「再生可能エネルギー」という言葉を聞いたことはあるでしょうか。この言葉は、日本が2050年までに二酸化炭素排出量を実質ゼロにする「カーボンニュートラル」を実現させると宣言したことがきっかけで、注目を集めるようになりました。なぜなら、再生可能エネルギーは、カーボンニュートラル実現には欠かせないからです。これは、再生可能エネルギーは化石燃料と異なり、二酸化炭素をまったく、あるいはほとんど排出しない環境にやさしいエネルギー源だと考えられているためです。
しかし、再生可能エネルギーが日本でどのくらい使われているのかをご存知ではない方も多いかと思います。そこでこの記事では、日本における再生可能エネルギーの使用率や、再生可能エネルギー普及の課題について詳しく解説していきます。
再生可能エネルギーとは？
ここでは、再生可能エネルギーの一般的な概念や代表的な再生可能エネルギーを簡単に紹介します。
再生可能エネルギー
再生可能エネルギーとは、自然の力をエネルギーとして利用したものです。また、再生可能エネルギーは、「エネルギー供給構造高度化法」という法律によって次のように定義されています。
「太陽光、風力その他非化石エネルギー源のうち、エネルギー源として永続的に利用することができるもの」
ネルギー供給構造高度化法
非化石エネルギー源とは、化石燃料を利用しないエネルギーのことです。再生可能エネルギーや原子力エネルギーがこれに該当します。どちらのエネルギーも二酸化炭素を排出しないため、環境にやさしいと考えられています。しかし、原子力発電には核燃料の処理や放射能による事故などの問題があるため、簡単には導入することができません。
一方、再生可能エネルギーは核燃料や放射能が引き起こす問題はありません。さらに、自然の力をエネルギー源とするため、化石燃料とは異なり、枯渇の心配は一切ないです。他にも、エネルギー調達の容易さ、燃料費の削減、エネルギー自給率の改善といったさまざまなメリットがあると言われています。
これらメリットについては、こちらの記事で詳しく解説していますので、あわせてご覧ください。
関連記事はこちら：再生可能エネルギーのメリット・デメリットとは？分かりやすく解説
5つの再生可能エネルギー
再生可能エネルギーにはさまざまなものがありますが、今回は代表的な5つの再生可能エネルギーを紹介します。
- 太陽光発電
- 風力発電
- 地熱発電
- 水力発電
- バイオマス発電
太陽光発電
太陽光発電は、太陽光を電力に変換する発電方法です。太陽光をソーラーパネルに直接当てることによって、電力を作り出します。ソーラーパネルとは、太陽電池が集まったものです。それでは、具体的にどのように電力を作り出しているのでしょうか。
簡単に説明すると、太陽光が太陽電池内に電気の流れを作り、それを電力に利用しています。もう少し詳しく説明すると、太陽光電池には、2つの半導体が内蔵されています。その半導体に太陽光が当たると、1つの半導体がプラス極に、もう1つの半導体がマイナス極となります。そして、マイナス極に集まっている電子がプラス極へ移動することにより、電気の流れが作られて、発電が可能となるのです。
風力発電
風力発電は、風の力を電力へ変換する発電方法です。発電の際には、風車を利用します。風車は風の力で回転しますが、実は風の力だけで風車が回っているわけではありません。一度、風の力で回り始めると、内部にある「増速機」と呼ばれる装置が風車の回転を補助する仕組みになっています。この仕組みのおかげで、より大きなエネルギーを得ることができるからです。生み出されたエネルギーは、電力を生成するために発電機へと送り込まれます。
地熱発電
地熱発電とは、マグマを利用して発電を行う方法です。地下にあるマグマが地下に溜まっている雨水を蒸発させ、その蒸気がタービンを回すことで発電するという仕組みになっています。地熱発電には、大きく分けて2種類あります。1つは「フラッシュ発電」で、もう1つは「バイナリー発電」です。
フラッシュ発電は、150～350℃の高温な蒸気をタービンを回す原動力とします。一方で、バイナリー発電は、50~200℃の低・中温度の蒸気利用してタービンを回します。通常、蒸気の温度が低い場合はタービンを回すことができません。しかし、バイナリー発電では、沸点が100℃の水ではなく、沸点が36℃とかなり低いペンタンを利用することによって、50℃の低温でも蒸気を発生させることが可能です。
水力発電
