近年、再生可能エネルギーという言葉をよく耳にするようになりました。再生可能エネルギーは、化石燃料に代わる新しいエネルギー源として注目を集めています。代表的な再生可能エネルギーは、太陽光や風力、地熱、水力、バイオマスなどです。それでは、どうしてこの再生可能エネルギーが重要なのでしょうか。
温室効果ガスは、地球温暖化の主な原因とされています。これに対し、再生可能エネルギーは温室効果ガスをほとんど排出せずにエネルギーを生み出すことができるのです。そのため、再生可能エネルギーは地球温暖化の防止に役立つエネルギー源だと考えられています。
しかし、再生可能エネルギーにも課題や問題点がいくつか存在しています。この記事では、再生可能エネルギーの基本的な概要とそのメリット・デメリットについて、分かりやすく解説していきます。再生可能エネルギー導入の参考になれば幸いです。
再生可能エネルギーとは？
再生可能エネルギーとは、発電などのエネルギー源として利用することができる自然エネルギーのことです。再生可能という言葉が示すように、再生可能エネルギーは繰り返し利用することができるので、枯渇することがありません。また、再生可能エネルギーは、化石燃料のように温室効果ガスを排出することがありません。そのため、再生可能エネルギーは、地球温暖化対策の有効な手段として世界中で導入が進められています。
5つの再生可能エネルギー
再生可能エネルギーは、非常に細かく分類されています。この記事では、よく利用されている5つの再生可能エネルギーに絞って、その仕組みについて簡単に説明します。
- 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、太陽の光を利用して電力を作ります。発電に利用されるのは、太陽電池と呼ばれるものです。太陽電池に太陽の光が当たると、太陽電池が持っている2つのシリコン半導体のうちの1つにマイナスの電気を帯びた「電子」が集まり、もう1つの半導体にはプラスの電気を帯びた「正孔」が集まります。これが、プラス極とマイナス極になり、電気の流れが形成されます。この動きによって、発電が可能になるのです。
風力発電
風力発電は、風のエネルギーを電気エネルギーに変換する発電方法です。風を利用して、風車を回します。風車が回ると、内部にあるシステムが作動し、その回転速度を加速させます。速く回転すればするほど、大きなエネルギーを得ることができるからです。風車の回転によって、生み出されたエネルギーを発電機に送って、電力を作り出しています。
地熱発電
地熱発電とは、地下のマグマを利用して電気を作り出す方法です。具体的には、地下に溜まっている雨水をマグマを利用して、蒸発させます。その蒸気を使って、タービンを回転させることで発電します。地熱発電の手法は、「フラッシュ発電」と「バイナリー発電」の2つがあります。両者の違いは、使用する蒸気の温度の高さにあります。フラッシュ発電は、150～350℃の高温な蒸気を利用するのに対し、バイナリー発電は、50~200℃の低・中温度の蒸気で利用することが可能です。
なお、新エネルギー（経済的な理由でまだあまり普及していないが、地球温暖化防止のために利用拡大していきたいエネルギーのこと）として、認められるのは、バイナリー発電のみとなっています。このバイナリー発電のおかげで、地熱発電所数が徐々に増えています。
水力発電
水力発電とは、水が高い場所から低い場所へと流れ落ちる力を利用して電力を生み出す方法です。水資源が豊富な日本では、昔から行われている発電方法の1つです。以前はダムが主流でしたが、最近では河川や農業用水や上下水などを利用した中小水力発電もさかんとなってきました。
この中小水力発電は、さまざまな場所で利用することが可能です。日本の再生可能エネルギーの使用率を改善する発電方法として、期待されています。
バイオマス発電
バイオマス発電は、動植物や動植物が生み出したものを原料として発電を行う方法です。例えば、家畜の糞尿や残材、稲わらなどの廃棄物や、トウモロコシ、サトウキビ、ナタネなどが原料として利用されています。具体的には、廃棄物や植物を燃焼したり、ガスにしたりすることで熱エネルギーを得て、電力を生み出しているのです。このエネルギーを利用してタービンを回し、発電しています。
再生可能エネルギーのメリットとは？
ここでは、再生可能エネルギーのメリットについて詳しく紹介します。
- 二酸化炭素の排出量を削減できる
- 枯渇のリスクがない
- さまざまな場所でエネルギーを調達できる
- 燃料費を抑えることができる
- エネルギー自給率の改善につながる
それでは、1つずつ見ていきましょう。
二酸化炭素の排出量を削減できる
