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再生可能エネルギーの種類とそれぞれの特徴を詳しく解説!

これまで、発電には石油や石炭といった「化石燃料」が多く使われていました。実際に日本では、エネルギー源のうち80%以上を化石燃料が占めています。しかし、化石燃料はそれらを燃やしてエネルギー化するため温室効果ガスを排出し、環境負荷が高い点で問題となっています。

一方で近年、環境負荷が低いと注目されているのが「再生可能エネルギー」です。
そこで、再生可能エネルギーの種類やエネルギー別の特徴について、詳しく解説します。

再生可能エネルギーの種類

再生可能エネルギーの種類
再生可能エネルギーには、大きく分けて5種類あります。その5種類とは、水力、風力、地熱、バイオマス、太陽光です。ほかに、現在、研究が進められているものとして、波力、潮力などもあります。

これらは、自然界に常に存在するもの。さらに、利用する速さよりも、自然界で再生される速さの方が速いため枯渇の恐れが少なく、ほぼ永久に活用できます。

また、石油や石炭を燃やしてエネルギー化するこれまでの方法とは異なり、水力や風力など自然の力を利用する方法です。そのため、地球温暖化の原因となる温室効果ガスを排出しません。

そこで昨今、石油や石炭といった地下資源の枯渇に対する懸念や地球温暖化への対策として、再生可能エネルギーへの切り替えが求められています。

再生可能エネルギーの種類別 エネルギー化のしくみ

再生可能エネルギーの種類別 エネルギー化のしくみ
再生可能エネルギーの多くは、電力として利用されます。そのほか、自動車燃料や冷暖房用のエネルギーとして利用されることもあります。ここでは再生可能エネルギーの種類ごとに、エネルギー化するしくみを見ていきます。

水力発電

まず、水力発電は、高低差によって水が流れる力で水車を回し、エネルギーを発生させる方法です。電力の需要によって発電量をコントロールしやすく、土地の起伏が多い日本には適した発電方法となっています。

風力発電

風力発電は、風車を回す動力を発電機に伝え、エネルギーを発生させます。設備費用、設備の設置場所にかかる費用といった初期費用が高い点が導入に向けた課題となります。

地熱発電

地熱発電は、地下に浸透した雨水が、マグマの熱エネルギーで加熱されてできた蒸気を利用します。発生した蒸気でタービンを回し、エネルギーを発生させるしくみです。

バイオマス発電

さらに、バイオマス発電は、バイオマス燃料を燃やしてエネルギーを発生させる方法です。バイオマス燃料とは、動植物に由来する生物資源のことです。たとえば、木のくずやわら、下水汚泥、生ごみを再利用して作られる燃料が該当します。

これらはものを燃やす発電方法でありながら、燃やすものが有機資源であることからCO2の増減に影響を与えないといわれ、再生可能エネルギーとして活用されています。

太陽光発電

そして太陽光発電は、ソーラーパネルにある半導体に光を当てることで電流を生み、エネルギーを発生させるしくみです。

再生可能エネルギーの種類別 特徴とメリット

再生可能エネルギーの種類別 特徴とメリット
水力発電は、降水量の影響は受けるものの、比較的、安定した供給が得られます。水資源に恵まれた日本では古くから活用されている発電方法です。

また、発電コストが低く、一度発電所を作ると長期稼働ができるため、費用対効果が高いといえます。

風力発電は水力発電と同じく、昼夜を問わず発電できるという特徴があります。また、あくまで風があることが発電の条件なので、風さえあれば、晴雨には影響を受けません。設備費用や設備建築する土地の費用が高い一方、発電コストは水力発電の次に低い点が特徴です。

地熱発電は、地下熱を利用するため天候・時間に左右されない一方、設備開発や導入コストが高い点が普及に向けた課題です。

太陽光発電は再生可能エネルギーの中でも特に枯渇の恐れがなく、ほぼ永久に利用できます。しかし、夜間や雨の日に稼働できず、供給が不安定となります。時折、戸建て住宅の屋根に見られるように、一般家庭でも設置可能です。

なお、日本にとってこれらの再生可能エネルギーを活用するメリットは、環境負荷低減とあわせてもうひとつあります。それが、“エネルギー自給率の向上”です。日本のエネルギー自給率、つまり、自国でのエネルギー生産率は2018年時点で12%。そのほかはすべて、海外からの輸入に頼っている状態です。