水力発電とは、高低さを利用して強い水の流れを作り出し、電力を生み出す発電方法です。例えば、ダムの場合、水を高い位置から低い位置にある発電所に向けて流すことで発電します。太陽光発電や風力発電のように、水力発電は、天候の影響を受けることがないため、日本で昔から行われています。以前はダムを利用した「ダム式発電」が主流でしたが、最近では河川や農業用水、上下水を利用した中小水力発電も行われるようになりました。
ダム式発電は、中小水力発電よりも簡単に導入することができるため、徐々に人気が高まっています。この中小水力発電を利用することで、水資源の豊富な日本では今後、さらなるエネルギーを得ることができると期待されています。
バイオマス発電
バイオマス発電は、私たちの日常生活の中で排出される廃棄物や植物を原料とし、発電を行います。廃棄物の例としては、家畜の糞尿や木材の残りカス、可燃ゴミが挙げられます。植物の例としては、トウモロコシ、サトウキビ、ナタネなど挙げられます。
これらの原料をどのように利用することで、電力を生成しているのでしょうか。実は、廃棄物や植物を燃焼させて熱エネルギーを生み出し、その熱でタービンを回転させることで電気を作り出しています。つまり、バイオマス発電とは、火力発電だと言えます。
「それでは、バイオマス発電は二酸化炭素を排出しているということ？」
「それならバイオマス発電は、再生可能エネルギーとは言えないのではないか？」
などと疑問に思った方も多いかと思います。
しかし、原料を燃やすことで排出される二酸化炭素量と、原料となる植物が光合成で吸収する二酸化炭素量は同じだと考えられているため、新たに二酸化炭素を排出しているわけではないありません。この考え方に基づいて、バイオマス発電は再生可能エネルギーの1つであるとみなされています。
再生可能エネルギーの使用率は？
日本の再生可能エネルギーの使用率を、下記の表にまとめたのでご覧ください。
日本の再生可能エネルギーの使用率
| 種類/年 | 2016年 | 2017年 | 2018年 | 2019年 | 2020年 | 2021年 | 2022年 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 太陽光 | 4.4% | 5.6% | 6.5% | 7.4% | 8.5% | 9.3% | 9.9% |
| 風力 | 0.5% | 0.6% | 0.7% | 0.8% | 0.9% | 0.9% | 0.9% |
| 地熱 | 0.2% | 0.2% | 0.2% | 0.2% | 0.3% | 0.3% | 0.3% |
| 水力 | 7.6% | 7.7% | 7.8% | 7.4% | 7.9% | 7.8% | 7.1% |
| バイオマス | 1.9% | 2.0% | 2.3% | 2.7% | 3.2% | 4.1% | 4.6% |
| 再エネ | 14.7% | 16.1% | 17.4% | 18.5% | 20.8% | 22.4% | 22.7% |
| 化石燃料 | 83.6% | 79.7% | 77.9% | 75.0% | 74.9% | 71.7% | 72.4% |
これは、日本全国の送配電に関わる10社が公開している電力消費のデータをもとに、2022年度の再生可能エネルギーの使用率を推計したものです。その結果、2022年の電力消費に対する再生可能エネルギーの使用率は22.7%であることが分かりました。紹介した5つの再生可能エネルギーごとに見ていくと、太陽光発電が9.9%、風力が0.9%、地熱が0.3%、水力が7.1%、バイオマスが4.6%となっています。
2016年度から2022年度までの「再エネ」の使用率を見てみると、年々少しずつ増加していることが分かります。さらに細かく見ていきましょう。2016年度の太陽光発電は4.4%でしたが、2022年度には9.9%となっており、その差はなんと2倍以上です。風力発電も2016年の0.5%から0.9%へ、地熱発電も2016年度の0.2%から0.3%へと、わずかですが増加傾向にあります。水力発電は2016年度の7.6%から7.1%へとやや低下していますが、バイオマス発電は1.9%から4.6%へと大きく増加しています。
しかし、電力消費量全体で考えると、72.4%も化石燃料に依存していることが分かります。この背景には、再生可能エネルギーを普及するにあたり、さまざまな課題があるためです。では、再生可能エネルギーには、どのような課題があるのでしょうか。
関連記事はこちら：日本の再生可能エネルギーの割合は？世界と比較しながら解説
再生可能エネルギー普及の課題とは？
再生可能エネルギー普及の課題は、主に3つあります。
- 天候が再生可能エネルギーに向いていない
- 自然災害が多い
- コストが高い
天候が再生可能エネルギーに向いていない
