レジリエンスに特に課題が生じます。

再生可能エネルギー源への移行により、システムのオペレーションと管理に新たな変数が加わります。太陽光や風力のような間欠性がある電源では、安定しない発電を補うために、ストレージ、デマンド・レスポンス、柔軟な発電などの対策が必要です。

運用の柔軟性とは、電力供給や需要の変化に応じて、発電、負荷、電力の流れを迅速に調整する送電網の能力のことです。これは、間欠性電源で発生する可能性のある変動のバランスを取るため、再生可能エネルギーの統合にとって非常に重要です。

気候変動により、気象パターンはますます不安定になり、自然災害、異常気象が発生し、電力供給に支障をきたす可能性があります。極寒と猛暑の両方が、さまざまな地域でグリッドのレジリエンスをますますテストしています。2024年1月の記録的な寒さは、発電、燃料供給、オペレーションにストレスを与え、テキサス州の停電を引き起こしました。

山火事、洪水、猛烈な嵐はすべて、電力網のレジリエンスに影響を与える深刻な気候リスクです。気温の上昇と熱波によりエアコンの使用が増加し、電力会社への需要の拡大が加速しています。都市のヒートアイランド（周囲よりも温度が高い開発地域）は、冷却関連の問題をさらに複雑にしています。

デジタル・グリッド・テクノロジーの採用が進むにつれて、電力システムはサイバー攻撃に対してますます脆弱になっています。グリッド事業者は、攻撃対象領域を最小限に抑え、進化する脅威のランドスケープに対してグリッドのレジリエンスを維持するための強力なサイバーセキュリティー対策を必要としています。

2026年は、いくつかの要因のせいで、グリッドのレジリエンスにとってきわめて重要な年になります。需要の急増は、電化の増加、データセンターの建設、経済成長に起因しています。一方、インフラストラクチャーの老朽化と気候変動に関連する自然災害が頻繁に発生しており、送電網は高い需要を満たすことができなくなっています。

再生可能エネルギーや原子力を活用した持続可能性の取り組みなど、先進テクノロジーのアップグレードでグリッドを適応させることには、独自の課題があります。どちらも資本集約型であり、再生可能エネルギーをレガシー・インフラストラクチャーに統合するのは物流的に複雑です。

断続的な再生可能エネルギーとは異なり、原子力発電所は継続的に稼働することができ、短期的な気象変動の影響が少なくなります。しかし、電力は安全性やその他の懸念に関して継続的な議論の対象となっています。

2026年の課題に対処するには、長期的なエネルギー源を稼働させる前に、短期的なレジリエンス・ソリューションが必要です。

現代のグリッド・レジリエンスは、AI、再生可能エネルギー源、分散型ネットワークなどの主要テクノロジーによって実現しています。これらのアプローチは、グリッドのレジリエンスを向上させる4つの主要な方法です。

• スマート・テクノロジー

• 物理的なインフラストラクチャーの改善

• 分散型発電

• エネルギー・ストレージ

系統運用者やその他の利害関係者は、スマート・グリッド・テクノロジーを採用することで、エネルギー資産管理に自動化を導入することができます。予測分析モデルは、脅威を予測し、系統運用者に対応や予知保全を実施する時間を与えるのに役立ちます。フェーズ測定ユニット（PMU）などの高度なセンサーにより、自動停電検知とアウェアネスを促進できます。

十分なグリッドのモダナイゼーションにより、自己検知および自己修復システムは、中断が検出されたときに電力を再ルーティングし、顧客への供給を維持できます。スマート・テクノロジーを統合することで、組織はインフラストラクチャー関連の資金調達機会、助成金プログラム、その他のパートナーシップの対象組織としての地位を確立することができます。

グリッドの「堅牢化」とは、物理的中断に対する回復力を高めることを指します。解決策としては、防潮堤の高層化、植生管理、主要資産の移転、耐火材、送電線の埋設など、 気候変動に対するレジリエンス対策が挙げられます。

送電網事業者は、新しいインフラストラクチャーを構築するのではなく、柔軟な交流送電網（FACTS）を使用して、一貫性のない電力供給のバランスを取ることができます。FACTSは、新たな建設を必要とせずに、老朽化したグリッドが再生可能エネルギー源に適応するのを支援します。

