電力系統の崩壊は熱波の致命性を大幅に高めるだろう

悪夢のようなシナリオを考えてみてください。4日間連続で気温が華氏110度（摂氏約47度）を超えています。自宅待機できる人々はエアコンをガンガンに効かせ、当局はホームレスを冷房センターに移送しようと奔走しています。ヒートアイランド現象の影響で、夜になっても蒸し暑さは容赦なく続きます。この大都市のコンクリートとレンガは、日中に太陽のエネルギーを吸収し、夜を通して放出するのです。

救済の兆しはなく、突如として災厄が襲いかかる。送電網が機能停止し、集団熱中症の予防に役立っていたエアコンが機能しなくなるのだ。最近の報告書によると、このシナリオがフェニックス全土で発生した場合、市の人口160万人の半数が医療処置を必要とし、1万3000人以上が死亡することになるという。

では、気候変動によって、フェニックスのような場所での生活はますます不安定になるのではないでしょうか？ 気温が上がれば上がるほど、エアコンを使う人が増え、電力網への負担はますます大きくなります。ところで、アメリカでこれほど深刻な大量死が発生していないのには理由があります。電力網には様々な欠点があるにもかかわらず、熱中症に対する耐性が驚くほど高いのです。

しかし、猛暑は既に隠れた災害となっています。統計的には、猛暑は他の気象関連事象よりも多くの死者を毎年出し、米国では推定1万2000人に上りますが、ハリケーン、洪水、竜巻ほど大きく報道されることはありません。そして、その死亡率の高さに加え、猛暑は根本的な健康問題を悪化させ、人々を病院に送り込み、救急医療搬送に負担をかけ、医療費を増大させます。

多くの健康問題と同様に、熱中症や死亡のリスクは、自らを守る努力が最も少ない人々に最も大きな負担をかけます。低所得地域は、景観を冷やす木々が少ない傾向があるため、裕福な地域よりも明らかに暑くなります。そしてもちろん、低所得世帯はそもそもエアコンを設置していない可能性が高いため、住民は停電前から既に熱中症にかかりやすい状態にあります。

都市部の熱波が数日間吹き荒れ、夜間も気温があまり下がらないと、体は回復する時間がありません。「これらの建物は非常に高密度で、コンクリート製の建物が熱を住宅内に閉じ込め、人々は快適に眠れないほどの高温にさらされます」と、都市ヒートアイランド現象を研究するポートランド州立大学の気候適応科学者、ヴィヴェック・シャンダスは言います。「体が本当に深い休息状態に入るのは容易ではありません。」

幸いなことに、電力網は皆さんが想像する以上に熱波に耐えることができます。ハリケーンや地震は、電力網インフラの広範囲にわたる破壊を引き起こし、送電線を切断したり、発電所に損害を与えたりします。一方、熱波は変圧器に過負荷をかけたり、発電所が過熱を防ぐために発電量を減らさざるを得なくなったりする可能性があります。しかし、電力網全体は影響を受けません。

「こうした問題は確かに存在し、実際に発生していますが、広範囲に及ぶものではありません」と、パシフィック・ノースウエスト国立研究所で電力系統を研究する主任電気技師のジェフ・ダグル氏は語る。「熱波が来るたびに大量の変圧器が故障するわけではありません。冗長性と回復力を備えて設計されたシステム全体への影響は比較的小さいのです。」

それでも、こうした影響はより頻繁に発生している。複数の大学が参加する3HEAT研究による、熱波と送電網の障害がフェニックス（およびアトランタとデトロイト）に及ぼす影響をモデル化した以前の研究では、少なくとも1時間続き、少なくとも5万世帯に影響を与える都市部停電のリスクが、2015年から2021年の間に151%増加したことが明らかになっている。「100万人以上に影響を与えた停電は、年間約1回発生しており、平均5日間続きました」と、ジョージア工科大学都市気候研究所の教授兼所長であり、3HEATの主任研究員でもあるブライアン・ストーン・ジュニア氏は述べている。「これらは実際に発生した事象ですが、いずれも発生確率は極めて低いと考えられていました。」

