環境問題

インフラ化するデータセンター（ＤＣ）と脱炭素化社会に向けての課題
株式会社H&Sエナジー・コンサルタンツ パートナー

石丸 美奈
目 次

１．ＤＣの現状
２．ＤＣと電力消費
３．ＤＣと省エネ

４．ＤＣと環境問題
５．グリーンＤＣ化への手法
６．ＤＣをめぐる今後の課題

１．ＤＣの現状

2019年は、国内で、事業者によるデータセンター（ＤＣ）新設が延床面積ベースで10万ＤＣとは、サーバーなどのＩＴ機器を設

１㎡超と建設ラッシュの年になるという 。

置・収容し、これを24時間365日安定的に運用

2018年末時点での延床面積の合計が219万㎡できるよう、電力供給、通信・ネットワーク、強なので、１年で５％近くの増加になる。中温度・湿度、セキュリティなどの環境を厳重でもAmazon Web Service（AWS）、Googleに管理するための、様々なサービスが提供さ

Cloud Platform（GCP）、Microsoft Azureれる施設を言う。

等のクラウドコンピューティングサービス

すでに、あらゆる企業活動や市民生活を支（後述）を提供するグローバル企業によるＤえる基盤としてＡＩ（人工知能）、IoT（モノＣ拡張が牽引役となり、超大規模ＤＣ（サーのインターネット）、ビックデータ（ＢＤ）分

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バー 室面積5,000㎡以上）の延床面積ベース

析、FinTech 、などのデジタル技術は現代での年間平均成長率（2018～23年）は7.4％と社会に不可欠なものとなっており、日々、多予想されている。こうしたＤＣでは膨大なデ種多様なデバイスから大量のデータトラフィ

ータの高速かつ高度な処理に必要となる消費ック（流通）が発生している。米ＩＴ大手電力も増加するため、電力容量ベースでの年Ciscoは、世界のデータ流通量（ＩＰトラフ間平均成長率は面積ベースよりも高い11.5％ィック ）が今後５年間（2017～22年）で３５３になるという 。

倍に増加すると予測しており、これは年平均成長率で26％にあたる。急増するデータを保管・処理するＤＣは、今や電気、ガス、水道、

１ 日本経済新聞2019年４月17日付プレスリリース「IDC Japan、国内データセンター延床面積予測を発表」
https://www.nikkei.com/article/DGXLRSP507898_X10C19A4000000/
２ ユーザーから求められる機能を果たす高性能のコンピュータ。例えばWebサイト表示に必要なWebサーバー、メールの受送信に必要なメールサーバー、データベース管理をおこなうデータベースサーバなど。
３ IDC Japanプレスリリース、2019年４月17日
４ ＩＴと金融を結びつけた様々なイノベーション
５ ＩＰはインターネット上でのデータ通信の方法を定めた規則で、ＩＰトラフィックはＩＰアドレス（宛先）間で一定時間内にやりとりされるデータ量を指す。

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共済総研レポート №164（2019.8）

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交通などに匹敵する、データ社会に必須のイ（図表１）１施設当たりのエネルギー消費量のランキング（１ＧＪは277.78kWh）

ンフラとなっている。
近年、ＤＣが巨大化する契機となっている

施設名

エネルギー消費量（GJ）

1

データセンター

97,629者は、インターネットなどのネットワークを2

シティホテル

84,713

経由して、ユーザーが必要な時に必要な分だ3

病院

21,063

け必要なサービスを提供する。ユーザーにと

4

GMS（総合スーパー）

17,535ってのクラウドサービスのメリットは、サー5コールセンター

11,1976

スーパー銭湯9,881

7

ビジネスホテル

8,341

8

家電量販店

6,566

9

冷蔵倉庫

5,914

サービス形態に「クラウドコンピューティン

順位

グ（以下、クラウド）」がある。クラウド事業

バーやソフトウェアをいちいち購入する必要がないこと、ニーズに合わせて柔軟な利用ができること、システム構築などの時間が短縮できること、ハードウェアを管理する必要が10 介護老人福祉施設なくメンテナンスフリーになること、などが5,659挙げられ、その利用は爆発的に拡大している。