日本の天候は、再生可能エネルギーに向いていません。太陽光発電を例に挙げて考えてみましょう。日本の太陽が出ている時間は、年間およそ1,916時間です。しかし、太陽光発電の使用率の高いオーストラリアやスペイン、チリの太陽が出ている時間は、日本よりも非常に長いです。オーストラリアではおよそ2,636時間、スペインではおよそ2,744時間、そしてチリではおよそ3,926時間となっています。日本は太陽が出ている時間が他の国々よりも短いため、太陽光発電で得られるエネルギー量も少なくなってしまいます。
また、日本では季節によって日照時間が大きく減少してしまう時期もあるため、安定した発電量を確保できるわけではありません。必要な電力量を確保できないと停電などの大きな事故につながる可能性も十分に考えられます。こういった背景から、日本における再生可能エネルギーの普及はあまり進んでいないのです。
自然災害が多い
さらに、日本は自然災害が多く、再生可能エネルギーに普及を妨げる原因となっています。日本には、台風が年間で平均25回も上陸しており、これは世界でもトップ3に入る多さです。また、日本は地震の数も非常に多いです。地震によって、発電所が機能しなくなるケースも過去にありました。そのため、再生可能エネルギーの導入になかなか踏み切れない地方自治体や企業が多いのだと考えられます。
コストが高い
再生可能エネルギーは、コストが高いです。こちらの表をご覧ください。
| エネルギーの種類 | 価格（2020年度） |
|---|---|
| 火力発電（石炭）火力発電（天然ガス） | 12.5円/kWh10.7円/kWh |
| 太陽光発電（在宅）太陽光発電（事業用） | 17.7円/kWh12.9円/kWh |
| 風力発電（洋上）風力発電（陸上） | 30.0円/kWh19.8円/kWh |
| 地熱発電 | 16.7円/kWh |
| 小水力発電中水力発電 | 25.3円/kWh10.9円/kWh |
| バイオマス発電（専焼） | 29.8円/kWh |
化石燃料を利用した火力発電のコストが10～12円程度であるのに対し、再生可能エネルギーの中には、コストが30円近くするものもあります。さらに、再生可能エネルギーを利用した発電所の設置による周囲の環境への影響を調べたり、必要な設備を建設したりにもかなりのコストがかかってしまいます。
この高いコストへの対処策として日本は、補助金の提供やFIT制度の導入に取り組んでいます。しかし、こういった支援を受けたとしても再生可能エネルギー導入にはかなりのコストがかかってしまうため、再生可能エネルギーの普及率はそれほど高くはありません。今後、再生可能エネルギーをさらに普及させるには、コスト低減のためにさまざまな政策を実施する必要があるでしょう。
関連記事はこちら：2023年度 脱炭素化の補助金は？一覧で解説
まとめ
再生可能エネルギーは、「太陽光、風力その他非化石エネルギー源のうち、エネルギー源として永続的に利用することができるもの」と法律で定義されています。再生可能エネルギーにはさまざまな種類がありますが、代表的なものは、太陽光、風力、水力、地熱、バイオマスです。
日本における再生可能エネルギーの使用率は、2022年度で22.7%となっています。以前と比べるとその使用率は増加傾向にありますが、諸外国の中には50%以上を再生可能エネルギーで補っているところもあるため、日本の再生可能エネルギー使用率はあまり高くないと言えるでしょう。
日本で再生可能エネルギーがなかなか普及しないのは、いくつかの課題があるためです。例えば、日照時間が短さや、天候の不安定さ、自然災害が多さ、そしてコストの高さが挙げられます。これらの課題に対処できなければ、再生可能エネルギーの使用率を向上させるのは難しいでしょう。
再生可能エネルギーの利用は、地球温暖化の主要因となっている二酸化炭素の削減には欠かせない取り組みの1つです。二酸化炭素削減は、地方自治体や大企業だけが取り組むではなく、中小企業にもその取り組みが求められています。中小企業にもできることはたくさんありますが、まずは自社の二酸化炭素排出量を調べてみてはいかがでしょうか。下記リンクより、無料で排出量を計算することができますので、ぜひ一度お試しください。
参照：タンソチェック【公式】 – CO2排出量測定削減サービス
著者のプロフィール
- 小学校教員として、カーボンニュートラルや脱炭素に関する授業を行った経験がある。子どもたちが理解できるように、専門用語を分かりやすく、かみ砕いて説明することを心がけた。この経験を活かし、脱炭素化の重要性を広く伝えるために、誰にとっても理解しやすい記事を作成している。
