2.1.1　通信による移動削減等，その評価法

　COP21で採択されたパリ協定等を踏まえ，「地球温暖化対策計画」が2016年5月に閣議決定され，温室効果ガスの排出削減について2030年度に2013年度比で26%削減の中期目標，2050年までに80%削減を目指す長期目標が定められている⁽¹⁾．この目標達成に向け，化石燃料にその多くを頼る交通機関による人，物の移動に代わり，通信によって人類の活動の置き換えが進めば，環境負荷低減に大きく貢献できる．例えば，テレビ会議システムにより，CO₂をどれほど削減できるかを評価した結果を図1⁽²⁾に示す．仮想現実（AR）等の技術の進歩も実移動の抑制につながるだろう．このように通信及びそれに関連するサービスの進展によってCO₂の排出を抑制することが可能である．CO₂削減につながるソリューションは各種あり，その評価方法自体も研究開発対象となっている⁽³⁾．今後，企業がCSR（Corporate Social Responsibility）により力を入れ，環境目標を定め，実績を評価・管理し，また公開も行う社会へ向かうと考えられる．定量的な評価と管理の下，環境負荷削減の取組みの一層の進展が期待される．

2.1.2　エネルギー関連設備のマネジメントの高度化

　HEMS（Home Energy Management System), BEMS（Building Energy Management System), DEMS（Data center Energy Management System）といったICT装置の活用により，住宅，ビル，データセンターにおけるエネルギー消費の最小化，空調装置・蓄電池・燃料電池等のエネルギー関連設備の運用の最適化といった効果が期待され，様々な取組みが行われている．住宅における各種家電製品，オフィスにおけるPCや事務製品，データセンターにおけるサーバ群などの消費電力や室温のモニタリング，各種制御を行うものである⁽⁴⁾．今後も，再生可能エネルギーの利用や電力の地産地消，AIによる制御の自動化や改善といったトレンドが進展すると考えられ，ICT装置とそのサービスに支えられたエネルギーマネジメントの更なる高度化が期待される．

2.2.1　ICT装置の省エネ化

　半導体製造技術の進展に伴い，論理回路が微細化し，プロセッサの処理能力の向上，消費電力の削減が進んでいる．しかしながら微細化に伴いトランジスタの漏れ電流が増えるため，消費電力の削減が難しくなってきており，CPUはコア数を増やして処理能力を強化する⁽⁵⁾といった方向性にある．回路面ではパワーゲーティングにより不要な回路は停止させる，スリープモードを多用する，モード間の遷移を早くするなどの地道な研究開発が続けられている^(6),(7)．論理ゲートそのものを不揮発化して，電流を流さなくても論理状態を維持できるようにする，電子単体を操作できるゲートにして飛躍的に低電力化を図る等の基礎研究も進められており^(8),(9)，これらの技術が実現すると桁違いに消費電力が削減できると予想され，将来の実用化が期待される．

　通信，コンピューティングにおけるアーキテクチャ面の改良もある．処理能力の向上，処理内容の高度化に加え，消費電力の観点でも，仮想化技術により装置の機能集約やスリム化を図る⁽¹⁰⁾，ネットワーク上のユーザ端末に近い階層でデータ処理を行って通信量と遅延を抑えるといった研究開発が進められている．

2.2.2　給電システムの高効率化，省資源化

　通信用のICT装置（以下，通信装置）が設置されている通信ビル（いわゆる電話局．通信局舎とも言う．）やデータセンターでは，24時間365日，休むことなくICT装置が稼動しているため，電源システムや空調システムも常に稼動し電力を消費しており，その低消費電力化は永遠の課題である．通信装置へ電力を供給する給電システムは，信頼性の向上や技術の進展とともに，集中給電から分散給電へと移り変わってきた⁽¹¹⁾．デバイス，回路技術の進展とともに電源装置における電力損は低減，電力変換効率は向上してきた．旧来のアナログ電話回線が音声信号の伝達距離や安全性を考慮して直流48Vを用いていたため⁽¹²⁾，従来の通信装置では電源として直流48V，サーバ等のICT装置では交流100または200Vが主に使用されてきた．蓄電池によるバックアップを行う場合，図2⁽¹³⁾に示すように，交流よりも直流の方が電力変換が減って損失が減少し，電圧が高いほど効率を高めやすく，また電流が減少するためケーブルを減らすことができ，省資源化を図ることができる．こういった理由から，既に国際標準に規定されている直流380V^(13),(14)で給電を行う高電圧直流（High Voltage Direct Current，以下HVDC）給電システムが開発され，既に導入が始まっている^{(11),(13),(14)}．現在はまだ従来の直流48V，交流100/200Vで動作するICT装置が多く，整流装置はHVDC給電システムを導入しても，当面はHVDCから直流48Vや交流100/200Vに変換する装置を介してICT装置に給電する形態が多いと考えられる．今後，HVDCで動作するICT装置の普及拡大により，設備全体における効率の向上が期待される．

　また，エネルギーマネージメントを進め，更なるエネルギーの消費を抑えるためには電源のIoT化が容易なディジタル制御電源の進展が期待される⁽¹⁵⁾．更に，整流装置，電力変換装置等のエネルギー関連装置に使用可能な新しいパワーデバイスの開発，普及も進みつつあり，従来からのシリコン（Si）デバイスに代わるものとして炭化けい素（SiC）や窒化ガリウム（GaN）のパワーデバイスが登場してきている．これらはSiデバイスよりも電流を流す際の抵抗が低く損失が小さい，高速スイッチングが可能，高温動作が可能で放熱構造を簡略化できて装置の小形化が図れるなど，大きな効果が見込める⁽¹⁶⁾．今後，広く普及が進むと期待される．

2.2.3　空調の高効率化

　前述のとおり，ICT装置は24時間365日休むことなく稼動し，更に情報処理量の拡大とともに消費電力も増大し続け，比例して発熱量も増大している．そのICT装置を冷却，すなわち熱をビル外部に排出するための空調装置についても様々な課題があり，技術開発が進められてきた．単純に増大する発熱量へ対応するだけでなく，気流の流れ方の最適化，局所的に高発熱装置がある場合にフロア全体を過剰に冷却させずに消費電力抑制，空調装置そのものの消費電力の削減等である．空調装置の消費電力を減らすために，例えば冷媒の圧縮機を使う代わりに寒冷な外気を利用し，ポンプで冷媒を循環させる間接外気冷房といった方式が実用化され，導入も進められている⁽¹⁷⁾．

　現在は空気を循環させることでICT装置の熱を空調機まで運んで排熱するという仕組みであるが，今後は熱を輸送する手段として液体を用いる液冷が多用されていくことが考えられる．一方でICT装置をより高温で動作させられれば，冷却に掛かる設備と消費電力を減らせるので，その方向の技術検討も進展するであろう．