（出所）富士経済「2018年版 業務施設エネルギー消費実態調査」2018年７月18日を筆者加工

２．ＤＣと電力消費くなる。そのため、安定して高いパフォーマ

ＤＣの電力使用量は世界全体の電力消費のンスを継続させるためには強力な空調システ約２％にのぼり、年間10％ずつ増大している

ムで冷却し続けなければならない。ＤＣの消と言われている。富士経済がおこなった、国費電力の実に４割は冷却に使われている。従内の施設ストック数やエネルギー消費量の多って、ＤＣ事業者にとって省エネ（電力使用い業務施設７分野50業種のエネルギー消費に量の抑制）とエネルギー利用の効率化は、ビ関する調査によると、施設別で年間の１施設ジネス上のコスト削減のために必須である。

当たりのエネルギー消費量（平均）が最も多３．ＤＣと省エネいのはＤＣとなっている。
近年の大型ＤＣは30～40MW規模で、100MWＤＣの電力使用量削減には、設置場所を寒規模のものも出現している。Facebookがア冷地域とし、自然のエネルギーを活用した冷ジアで初めて、シンガポールに建設を予定し却システムでの省エネが効果的となる。ている11階建てのＤＣは、最終的に170MW規

2016年９月、青森県六ヶ所村で操業を開始

模になるとされている。京浜工業地帯の石油した青い森クラウドベース社の「寒冷地型エコンビナート施設が20MW程度ということをクストリームデータセンター」では、間接外考えると、如何に巨大化しているかが分かる。

気空調方式に加えて、夏季には雪氷冷房を活

ＩＴ機器は大量の熱を発生させるが、こう用することでエアコンの利用をやめた。
また、した熱により機器の性能は劣化し、寿命が短

その他の最新技術の導入により、PUE は1.2

６６ PUE（Power Usage Effectiveness）とはＤＣ全体での使用電力量を、本来のデータ処理業務を行うＩＴ関連機器で使用する電力量で割ったもの。値が１に近いほど無駄のない（空調や照明などに余計なエネルギーを使わない）高効率なＤＣであることを示す。

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環境問題（図表２）海中に沈められるMicrosoftのコンテナ型ＤＣ（出所）Microsoft Project Natickhttps://natick.research.microsoft.com/と極めて高効率なエネルギー運用に成功して

験では、スコットランドのオークニー諸島沖いる。また、2018年１月に新潟県長岡市に開に、864台のサーバーと記憶容量27.6ペタ（ペ設されたデータドック社「新潟・長岡データタは1,000兆）バイト分のハードディスクが搭センター」は六ヶ所村のＤＣと同様の間接外載された、長さ12.2メートル、直径2.8メート

気冷房と雪氷冷房を導入しているが、排熱をＤ

ルの円筒形のＤＣを海中に沈め、数年間状況Ｃに隣接して設置した植物工場での水耕栽培やを観察する。処理能力は高性能パソコン数千

水産養殖に有効利用するところに特徴がある。

台分、記憶容量は映画500万本分に相当すると

海外では寒冷な気候の北欧で、比較的再エいう。使用する電力（240kW）は全て周辺の太ネが調達し易い地域への設置が増えている

陽光や風力由来の再エネで賄い、ＣＯ２フリーが、ＤＣの水中設置を試みるプロジェクトものゼロエミッションＤＣとなる。

ある。Microsoftが推進する「Project Natick」

４．ＤＣと環境問題

では、コンテナ型のＤＣを海中に設置し、海水で継続的に冷却する研究を2013年から続け

石炭、石油・ガス、電力といったエネルギている。世界の主要な人口密集都市の約半分

ー業界や製造業などに比べればクリーンなイは海の近くに位置していることから、こうしたメージがあり、地球温暖化問題や温室効果ガＤＣ需要地のそばに設置可能な省エネ・環境配ス排出についての風当たりは比較的弱かった

慮型のＤＣを開発するのが目的である。陸上で大手ＩＴ関連企業だが、オランダのアムステル

７のＤＣ建設には２年程度 はかかるのに比べ、ダムに本部を置く国際環境NGOのGreenpeace約90日間と短期間で構築できるのも利点だ。

が2010年から発表を始めたＤＣ・ＩＴ事業者

2018年６月から始まった第二段階の実証実の環境配慮および持続可能性についての調査

８

７ 海外での目安で、日本では３～５年程度といわれている。
８ 2010年３月のGreenpeaceレポート“Make it Clean：Cloud Computing and its Contribution to Climate
Change”では、世界のクラウドコンピューティングによる総電力消費量が、すでに2007年現在で、世界の国別ランキング４位の日本と５位のインドの間に位置する規模になっていることが明示されている。ちなみに１位米国、２位中国、３位ロシア、６位ドイツ、７位カナダ、８位フランス、９位ブラジル、10位英国の順。

