サハラ砂漠から英国へ太陽を輸出する大胆な計画

スコットランドのハンターストンB原子力発電所は、今年1月に閉鎖されるまでに、2基の原子炉で英国の180万世帯に46年間分の電力を供給できる電力を生産していました。また、英国で最も恵まれない地域の一つに住む人々に500人以上の雇用を提供しました。今、エネルギー生産の新たな時代の潮流に乗って生まれたプロジェクトが、その役割を担うことになります。

2023年にハンターストンに建設されるXLCCの新工場は、発電は行いません。その代わりに、900人の従業員が英国南岸の海底からモロッコ中部のゲルミン・ウェド・ヌーンの砂漠地帯まで、全長3,800キロメートルの高電圧直流（HVDC）電力ケーブル4本を敷設する計画です。そこから2030年までに、サハラ砂漠の太陽光と風力発電による10.5ギガワットの電力が供給され、英国の700万世帯への電力供給と英国の総電力需要の8%を賄うことになります。

この提案を策定したXlinksのプロジェクトディレクター、リチャード・ハーディ氏は、人々はその規模に「驚愕した」と語る。「しかし、一歩引いて考えてみると、電力供給が回復さえすれば、このプロジェクトは理にかなっていることがほぼ明白になります」と彼は言う。

HVDC技術は、スウェーデンがゴットランド島を本土の送電網に接続した1954年から存在しています。HVDCケーブルのエネルギー損失は約2%と低く、長距離送電に適しています。一方、ほとんどの電力網で使用されている交流（AC）システムでは、損失は30%にも上ります。

数十年前まで、HVDCは原子力発電所のような強力で安定した発電源に支えられている場合にのみうまく機能しました。また、ケーブルの末端で電力を交流に戻すために、サッカー場ほどの広さの変換所も必要でした。ケーブルと現在の変換所の建設には、HVDCに数億ポンドの費用がかかり、設置には何十年もかかることがあります。そして90年代に、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（IGBT）または電子スイッチを使用した新しいシステムが登場しました。これにより、事業者は強力なエネルギー源の電圧波形を、太陽光発電所や風力発電所などの弱いエネルギー源の波形で再現できるようになりました。HVDCプロジェクトには依然として莫大な予算が必要ですが、IGBTの導入により再生可能エネルギー源を活用できるようになりました。事業者は国営電力網を遠隔地の太陽光発電所に接続できるようになり、HVDCの人気は爆発的に高まりました。

HVDCシステムは、再生可能エネルギーの最大の課題の一つである安定供給を解決できます。風力発電所は、風が吹いている時には発電量が過剰になり、風が止まっている時には発電量が不足します。各国は、気象パターンが異なる遠隔地と送電網を繋ぐことで、24時間体制でエネルギーにアクセスできるようになります。

異なる国の送電網を接続するというコンセプトは、経済的な機会も生み出します。HVDC接続により、人々は最も低い価格で電力を利用できます。これは、ロシアのウクライナ侵攻のような地域的な出来事によってエネルギー価格が上昇した場合に、大きなメリットをもたらします。

これが、住宅用エネルギー価格が現在欧州で2番目に高い英国が、HVDC技術の導入を最も迅速に進めている理由の一つです。既存のケーブルは、英国の送電網をアイルランド、フランス、ベルギー、オランダ、ノルウェーと結んでいます。ドイツとの接続を目指す新たなプロジェクトは、7月に資金調達目標を達成しました。また、現在議会で審議中のエネルギー安全保障法案は、HVDCプロジェクトに正式なライセンスを付与することで、プロジェクトの立ち上げを加速させるでしょう。

HVDC連系線は他の国々からも関心を集めています。ユーロアフリカ連系線はギリシャとエジプトを結ぶことを目指しています。イタリアとチュニジアを結ぶ連系線も計画中で、オーストラリアはサンケーブルと呼ばれるもう一つの野心的な連系線を通じてシンガポールに再生可能エネルギーを供給することを目指しています。

XLCCの任務は、これほど長い海底電力ケーブルを建設した例がこれまでなかったことから、特筆すべき点です。実際、現在の最長ケーブルは英国とノルウェー間のわずか720kmです。モロッコと英国を結ぶ電力プロジェクトには、その5倍以上の長さが必要です。

20kmのケーブルは、銅またはアルミニウムの棒を69mm幅の線材に伸ばすことで製造されます。その後、コンベアで高さ180mのタワーの頂上まで運ばれ、工場の床まで降ろされる途中で3時間かけて絶縁体が溶かされます。さらに装甲板とビチューメンを重ね塗りすると、1mの重量は70kgになります。

