We should talk more about air-conditioning

AIより深刻、気候対策でエアコンのイノベーションが求められる理由

AIの需要増加によるデータセンターの電力消費が注目されているが、エアコンに比べればはるかに少ない。エアコン稼働の増加は平均気温の上昇との間で悪循環を生み出しており、より多くのイノベーションが求められている。 by Casey Crownhart2025.04.08

この記事の3つのポイント

気温上昇により冷房需要が増加し、化石燃料使用量が増える悪循環が起きている
冷房は世界の電力需要の7%を占め、ピーク時には住宅の電力需要の大部分を占める
冷却技術のイノベーションによって電力需要への対応が期待される

summarized by Claude 3

ニューヨーク市周辺では、そろそろ暖かくなり始めている。そして、私は再び、人々があまり話題にしていないことについて考えている。それは、エアコンのエネルギー需要だ。

データセンターが心配の種だということはわかる。ギガワット規模のコンピューティング設備が送電網に与える負担について考えるべきではないと言っているわけではない。しかし、ここでは少し視点を変えることが重要だ。

国際エネルギー機関（IEA）が2024年に発表した報告書によると、2030年までのエネルギー需要の増加分のうち、データセンターが占める割合は10％未満であり、空間冷却（主にエアコン）のエネルギー需要よりもはるかに少ない。

先日公開した記事で私は、エアコンだけでなく、建物、食品、電子機器を冷却する多くの技術に不可欠な部品である熱交換器を新しい方法で製造する方法について書いた。なぜ私が冷却技術の中身について書いているのか、そしてなぜこの分野でイノベーションが本当に必要なのかを掘り下げてみよう。

冷却と気候変動に関する一つのねじれた事実は、それが悪循環だということだ。気温が上昇すると、冷房の必要性が高まる。その結果、その需要を満たすために、より多くの化石燃料発電所が稼働し、地球の温度を上昇させる。

「冷房度・日（Cooling degree days）」は、追加の冷房の必要性を測る尺度の1つである。基本的に、あらかじめ設定したベースライン温度を設定し、それを何度、超えているかを算出する。ベースライン（これを超えると冷房装置をオンにする可能性が高い）が21°Cだとしよう。ある日の平均気温が26°Cだとすると、その日だけで5冷房度・日になる。それが1カ月間、毎日続くと、150冷房度・日になる。

この一見奇妙な指標について説明するのは、冷房の総エネルギー需要を測るのに適しているからだ。暑い日の数と、どれだけ暑いかの両方を一緒にしている。

そして、冷房度・日は世界的に着実に増加している。2024年の世界の冷房度・日は2023年より6%、今世紀最初の20年間の長期平均より20%高かった。IEAの報告書によると、中国、インド、米国など冷房需要の高い地域が特に影響を受けた。IEAのこのデータの月別内訳はこちらで見ることができる。

冷房度・日の増加は、エアコンの需要と、それを動かすためのエネルギー需要の増加につながっている。2022年、空調は世界の電力需要の7%を占めた。今後はさらに増加していくだろう。

もう1つ重要なのは、エアコンを動かすのに必要な総電力量だけでなく、いつ、その需要が発生する傾向にあるかということだ。以前にも取り上げたように、人々がエアコンを使用する習慣は似通っている。暑くなってくる時間帯に一斉にスイッチが入る傾向がある。例えば、米国の一部の地域では、送電網が最も逼迫している時間帯に、エアコンが住宅のエネルギー需要の70%以上を占めることがある。

朗報は、冷却技術にイノベーションが見られることだ。エネルギーが潤沢で需要が低いときに充電できるエネルギー貯蔵コンポーネントを組み込んだ冷却システムを構築している企業もある。そうすれば、ピーク時間帯に送電網から多くの電力を得なくても、最も必要とされるときに冷却を開始できる。

MITテクノロジーレビューではまた、乾燥冷却システムと呼ばれるエアコンの代替品についても取り上げてきた。これは、特殊な吸湿材を使用して空間を冷却し、普通のエアコンより効率的に湿度に対処するものだ。

最近の記事では、熱交換器技術の新しい発展について掘り下げた。熱交換器はエアコンの重要なコンポーネントだが、ヒートポンプ、冷蔵庫、そして大型ビルや大型電子機器の設置場所（データセンターを含む）の冷却システムなど、あらゆる場所で使われている。

私たちはほぼ1世紀にわたり、基本的に同じ方法で熱交換器を製造してきた。これらの熱交換器は基本的に熱を移動させるものであり、比較的製造が容易な装置を使う既知の方法がいくつか存在する。しかし現在、ある研究チームが3Dプリンターを用いて、標準的な設計を上回り、他の設計と匹敵する性能を持つ熱交換器を製造した。この技術は、差し迫った空調問題を解決するにはまだ道のりが長いが、その詳細は非常に興味深い。

世界的な電力需要に効率的に対応し、地球温暖化の悪循環から抜け出すためには、冷却技術におけるより多くのイノベーションが必要だ。これらの技術が確実に効果を生み出し、誰もが利用できるようにするためには、政策とそれに対する国民の支持も必要になるだろう。

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ケーシー・クラウンハート [Casey Crownhart]米国版気候変動担当記者: MITテクノロジーレビューの気候変動担当記者として、再生可能エネルギー、輸送、テクノロジーによる気候変動対策について取材している。科学・環境ジャーナリストとして、ポピュラーサイエンスやアトラス・オブスキュラなどでも執筆。材料科学の研究者からジャーナリストに転身した。