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環境問題（図表３）主な米国ＩＴ関連企業が、事業活動で使用する電力を100％再エネで調達する旨を表明した時期（出所）Greenpeace“Clicking Clean：Who is winning the race to build a green internet ？”，2017

を大きな契機として、使用電力の100％を再エの期待を裏切ることはブランドイメージにとネで賄うＤＣの「グリーン化」に着手し始めた。っての打撃となり、グローバル競争に勝ち残れないという背景がある。

とりわけ同NGOの2012年４月のレポート“How Clean is Your Cloud”では、主要なこれに加えて太陽光や風力など再エネによ米国のウェブサービス提供企業各社を、使用る発電コストが急速に低下しており、①そのする電力の再エネ比率・情報開示・調達に係積極的な導入で事業の採算性が向上するこる環境配慮、エネルギー効率や温室効果ガスと、②安価な再エネ電力の調達を長期契約で削減等のGreenpeace独自の基準で評価し、確保しておくことは、将来の化石燃料による評価の低かったApple、Microsoft、Amazon電力コスト上昇に対するリスクヘッジになるなどにネガティブキャンペーンを行った。そこと、などの理由もある。
10の後、Googleを含むグローバルなＩＴ関連企

三大メガクラウドサービス事業者 の一社

業は、相次いで自社事業に必要となる電力をであるGoogleの2017年の年間電力使用量は９100％再エネで賄う方針を明確化している 。

76億kWh（但し、持株会社Alphabet Inc.の数こうした素早い方針転換の理由の一つに、字）で、同年に自社の業務に使用する電力をＩＴ企業はソリューション提供をビジネスと100％再エネで賄う「ＲＥ100 」の目標を達しており、クリエーティブなブランドイメー成した旨を発表している。同社は米国に９、ジを大切にしていることがある。高まるユー

チリに１、欧州に５、シンガポールに１、台ザーのエネルギーや地球環境問題に対する関湾に１と、世界18カ所に自社ＤＣを所有して心や懸念には先進的に取り組んでゆくことがおり（2019年７月５日現在）、日本では千葉ニ企業の成長戦略とも重なる。他方、ユーザーュータウンに日本初の自社ＤＣを建設する予

11９ 但し、Amazonは同社のクラウドサービス部門のAWSの運営のみ。
10 残りの２社はAmazonとMicrosoft。
11 ＲＥ100は企業の事業活動に必要なエネルギーを100％再エネで賄うことを目標とする国際的な環境イニシアチブ
で、2019年７月５日時点で世界185の企業が参加。Amazonは未参加。

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環境問題（図表４）オランダ、エームスハーフェンのGoogleのＤＣ全景（出所）Google Webページ
https://www.blog.google/outreach-initiatives/environment/
meeting-our-match-buying-100-percent-renewable-energy/（図表５）事業者別再エネ電力調達の内訳（2017年末現在の累計、単位MW）＊データソースはBloomberg NEF（出所）Google“Google Environmental Report 2018”を筆者加工

12定になっている 。

Google所有のＤＣはPUE（脚注６参照）

北海に面し、風況のよいオランダ、エームの平均が1.11と業界の平均値である1.58を大スハーフェンで2016年に運用を開始したＤＣきく下回る。空調や照明など、ＩＴ機器以外

は、Googleにとって世界で初めて、操業当初での使用電力量がＤＣ全体での電力使用量のから再エネ100％が達成されたＤＣ施設で、近１割ほどと圧倒的に高効率な運用が徹底され隣の風力発電所３か所と太陽光発電所１か所ている。同社は2017年末までに３GWに達するから合計で129MW分の電力を購入している。

再エネ電力の購入契約を締結しているが、これ

12 現在、既に東京と大阪にあるＤＣは自社所有ではなく、ＤＣ事業者の施設を借りている。

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は企業としては世界最大で、２位のAmazonため、再エネ事業の開発が進めやすくなる。の２倍以上、Microsoft、Apple、Facebook