20kmの塊を160kmの長さのケーブルに繋ぎ合わせる必要があります。これは非常に困難な作業です。接続部はHVDCケーブルの中で最も弱い部分であり、電気伝導コアが生み出す高温と電磁場に耐えなければなりません。すべての接続部を完璧に仕上げるために、接続工は3年間の専門訓練を受けます。

XLCCのプロジェクトディレクター、アラン・マザーズ氏によると、ケーブルの長さが桁外れであるにもかかわらず、プロジェクト完了に必要な人材を確保することが最大の課題となっている。ルーヴェン大学のエネルギーシステム教授、ディルク・ヴァン・ヘルテム氏もこの点を繰り返し強調し、「このエネルギー転換には、膨大な数の熟練労働者が必要だ」と述べた。XLCCは、プロジェクトの実現に必要な人数を確保するため、今年、ノース・エアシャーの3つの大学で60人の生徒を対象に特別コースを開講した。

海底HVDCケーブルは陸上ケーブルよりも優れています。なぜなら、船舶はトラックよりも1回の航海でより多くのケーブルを輸送できるからです。XLCCのメタノール燃料ハイブリッド船は、最大3億ポンド（約3億3800万ドル）の費用がかかり、一度に160kmを海上に輸送します。トラックでは1kmしか輸送できません。

Xlinks社はこのプロジェクトの建設に180億ポンドを投じており、その財務的価値に疑問が生じている。ヴァン・ハーテム氏は、エネルギー価格がロシアのウクライナ侵攻以前の水準まで下落した場合、利益率は逼迫する可能性があると述べた。しかし、Xlinks社のプロジェクトディレクターであるリチャード・ハーシー氏は、これらの数字は合理性があると主張する。「少し立ち止まって、モロッコにおける風力発電と太陽光発電のコストパフォーマンスを考えてみると、突如として納得がいくのです」と彼は言う。

それでも、ケーブルの95箇所のジョイントのいずれかに予期せぬ損傷が生じれば、長期間にわたる高額なダウンタイムを余儀なくされる可能性があります。「断線は避けられません」とヴァン・ハーテム氏は言います。「深さ700メートルに達する箇所もあります。もしその場所でケーブルが断線したら、そう簡単にはいきません。ケーブルは太く、それほど曲がりにくいからです。断線の可能性はありますが、修理は困難です。」

北アフリカと中東の豊富な再生可能エネルギー源を、需要の高いヨーロッパの中心地と繋ぐという構想は、10年以上前から存在しています。政治家や起業家のグループは、2009年からデザーテック財団を通じてこの構想を推進してきました。しかし、コストと安全保障への懸念が実現を阻んできました。西側諸国の指導者たちはこれまで、不安定で時に敵対的な地域との関わりに消極的でした。

テロ攻撃の脅威は人々の恐怖を掻き立てる。過去40年間、公益事業は暴力的過激派組織にとって魅力的な標的となっており、世界テロ指数によると、これらの施設への年間攻撃件数は過去10年間で2回、350倍以上に増加した。

しかし、ジェイコブス大学の再生可能エネルギー政策の専門家であるカレン・スミス・ステゲン教授は、各国が多様な相互接続網を構築すれば、テロリズムへの懸念は最小限に抑えられると述べています。モロッコ・英国間の送電網に障害が発生した場合でも、英国はノルウェー、フランス、そして（間もなく）ドイツなど、他の高圧直流送電網に頼ることができます。もしそれが不可能な場合でも、「休眠状態」にある化石燃料発電所はわずか6分で再稼働する可能性があります。スミス・ステゲン教授は、アルカイダのような資金力のあるテロ組織でさえ、送電網全体を機能停止させる能力はないと指摘しています。

パートナー国が政治的影響力を得るために相互接続網を悪用するという脅威も、今のところは払拭されている。なぜなら、HVDCシステムは蛇口というよりはむしろ小川のように機能するからだ。「電気の問題は、実際には簡単に止めるのが難しいことです」とスミス・ステゲン氏は言う。「発電された電気は、巨大な蓄電システムでもない限り、どこかに送電しなければなりません。これは常に問題でした。」

効果的な長期水素貯蔵ソリューションが、この状況を変えるかもしれない。スミス・ステゲン氏によると、敵対的な政府は発電所を接収し、余剰電力を貯蔵して後で使用する可能性があるという。しかし、彼女は政治家がHVDCシステムのサイバー攻撃に対する脆弱性を懸念するべきだと考えている。彼女は、中国の電力網への侵入によって引き起こされた最近のインドにおける停電を例に挙げ、「エネルギーと電力インフラ全体が非常に脆弱であるように思われます」と述べ、「人々はまさにそのことを学んでいるのです」と付け加えた。