CORP.at会議のために書かれた論文 2026年3月22日から25日まで、ウィーンで。私の2025年の参加はギリギリの行動だったが、今は論文を準備する時間がたくさんある。
| 要旨
|
|
|
必要なコスト最適化目標を達成するためには、エネルギー問題を他のすべての問題と切り離して考えることはできない。
|
| はじめに
|
|
|
私たちの未来に関する多くの想像は、過去にまったく異なるパラメーターで作られたものだ。過去の結論に歯止めがかからないと、私たちの未来は耐え難い代償を伴う危険にさらされる。
|
| 収益性の移行に関する私の個人的な経験
|
| 
|
|
|
鳥は空気力学の用語を知らなくても飛ぶことができる。私はこの時、その言葉を知らずに、現在進行中の「収益性の移行」にデザイン変更で反応した。
|
| エネルギー転換
|
|
|
太陽と風力によるランダムな電力から、24×365の電力への長い道のり。過度な採算移行は大事故と考えなければならない。
|
| 高速負荷変動発電所と高効率発電所の比較
|
| 
|
|
|
20世紀初頭、電気自動車を殺したのは誰か？鉛蓄電池だ。過去にグリッドスケールのバッテリーに対する考えがあったとしても同様だ。
|
| 24時間電力から24×365電力へ
|
| 
|
|
|
次のボーダーラインは、300GWの太陽光発電と750GWhのバッテリーだ。夏の晴れた日には、ドイツ全土が100％太陽光発電で賄われる。
|
| 24×365システムのシミュレーション
|
|
|
つまり、シミュレーションは、16年×365.25日×24時間×10種類のバッテリーサイズ×10種類の電源サイズ×17種類の負荷＝238,435,200回の決定と計算となる。
|
| 水素 - メタン - メタノール
|
|
|
水素はDAC（CO2の直接空気回収）が不要なため、出力効率が最も高い。しかし、水素の効率が高い分、貯蔵コストがかかる。
|
| シミュレーションに使用した価格
|
|
|
場所の特性によって機材は異なる。だから、オールボーはカンパラよりはるかに多くの電力を必要とし、バッテリーは少ない。
|
| 高圧送電網があるかないか、それが問題だ
|
| 
|
|
|
この疑問に答えるため、発電効率が58％、系統損失が54％の高効率セントラルシステムをシミュレーションに加えた。
|
| シミュレーションのダウンロードと説明
|
| 
|
|
|
ダウンロードできるのは、本稿で紹介した6カ所で、それぞれバッテリーのみ、セントラル、ディセントラルの3つのバリエーションがある：
https://climate.pege.org/2026/solar-yield.7z
|
| ソーラー発電量と24×365電力への変換
|
|
|
グロス利回りを24×365の電力に換算すると、太陽光発電の利回りの幅はもっと広くなる。50カ所の調査から6例を紹介。
|
| デンマーク - オールボー
|
| 
|
|
|
冬至では、太陽は正午に地平線から9.47°しか上にない。つまり、夏至と冬至の間には非常に大きな違いがあるのだ。
|
| オーストリア - ザルツブルク
|
| 
|
|
|
冬至の正午の太陽の高さは、オルボーでは9.76度であるのに対し、18.76度である。これは24×365の歩留まりを37.5％増加させるのに十分である。
|
| エジプト - カイロ
|
| 
|
|
|
長期保存に必要な容量は、ほぼ地軸の傾きによって決まる。その結果、24×365の歩留まりが165％向上する。
|
| ウガンダ - カンパラ
|
| 
|
|
|
天候によって長期貯蔵の必要性が決まる。カイロに比べ総収量はかなり少ないが、24×365の変換効率が高いため、部分的に補われている。
|
| インドネシア - ティミカ
|
| 
|
|
|
ティミカの気候は熱帯雨林気候で、年間を通じて多雨から超多雨である。このような曇天にもかかわらず、ザルツブルグに比べ24×365の収穫量は63％も多い。
|
| ネパール - カトマンズ
|
| 
|
|
|
どの月が雨季に当たるか当ててみよう。この非常に顕著な気象現象にもかかわらず、ザルツブルグよりも24×365の収穫量が90％多い。
|
| 過去のグリッド開発と現在のグリッド開発
|
| 
|
|
|
パラメータはまったく異なっていた。送電網は遠くの石炭発電所か水力発電所に接続することになっていた。地元で生産するという選択肢はなかったのだろうか？そうではなかった！
|
| バイオマスからのエネルギーは余剰電力に負ける
|
| 
|
|
|