他方、電力の小売りが自由化されていない
米国の州では、ＤＣ事業者は地域の特定の電などの４倍近い規模になっている。

力会社から電力を購入しなければならず、再５．グリーンＤＣ化への手法

エネ由来100％の電力調達ができない。そこ

ＤＣで再エネ100％を達成するための電力で、例えばGoogleは、建設予定のＤＣと同一調達手段には、①自社の敷地内または近隣にの送電網に接続される再エネ発電事業者の新再エネ発電設備を備え自家消費、②グリーン規発電プロジェクトとの間でPPAを結び、固電力証書など環境価値を持つ証書を購入、③定価格で電力を買い取るが、これは地域の卸再エネ発電事業者と相対で長期の電力購入契市場で売却（変動価格）し、グリーン証書を約（Power Purchase Agreement，PPA）締保持する。実際に使用する電力は地域の電力結、④電力会社の「グリーン電力プラン」を会社から購入し、ＤＣでの電力消費量に応じ契約、などがある。て証書を償却する、といった手法を採る。こまずは敷地内や近隣での太陽光、風力、バうすることで、単なる証書の購入という名目イオマス、小水力発電など、地域の再エネ発的なものではなく、自社のＤＣが、契約先の電施設から使用電力が全て賄えれば理想的だ再エネ電力を名実ともに使用したと見なしうが、これは極めて難しい。最も簡単なのは証る状況を作るとともに、新たな再エネ電源の書のみの購入により、使用電力を再エネ由来追加（additionality）と事業活動地域でのＣであると見なすことだが、これでは新規の再Ｏ２削減に寄与できる。しかし、こうしたスキエネプロジェクトの開発とは直結せず、本当ームではＤＣ事業者は電力価格の変動リスクの意味で再エネの普及・拡大とＣＯ２削減・脱を負うことになるし、電力関連の専門的なノ炭素化につながるとは言い難い。すでに欧米ウハウも必要となり、誰もが採用できるわけの大手ＩＴ企業は、自前での再エネ調達比率ではない。また、卸市場に規制があり、小売を高めるよう方針を切り替えており、そこでも自由化されていない地域では導入できな活用されているのが③のPPAを使った仕組い。
そこで、ＤＣ事業者が地域の電力会社と協みや、④の電力会社との協働による調達電源調し、同社の管轄地域での新規再エネプロジの実質的な再エネ化である。

ェクト開発を間接的に支援することで、Win電力の卸市場も小売市場も自由化されてい13

るＥＵや米国の一部の州 では、ＤＣ事業者－Winの関係となるアプローチも取られていは再エネ発電事業者と長期のPPAを締結しる。これはＤＣ事業者がＤＣ建設にあたり、て、電力とその環境価値を証明するグリーンその電力需要を賄うための再エネ発電プロジ証書をセットで調達する（Bundled PPA）。

ェクトを支援するために、地域電力会社と長PPAは固定価格買取制度（FIT）の代替とな期にわたるグリーン電力用の料金プラン契約る性格のもので、再エネ事業者は需要家によを結ぶものだ。電力会社は当該再エネ発電会り、固定価格での長期電力買取が保証される社とPPAを締結し再エネ電力を調達するが、13 イリノイ、オハイオ、コネチカット、テキサス、デラウェア、ニュージャージー、ニューハンプシャー、ニューヨーク、ペンシルバニア、マサチューセッツ、メイン、メリーランド、ロードアイランドの13州

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すでにその販売先は決まっており、電源開発州最大の電力会社Dominion Energyが中心の負担なく、長期大口需要を確保できる。再となって、ウェストヴァージニア州、ヴァーエネ発電会社は間接的にＤＣ事業者の長期買ジニア州、ノースカロライナ州を結び、フラ取保証を受ける形となり、プロジェクトを推ッキングによる天然ガスを運ぶ長さ970メー進できる。ＤＣ事業者は電力会社を通じてグ

トル、事業規模70億ドルのパイプライン建設

リーン証書と安定した電力調達が可能となプロジェクトに着手しているが、本来はそのる。地域にはＤＣ新設による雇用と、再エネ最大の顧客となるはずのAmazon（AWS）、発電所が増え、地域経済にも環境にも恩恵がMicrosoft、Apple、Equinix（米大手ＤＣ事及ぶ。

業者）などが、再エネによるクリーンな電源

例えば、Appleがネバダ州で建設するＤＣを求め、環境保護団体などと並んで、抗議活14のために電力会社ＮＶ Energyと結んだ「グ動をおこなっている 。

リーン電力プラン」による契約を間接的な裏

しかし、こうしたＤＣ電源の再エネ化への付けとし、ＮＶ Energyに再エネ電力を売却努力が進みつつある一方で、ＤＣ産業が行うしている「Turquoise Nevada太陽光発電所」