熱波の課題は、電力網が電力供給と需要のバランスを常に維持しなければならないことです。気温が上昇すると、エアコンを使う人が増え、電力網運営者は発電量を増やす必要があります。この需要は通常、人々が仕事から帰宅し、家電製品を使う午後遅くにピークに達します。そのため、計画停電という言葉を聞くと、供給と需要のバランスが取れていないことが原因です。しかし、電力網運営者は都市全体を一度に停電させるのではなく、異なる時間帯に異なる地域への電力供給を停止することで、需要を減らし、電力系統を安定化させています。

熱波による停電が発生した場合、フェニックス市当局は、非常用発電機を備えた冷房センターへの避難を促していると、市の緊急管理責任者であるブライアン・リー氏は語る。ホームレスの人々も、そもそもエアコンを利用できないため、追加の支援を必要とする可能性がある。「被災地への支援活動は、私たち自身で行うことができます」とリー氏は語る。「そして、電力が復旧するまで、彼らに追加​​の支援サービスを提供したり、提供範囲を拡大したりすることができます。」

しかし、ゴジラが南西部を襲わない限り、フェニックスで長期間にわたる広範囲の停電を引き起こすことは難しいだろう。「唯一考えられるのは、インフラを標的とした何らかの物理的な攻撃、例えば破壊工作などです」とダグル氏は言う。「どこの電力網に対してもサイバー攻撃はあり得ますが、サイバー攻撃によって数日間の停電が発生するというのは、私の考えでは考えにくいのです。」

フェニックスで事業を展開するアリゾナ・パブリック・サービスのような電力会社は、もちろん天気予報で熱波の到来を予測できます。「私たちは117度の気温を想定して計画を立てています」と、APSの資源管理担当副社長、ジャスティン・ジョイナー氏は言います。「117度に達し、それが118度や119度になっても、その時点では何も変わりません。なぜなら、117度ではすべてのエアコンがすでに作動しているからです。」

APSは、需要の増加に対応できるだけの電力を地元で発電できない場合、近隣の州から電力を購入することができます。そのため、カリフォルニア州が比較的涼しい場合は、電力を南西部に流入させることができます。そして、カリフォルニア州が猛暑に見舞われ、アリゾナ州が涼しくなった場合は、電力を西に逆流させることができます。（テキサス州は、現在のような猛暑や寒さに見舞われているときに問題を抱える傾向があります。テキサス州は独自の独立送電網を運用しているため、他州から大量の電力を輸入することができません。）

送電網の停止の原因が単なる需要ではなく、大規模な天候によって引き起こされるような被害である場合、他所から電力を引き出す複雑さはより困難になる。昨年、ハリケーン・イアンの後、フロリダ州の一部は1週間停電した。2012年6月の直線的なデレチョ（大雨）は、11州とワシントンD.C.の400万人が停電した。また、2005年のハリケーン・カトリーナの後、ルイジアナ州の一部地域では1か月間停電したと、2017年の米国土安全保障省の評価で示されている。連鎖的なリスクを浮き彫りにするのは、ストーン氏らが研究した長期停電のほぼ半数が、気温が上昇する5月から9月の間に発生したことだ。

停電によってエアコンが使えなくなると、あるいは空調設備が整っていない建物に熱がこもると、英国やヨーロッパで猛暑が続く一因となり、熱中症や熱射病の発生率が急増します。そして、医療、特に救急部門が最初にそれらを検知します。2021年に太平洋岸北西部を襲った記録的な熱波では、救急外来への受診が69倍に増加し、65歳以上の熱中症による死亡者数は半減しました。停電は、酸素濃縮器や電動車椅子などの電動機器に依存している人々にとっても危険であり、過度の熱は、心血管疾患、喘息、糖尿病、肺不全などの慢性疾患を抱える人々にとって、はるかに大きな負担となります。

ニューオーリンズのチャリティ病院は、ハリケーン・カトリーナの際、地下室に予備発電機を隠し、浸水したため壊滅的な停電に見舞われました。その後、連邦政府のメディケア・メディケイド・サービスセンターは、建物の重要部分、例えば手術室、集中治療室、コールセンターなどへの無停電電源供給を義務付ける緊急事態対策規則を制定しました（ただし、診察室や配管設備は必ずしも対象ではありません）。