スマート・テクノロジーと物理的改善の両方が、エネルギー供給会社に戦略的投資を通じて、気候リスクをビジネス・チャンスに変える機会を提供します。

分散型発電（DG）とは、大規模な集中型送電網とは対照的に、小規模なローカルネットワークを通じて電力を供給することです。分散型エネルギー参考情報（DER）は、再生可能エネルギー源に焦点を当てていることが多く、太陽光パネル、風力タービン、エネルギー貯蔵を主要な機能としています。

DERは、各家庭に電力を供給したり、マイクログリッド（大学や病院のキャンパスなど）の地域にPower®を供給する独立して運用される送電網に接続したりできます。マイクログリッドと熱電併給（CHP）システムは、より広範なグリッドに接続して貢献すると同時に、手動または自動的に隔離または「アイランド化」して、停電時のアップタイムを維持することができます。

DGシステムは、グリッドから提供される電力を補足したり、サービスを提供する地域の電力を完全に置き換えたりすることで、電力需要の軽減に役立ちます。グリッド事業者は、DERがサービスを提供しない他の顧客に参考情報を集中させることができます。DERを運用している事業体は、余剰Powerをより大きな送電網に売却することで利益を得ることができます。

エネルギー・ストレージ・システムは、送電網のモダナイゼーションのクリティカルなコンポーネントです。顧客やユーティリティーは、停電中も電力供給を維持し、変動のバランスを取ることができます。バッテリー・エネルギー・ストレージ・システム（BESS）は、住宅、商業、ユーティリティーの規模でデプロイでき、停電時のバックアップ電力や、周波数規制、電圧サポート、ピークカットなどのグリッド・サービスを提供します。

長期のエネルギー・ストレージ・テクノロジーは、数分ではなく数時間または数日にわたって電力を供給することで、これらのメリットを延長します。エネルギー貯蔵ストレージは、マイクログリッドの性能を向上させ、システムの柔軟性を向上させ、送電網のオペレーターがサービスを迅速に復旧できるようにします。

グリッド・レジリエンスの主要性能評価指標（KPI）により、組織や利害関係者は取り組みの有効性を評価することができます。これらの洞察により、さらなる改善を進め、効率を最大化できます。

グリッド・レジリエンスKPIには、以下に概説するメトリクスが含まれています。

• SAIDI（システム平均停電時間指数）は、お客様1人あたりの平均累積停電時間を測定します。

• SAIFI（システム平均中断頻度指数）は、測定期間ごと（多くの場合、年間）の平均停止数を測定します。

• CAIDI（顧客平均停電継続時間指数）は、停電後の電力復旧にかかる平均時間を測定します。SAIDI、SAIFI、CAIDIは伝統的に信頼性のメトリクスですが、グリッドのレジリエンスを示す代理指標としてよく使用されています。

• クリティカル負荷性能とは、停電などの悪影響が発生する前にグリッドが耐えられる最大需要制限です。

• インフラストラクチャーの堅牢性メトリクスには、何マイルにも及ぶ送電線の埋め込み、防波堤の強化、施設のアップグレード、気象化発電のメガワット（MW）などが含まれます。

• マイクログリッドの数と容量は、マイクログリッドがサービスエリアのグリッドをどの程度補完しているかを示します。

• 予測分析を使用した脅威モデリングは、グリッドにおける異常気象の影響を示すことができます。

• 資産の脆弱性アセスメントにより、中断のリスクがあるクリティカルなインフラストラクチャーを特定できます。

• 顧客損害関数（CDF）は、国立再生可能エネルギー研究所（NREL）が国立ロッキー図書館（NLR）プログラム を通じて、米国エネルギー省（DoE）の資金援助を受けて開発した。レジリエンス投資の有無による停止コストの差を測定します。

これまでのところ、グリッドのレジリエンスKPIの普遍的な基準はありませんが、取り組みの有効性を測定する新しいシステムを開発するための研究が進行中です。2026年の論文がScience Directに掲載された、レジリエンスに特化した開発をより集中的に行うことを目的とした、DERに焦点を当てた新しいKPIの数々が提案されています。