仮想通貨のマイニングに疑念の声が上がって（50MW）は、米Estuary Capital Advisorsといる。仮想通貨は、ネットワーク上に分散・米州住友商事会社が共同開発したプロジェク保持されるブロックチェーン（取引台帳）にトである。

全取引が記録されることにより、正確さと信頼性を保っている。取引データを承認する作

６．ＤＣをめぐる今後の課題

業は「マイニング」（採掘）と称され、取引が10年前、Greenpeaceから環境配慮の視点行われるたびに取引データのブロックを世界の欠如について糾弾されたクラウドサービス

中の企業や個人ユーザーが計算し、最も早く事業者やＤＣ事業者が、現在では、事業の持計算に成功した者に対して報酬としての仮想続可能性と地域環境負荷低減の観点から、再通貨が新規発行される。計算能力の高いコンエネの普及と脱炭素社会構築に向けて積極的ピュータがあれば報酬を得られる確率が上がに活動している象徴的な事例が、大西洋岸パるため、市場の成長とともに競争が激化してイプライン（Atlantic Coast Pipeline）建設いる。

に対する反対運動だ。

現在、マイニングは巨額の設備投資をした

米ヴァージニア州北部は100を超えるＤＣ

高性能なＤＣを持つ限られた事業者間での競が集中し、世界のインターネットトラフィッ争となっている。こうしたＤＣは膨大な電力クの70％が経由すると言われ、「データセンを必要とするため、水力や石炭による安価なターヴァレー」とも称されている。増大する電力を利用できる中国やアイスランドなどにＤＣなどからの電力需要に応えるために、同集中しており、約７割を中国勢が占めている 。

1514 ただし、Greenpeaceのレポート“Clicking Clean Virginia－The Dirty Energy Powering Data Center Alley”（13 Feb. 2019）では、世界最大かつヴァージニア州最大のクラウド事業者であり、Dominion Energy最大の顧客であるAWSが、2014年末に再エネ100％を目指すと宣言しているにも関わらず、同州におけるＤＣの消費電力が３倍になっているのに見合うだけの再エネ投資をしていない旨を厳しく批判している。
15 中国政府は犯罪の温床となり、環境にも負荷を与え、リソースの無駄使いである等の理由でマイニングの禁止を検討していることが2019年４月に明らかになっている。日本経済新聞2019年４月10日付主要金融ニュース「中国、仮想通貨の採掘禁止を検討」https://www.nikkei.com/article/DGXMZO43573790Q9A410C1EE9000/

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環境問題（図表６）100％再生可能エネルギー ゼロエミッション・データセンター構想（出所）京セラコミュニケーションシステム株式会社プレスリリース 2019年１月７日

中国でマイニングのメッカとなっている内モバルームを冷却する氷雪冷却の設置も予定しンゴルでは石炭由来の電力が、四川省では水ている。再エネ発電施設から直接供給する電力由来の電力が使われているが、四川省では力で稼働する再エネ100％のＤＣは日本では雨季と乾季があり、乾季の渇水時には石炭火始めての試みとなる。

力発電等によるバックアップが必須で、いずこれまで国内市場が閉鎖的で、新規ＤＣイれにせよ環境には大きな負荷がかかる。
他方、ンフラの整備が遅れている日本では画期的な寒冷地であり、地熱、水力と再エネの宝庫で施設であるが、欧米の趨勢とは大きな隔たりあるアイスランドでは、2018年の大規模ＤＣがある。海外勢の日本市場への参入が活発化による電力使用量が前年の２倍に増加し、今し始めた今、今後の我々の経済・社会システ

年はさらに50％近くの増加が見込まれていムを支えるＤＣが、脱炭素社会構築に向けてる。このような状況下、マイニングは国の資どのような役割を果たせるのか、熟考が必要源の無駄遣いであり、電力はＥＶ等の社会にとなる。

不可欠となる分野の電力源として確保しておくべきという批判の声が上がっている。
日本では、今年１月に京セラコミュニケーションシステム（京都府）が、2021年に北海道石狩市に「100％再生可能エネルギー ゼロエミッション・データセンター」を開設すると発表した。
電源自体を100％再エネにするグリーンＤＣで、太陽光、風力、木質バイオマ
スで発電した電力を自営線で結び、発電所から直接供給し、電力の需給バランス制御のために、再エネ、蓄電池、需要をＡＩで制御しながらＤＣを稼動する。冬に貯めた雪でサー37

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