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コンセントに来ている交流の電気は、決まった速さで向きを入れ替える。1秒あたりの入れ替わりの回数が「周波数」で、ヨーロッパやオーストラリアでは50ヘルツ、北米や韓国では60ヘルツが基準だ。この周波数が、世界のあちこちの電力網で、ちょうど1分ごとにわずかに下がっては戻ることを繰り返している。ドイツのユーリッヒ研究センターとケルン大学などのチームが、その原因を突き止めたとする論文を、10月30日に Nature Energy に発表した。行き着いた先は、停電に備えて建物に置かれる非常用の電池装置が、毎分くり返している自己点検だった。
5大陸の電力網に、同じ「1分」の刻み
電力網の周波数は、発電と消費の釣り合いを映す。使う電気が作る電気を上回ると周波数は下がり、作る電気が上回ると上がる。電力会社は発電量を絶えず調整して、周波数を基準の値のまわりに保っている。
チームは、各地の周波数の記録を細かい周期の波に分けて調べた。すると、ヨーロッパ大陸、イギリス、北欧、オーストラリア、アメリカの東部と西部、マレーシア、韓国、南アフリカ、スペインのマヨルカ島、アイルランド、アイスランドの12の電力網で、周期がちょうど1分のところに、細く鋭い山が立っていた。利用者の数でいえば、40万ほどのアイスランドから4億を超えるヨーロッパ大陸までの開きがあり、互いに電線でつながっていない網も多い。
ヨーロッパ大陸の電力網で平均の形を取り出すと、周波数は毎分の始まりにいちばん高く、そこから下がっていく。下がり続ける時間は、夜なら数秒、昼なら30秒ほどにのびる。毎分の前半は、使う電気のほうがわずかに多いということだ。昼に大きく夜に小さいという1日の変化はあっても、波の形そのものは何年たってもほとんど変わらず、山の位置もずれなかった。
揺れの大きさはごくわずかだ。ヨーロッパ大陸の電力網で、周波数が0.003ヘルツ上下すると、8万キロワットほどの電力が一斉に増えたり減ったりしている計算になる。周波数でみれば50ヘルツの1万分の1にも届かないが、網全体ではまとまった量の電力がそろって動いている。
疑われていたのは水力発電だった
1分前後の周期のゆれは、論文によれば以前から「超低周波振動」と呼ばれて議論されてきた。北欧では水力発電が多く、水車の回転を調整する仕組みが、1分くらいの周期の揺れを自分で強めてしまうことがあると考えられていた。
実際に北欧の揺れは大きくなっていた。イギリスと北欧では2015年以降に振幅がはっきり増え、2020年に最も大きくなった。北欧では周波数の振れ幅が0.01ヘルツを超えることがたびたびあり、周波数の調整を受け持つ水力発電所の水車をすり減らすとして、電力会社が気にかけるようになった。北欧の送電会社は2023年、周波数の調整に加わる発電所への条件を厳しくし、10秒から300秒の周期の揺れを人為的に与えて、揺れを強めないかを確かめる試験を課した。その後、2025年には0.01ヘルツを超える振れは見られなくなった。
チームも北欧の水力発電の制御を計算で再現し、1分前後で揺れが強まる性質があることを確かめた。ただ、それだけでは説明のつかない点が残った。水車の揺れは自分で始まって自分で消えるので、何年ものあいだ「毎分の何秒目」がぴたりとそろい続ける理由にならない。発電所の顔ぶれが違う網どうしに同じ山が立つことも説明しにくい。論文は、水力発電は外から来た揺れを強める役回りで、揺れのもとは別にあると結論した。そして、どの網でも波の位置がそろっていることから、もとになっているのは何か共通の時計で動くものだと見当をつけた。
犯人は、毎分の電池の自己点検と時計合わせ
手がかりは、ユーリッヒ研究センターの敷地にあった。研究センターは構内の配電網に80台を超える電力の計測器を置いていて、建物や変圧器ごとに、電力の使われ方を3秒ごとに記録している。送電網の側と配電網の側の記録を比べると、配電網の波のほうがわずかに先に動いていた。揺れのもとは大きな発電所ではなく、建物に近い側にあると考えられる。
構内で1分周期がはっきり出たのは4つの建物で、4つとも電池式の無停電電源装置（UPS）を備えていた。UPSは、停電のときにも電気を途切れさせないための装置で、計算機や研究設備を守るために置かれる。UPSを置いていない建物では、計測したどこにもこの周期は出なかった。
チームは、そのうちの1台を電池のところから順に調べた。電池から流れ出る直流の電流には、1分おきに細く鋭い山が立っていた。メーカーに問い合わせると、電池を管理するソフトウェアが定期的に行う自己点検だという答えが返ってきた。この1分周期の電力の山は、建物の変圧器を2つ越え、公共の11万ボルトの送電網につながるところまでたどることができた。論文の補足資料によると、ほかの市販のUPSにも分単位で点検を行う機種がある。