化学エネルギーの大量貯蔵や熱量発電所のようなコンポーネントが必要なのだ。つまり、バイオマスが競合するのは、パワー・ツー・エックス・システムという1つの要素だけなのだ。
|
| ジェミニの原則：土地の二重利用
|
|
|
これ以上の太陽光発電所も、これ以上の住宅も、同じ敷地内では不可能であることが、ジェミニ原則の究極の目標である。
|
| 一戸建て vs 大邸宅
|
| 
|
|
|
暖房と移動のためのエネルギー需要に基づき、団地は良くて一戸建ては悪いという考えが発展した。
|
| 現代的な16戸の集合住宅
|
|
|
エネルギーのほとんどが炭鉱や油田、ガス採掘からもたらされていた時代は終わらせなければならない。では、すべてのエネルギーはどこから来るべきなのか？
|
| 住宅とオープンフィールドPVを分離した従来の使い方
|
| 
|
|
|
0.12haの土地のどこかに16棟のアパートを置き、他のどこかに0.88haの露地太陽光発電システムを置くことにしよう。1,670枚の南向きの太陽光発電モジュール、ピーク時1.094MW。
|
| ふたご座次世代ハウスタイプ60と70
|
| 
|
|
|
ハウスタイプの数字は、1,134mm×2,378mmの太陽電池モジュールの枚数を表しています。50、60、70、72、80、84タイプを設計している。
|
| 従来の入植地とエネルギー最適化された入植地を比較する
|
| 
|
|
|
エネルギーに最適化された決済が従来の方法よりはるかに安い理由をポイントごとに比較する。まずは地下のガレージから。
|
| オフグリッド急速充電集落
|
| 
|
|
|
村のどこかで、大きな太陽光発電のカーポートと100kWの直流充電を備えたジェミニハウス1軒から、小さく始めることができる。
|
| エネルギー集約型産業
|
|
|
私はかつて、太陽光発電の規模に応じたオフグリッドソーラーの可能性を示すスケールを開発した。しかし今は、このスケールを大きく上方へジャンプさせることである。
|
| エネルギー集約型産業の運転モード
|
|
|
バッテリー価格が安ければ、ランダム電気から24時間電気への変換は常に勝利なのか。24電力から24×365電力への変換には代償が伴う。
|
| 電気のみによるセメント製造
|
| 
|
|
|
しかし、「家庭用」を8,000kWh/aに補正しても、15,000世帯とエネルギー多消費産業の労働者90人の差は2桁違う。
|
| 電気のみのミネラルウール製造
|
| 
|
|
|
また、CDD（Cool Degree Days）もある。マニラのCDDは、オーストリアで最も標高の高い常住村であるオーベルグルグルのHDDに匹敵する。窓はシングルガラスで断熱材はない。
|
| 電気溶融によるスクラップから鋼鉄へ
|
| 
|
|
|
世界の粗鋼生産の約29％は電気炉（EAF）溶解によって製造されており、これは鉄スクラップをリサイクルする主要な方法である（電気溶解）。
|
| PEMまたはAEL電解槽
|
| 
|
|
|
太陽光発電とバッテリーが非常に高価だった時代があった。PEM電解槽では電池は不要で、高価な太陽光発電を最大限に活用できる。
|
| 鉄鉱石を電気だけで鉄鋼に
|
| 
|
|
|
鉄鉱石の正体は石と混じった錆である。鉄が欲しければ、まず錆を取り除かなければならない。これは炭素でも水素でもできる。
|
| 電力による肥料生産
|
| 
|
|
|
1kgの肥料を生産するのに9kWhの電力がかかるため、CO2排出をクリーンな電力で代替するための最も不利な比率は、1kgのCO2を回避するのに6kWhとなる。
|
| 農業人間の食料は何平方メートル必要か？
|
| 
|
|
|
人類は狩猟採集から始まった。12,000年前には、人類1人当たり50万平方メートルから250万平方メートルだった。農業革命により、土地の利用は2倍に減少した。
|
| 食料栽培：土地と水の代わりに電気
|
| 
|
|
|
先進的な温室：空気交換が非常に少ない。空気交換は、酸素濃度を25％に保つことによって制御される。空気交換時には湿度回復が使用される。
|
| 1000平方メートルの文明
|
| 
|
|
|
より多くの自然、より多くの生物多様性のためのスペース-スペースに最適化された文明を持とう。主な障害は、建物や道路ではなく農地である。
|
| 結論
|
|
|
すべてのパラメーターは常に変化している。私たちはすべてのパラメーターをチェックし、予測可能な将来の発展を予測しなければならない。
|
| 参考文献
|
|
|
エネルギー転換、気候変動対策、グローバルな繁栄に向けた必要な発展に関する最新のトピックに関するニュースや声明。
|