「つまり、病院は電力と空調設備が完備しており、水を冷やしたり氷を作ったりできるという側面もあるかもしれません」と、エモリー大学医学部の救急医で准教授のジェレミー・アッカーマン氏は語る。「しかし一方で、患者数が急増し、点滴液やその他の冷却対策をもっと必要になる可能性もあります。」

病院が涼しく保たれる可能性が高まったため、一部の自治体では、猛暑時の緊急対応計画に病院を組み込んでいます。例えばニューヨーク市は、熱波の際には、他の医療ニーズがなくても、ホームレスの人々が待合室で休むことを許可するよう病院に求めています。

しかし、病院を涼しく保つだけでは、猛暑による健康被害への唯一の解決策にはなりません。なぜなら、介護施設など多くの施設では、同様の非常用電源に関する規則が整備されていないからです。長期療養施設であれ、エレベーターが故障した高層マンションであれ、冷房が効かない建物から患者を救出することは、救急医療搬送において大きな課題となります。さらに、患者を冷やすために必要なもの、例えばミスト噴霧器、冷たい毛布、冷やした点滴液などは、救急車で運ぶのが現実的ではないという問題もあります。

そのため、フェニックスやニューヨーク市など、猛暑対策計画を策定した自治体は、救急外来の救急車ベイまで患者を運ぶことなく、暑い場所から寒い場所へ移す方法を模索している。「パンデミックから学んだ教訓の一つは、病院の設計にはもっと柔軟性が必要だということです」と、ジョージア工科大学の建築学名誉教授でエビデンスに基づく設計の専門家であるクレイグ・ジムリング氏は語る。「パンデミックの時と同じように、救急外来に入る前に患者を評価する必要があります。駐車場にテントを張ったり、病院周辺の道路を封鎖したり、移動可能なインフラを整備したりするなど、様々な方法があります。」

しかし、猛暑の際には、そうした冷房センターでさえ事前の検討が必要となる。例えば、ストーン氏のチームは2022年に、フェニックス、デトロイト、アトランタに計画されている冷房センターの数は、これらの都市の人口のわずか2%しか賄えないことを明らかにした。また、どの自治体もセンターに予備発電機の設置を義務付けていなかった。（フェニックス市は、施設には冗長電源またはバックアップ電源が備えられており、必要に応じて緊急時対応計画を拡大し、影響を受ける地域住民全員に対応できると述べている。）

熱中症による公衆衛生への影響に長年取り組んできた人々は、事前に対策を講じることが重要だと述べています。これは、予報官が熱波の到来を発表した1週間ほど前ではなく、自治体や医療従事者の災害対策の一環として、数ヶ月、あるいは数年先を見据えた計画を策定することを意味します。太平洋岸北西部で熱波が発生した当時、シアトルには、例えば、最も暑くなる可能性が高い地域の住民を保護したり、救急車を満員でない病院に振り向けたりするなど、実行可能な熱中症対策計画がありませんでした。1年後、シアトルは政府機関、救急隊、病院、非営利団体、ボランティア団体の活動を調整する「猛暑緩和戦略」を策定しました。

「熱波に備えて事前にできる具体的な対策があります。そして、あらゆる災害に備えることで、より回復力を高めることができます」と、ワシントン大学救急医学教授で、熱波の際に臨床活動を行い、気候変動が医療に与える影響を研究しているジェレミー・ヘス氏は語る。「なぜなら、物事がうまくいかない時、それは予想とは全く異なる形でうまくいかないことが多いからです」

一方、フェニックスのAPSは、熱波の際に全てのエアコンに電力を供給するのに十分な電力を供給できると確信しており、必要に応じて電力を輸入することもできる。「飛行機のようなもので、あらゆるものに多重の冗長性を持たせています」とジョイナー氏は言う。ジョイナー氏はさらに、部分的に故障する可能性はあるものの、全体が墜落する可能性は低いと続ける。「つまり、発電所がオフラインになったり、送電線が切断されたりすることはあり得ます。しかし、すべてを一度に停止させるには、ニューメキシコ州からカリフォルニア州、さらには私たちの北まで、何らかの影響を感じ取らなければなりません。それが可能だと考えるには、まず無理です。」