では、別々の国の別々の装置が、なぜ同じ秒にそろうのか。論文が注目したのは時計合わせだ。ネットにつながった機器の多くは、インターネットの時刻合わせの仕組み（NTP）で、内蔵の時計を世界共通の時刻（協定世界時）に合わせている。調べたUPSで時刻合わせを切ると、点検の山は時刻に対して少しずつずれていった。時刻合わせを入れると、山は日中は動かず、世界時の午前0時に1日あたり6秒ほどまとめて位置が変わった。点検は装置の中の1分ごとの予定で動き、その予定が外の時計で毎日決め直されていることになる。
別の2つの建物のUPSは、このUPSとはメーカーが違い、毎分の始まりの直後に電力の山が立ち、3か月あまりの計測のあいだ、その位置はずれなかった。ヨーロッパ大陸の周波数が毎分の始まりから下がる形とよく合う。電線でつながっていない網どうしを結んでいたのは、電気ではなく時刻だった。1台ずつの点検で使う電力はわずかでも、同じ時計を見ている装置が数多く集まれば、網全体の釣り合いに出てくる。論文自身は、この仕組みが世界中の1分の揺れに「おそらく」結びついていると書いていて、すべての網で同じ装置が原因だと確かめたわけではない。
電池とデータセンターが増えると、揺れも増えうる
今のところ、この揺れは電力網の安全を脅かす水準には達していないと論文は書く。それでも、揺れが大きくなる方向の変化がいくつも重なっている。
1つは、時計で動く電気の機器が増えていることだ。大きなUPSを備えたデータセンターが電力需要の約18％を占めるまでになったアイルランド（2022年）では、毎分の周波数の落ち込みが、2016年の0.003ヘルツほどから2021年には0.012ヘルツほどに大きくなった。もっと新しい記録では、1回の落ち込みが0.02ヘルツを超えることもある。家庭の機器でも、ネットにつながるオーブンや、小型のコンピューター「ラズベリーパイ」を何台も並べた計算機の集まりに、1分や30秒の周期で電力が上下する様子が見つかった。
もう1つは、大きな火力発電所が減っていることだ。火力発電所の重いタービンは回り続ける勢いで周波数の急な変化をやわらげるが、太陽光や風力の発電にはその勢いがない。マヨルカ島では、2019年の終わりに大きな石炭火力発電所がふだんの運転から外れたころから、1分の揺れが50％ほど大きくなった。ただし、同じ時期に周波数の調整の仕方も変わっていた可能性があり、論文はそれも理由になりうるとしている。
対策は、揺れを受け止める側と出す側の両方にある。北欧やオーストラリアでは、周波数を調整するルールを見直したあとで揺れが大きく減った。出す側では、点検の時刻を装置ごとにばらばらにずらすだけで、山がそろわなくなる。チームの問い合わせを受けたメーカーは、調べたUPSの電池の1ブロックで、点検の山がきっちり1分おきに立たないようにするソフトウェアの更新を出した。それでも点検はとびとびの時刻に行われていて、原因が解消したのは一部にとどまるという。
大きな電池やUPSなら、メーカーがまとめてソフトウェアを更新できる。家庭のネット家電はメーカーも規格もばらばらで、同じようにはいかない。ヨーロッパ大陸の電力網には、周期が100秒くらいの弱い揺れもあり、こちらの原因はまだ分かっていない。
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出典
- Hartmann, C. et al. (2026) One-minute frequency disturbances from unintended synchronization in cyber–physical power systems. Nature Energy（オープンアクセス） https://doi.org/10.1038/s41560-026-02144-0
- ScienceAlert（2026年11月10日）Power Grids on 5 Continents Pulse Every 60 Seconds. Scientists Think They Finally Know Why. https://www.sciencealert.com/power-grids-on-5-continents-pulse-every-60-seconds-scientists-think-they-finally-know-why
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