日本はエネルギー源のうち80%を化石燃料に頼っているものの、日本での石油・石炭の産出量が少なく、海外からの輸入に頼らざるを得ない状況です。

そのため、化石燃料の使用を続ける限り、日本のエネルギー自給率向上は望めません。そこで日本は、水力や風力といった自国に存在するエネルギー源を活用し、エネルギー自給率の向上をしようとしています。

エネルギーの自給率があがることで、さらに2つのメリットがあります。それは、国際情勢や輸入元となる国の気候に左右されず、安定的な供給ができること。そして、輸入にかかるコストを抑えられること。

再生可能エネルギーの導入には、費用や土地面積といったコストが大きくかかる反面、こうした大きなメリットを得られることからも、日本での早期導入が期待されています。

日本における再生可能エネルギーの種類別 エネルギー化割合

日本における再生可能エネルギーの種類別 エネルギー化割合
日本で再生可能エネルギーを活用した割合を種類別にみると、環境NPO法人 環境エネルギー政策研究所が2019年に発表した資料では、2019年時点での割合は以下の通りです。

発電方法 割合(%)
水力 7.4
太陽光 7.4
バイオマス 2.7
風力 0.76
地熱 0.24
再生可能エネルギー合計 18.5

出典:環境NPO法人 環境エネルギー政策研究所「2019年(暦年)の自然エネルギー電力の割合(速報)」

日本の発電電力量に占める再生可能エネルギー比率は、2019年度時点で18.5%。世界的にみて、決して高い数字ではありません。

ではなぜ、日本での再生可能エネルギーの使用率が低いのでしょうか?それは、諸外国と比較して日本の日照時間や平野部が少ないことが原因です。日照時間が少なければ当然、太陽光による発電は増えません。また、平野部が少ないことで風力も充実していないという現状があります。

さらに、発電設備の価格の高さ、人件費の高さといった問題もあり、エネルギーの切り替えに時間が掛かっています。

そこで日本政府は、2030年までに再生可能エネルギー比率を22~24%に引き上げる目標を掲げています。その目標を達成するためには、現在抱えている問題を解決することが必要です。具体的には、設備や人権費も含めた発電コストの削減、エネルギーの安定供給が早急に必要です。

現在までにおこなわれている日本政府の取り組みとして、コストの削減を目的に2012年7月、FIT制度が導入されました。FIT制度は固定価格買取制度とも呼ばれ、家庭や一般事業者が再生可能エネルギーで発電した電力を、電力会社が一定価格で買い取るしくみをいいます。

このしくみにより、一般家庭や事業者が発電に参画しやすくなり、電力会社は大きな設備投資をせずに電力を確保できるようになりました。

さらに、2022年度からはメーカーや発電事業者に競争をうむことで、さらなるコスト削減を図るFIP制度の導入が検討されています。

FIP制度では、まず、発電事業者が再生可能エネルギーによって発電した電力を、卸電力市場というマーケットで直接販売します。このとき、実際に売れた価格に加え、再生可能エネルギーで発電されたことによる「プレミアム」として価格を上乗せした金額で販売することができるしくみです。

上乗せするプレミアムの金額を一定にするか、上限あるいは下限を設けるのか、電力の市場価格との合算で設定するのかは、日本ではまだ協議されている段階ですが、欧米諸国ではすでにこのFIP制度が取り入れられています。

また一部では、ある地域で電力に余剰が発生した場合に、不足する地域へ送電できるよう設備の増強がおこなわれています。

再生可能エネルギーを複数種類バランスよく活用して 環境負荷低減へ

再生可能エネルギーを複数種類バランスよく活用して 環境負荷低減へ
再生可能エネルギーだけでなく、化石燃料も含めてそれぞれメリット・デメリットが存在します。そのメリット・デメリットを理解・把握したうえで、環境負荷への配慮も踏まえて適切なバランスでエネルギーを確保することが大切です。

供給の方法において、「エネルギーミックス」という考え方があります。エネルギーミックスとは、供給するエネルギーをさまざまな方法を組み合わせてまかなおうという考えです。

しかし、どのエネルギー源がどんなバランスで活用されたとしても、まずは私たちひとりひとりがエネルギーの節約をおこなうことが欠かせません。エネルギーの節約により、過剰なエネルギー供給の必要がなくなり、生産のコストを抑えられるうえ環境負荷の低減も同時に実現可能となります。

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