再生可能エネルギーの最大のメリットは、二酸化炭素の排出量を削減できることです。現在、我々の生活を支えるエネルギーの多くは、化石燃料（石炭、石油、天然ガス）を燃焼させて生産されています。この化石燃料を燃やす過程で、温室効果ガスである二酸化炭素が大量に排出されてしまいます。二酸化炭素は、地球温暖化の主な原因となっているため、二酸化炭素の排出を減らさなければなりません。
そこで、再生可能エネルギーの出番です。再生可能エネルギーは、太陽の光、風、地熱、水力など、自然から得られるエネルギーを利用します。そのため、発電する際に化石燃料を燃やすことはありません。太陽光発電ならば太陽の光を、風力発電ならば風を、地熱や水力発電も同様に自然のエネルギーを利用して電力を生成します。これらの発電方法では、二酸化炭素の排出がほとんど無い、またはゼロになります。
さらに、バイオマスエネルギーという再生可能エネルギーもあります。これは廃棄物や植物を燃やしてエネルギーを作り出す方法で、エネルギー生産時には二酸化炭素が排出されます。しかし、原料となる植物が生長する過程で大気から二酸化炭素を吸収するので、結果的には二酸化炭素の排出量は実質ゼロであるとみなされています。
このように、再生可能エネルギーを利用することで、化石燃料を使うことなくエネルギーを生み出し、その結果、二酸化炭素の排出を大幅に削減することができます。これは、再生可能エネルギーが持つ最大の魅力と言えるでしょう。
枯渇のリスクがない
再生可能エネルギーは、枯渇のリスクがありません。太陽、風、水、地熱といった自然のエネルギーを利用するからです。まず、太陽エネルギーについて考えてみましょう。太陽光を電気に変換するのが太陽光発電です。そのため、太陽がなくならない限りは太陽エネルギーは枯渇することはありません。理論上、太陽はあと100億年ほど寿命があるため、枯渇するリスクはほぼないと言えるでしょう。
次に、風力エネルギーについてです。風は地球上で気温や気圧の差が生じると発生します。この風の力を使って発電するのが風力発電です。風は気候や天候により変わりますが、地球上には常に何らかの形で存在し続けるため、こちらも枯渇のリスクはありません。
水力エネルギーも同様に、枯渇しません。これは、地球にある水は循環し続けるためです。雨が山を流れ下り、川を形成し、最終的には海に流れ込みます。この流れを利用した発電が水力発電です。水は、蒸発すると雲となり、そして雨となり、知上下降り注ぐという循環を続けるため、枯渇のリスクはないと言えます。
地熱エネルギーは、地球の内部に存在する熱エネルギーを利用します。地球の内部はマントルやコアにより非常に高温となっています。この熱エネルギーを利用して発電するのが、地熱発電です。地球が存在する限り、マントルやコアもなくなることはありませんので、地熱エネルギーにも枯渇のリスクはありません。
バイオマスエネルギーは、廃棄物や植物を原料に利用する発電方法です。廃棄物は、私たちが生活し続けている限り、排出されます。植物についても、適切に管理されていれば枯渇することはありません。このように再生可能エネルギーは、自然にあるものや地球そのものをエネルギー源としているため、枯渇のリスクはありません。
さまざまな場所でエネルギーを調達できる
再生可能エネルギーは、さまざまな場所でエネルギーを調達できます。特に、太陽光発電の場合、晴れた日にはどの地域でも太陽光を利用して電力を生成することが可能です。風力発電は、風があれば発電できますし、水力発電は、川やダムがあれば電力を作ることができます。地熱発電は、地下深くの熱を利用しますので、火山活動が活発な地域や地熱温泉がある地域で特に有効です。バイオマスエネルギーは、植物や廃棄物を原料に使用するため、農業地域や森林地帯、市街地などさまざまな場所で利用可能です。
燃料費を抑えることができる
再生可能エネルギーは、燃料費を抑えることができます。なぜなら、発電のエネルギー源となる燃料が自然界に存在しているものであるため、燃料を購入する必要がないからです。太陽光や風力、水力など自然のエネルギーを使って発電する再生可能エネルギーには燃料費がかかりません。
エネルギー自給率の改善につながる
再生可能エネルギーを導入することで、エネルギー自給率の改善につながると考えられます。これは、海外からのエネルギー輸入に依存する必要がなくなるからです。
2022年度の日本の電力供給の70%以上が化石燃料を利用し、その大部分は海外からの輸入に頼っています。ここに再生可能エネルギーが登場すると、状況は大きく変わります。再生可能エネルギーなら、太陽光や風力といったエネルギーは、国内のどこでも取り出すことができます。つまり、自国でエネルギーを生成し、自給率を向上させることが可能になります。特に、日本の自然条件に合わせた再生可能エネルギーの利用が進めば、エネルギー自給率の向上は更に加速するでしょう。
日本が現在、どのぐらい再生可能エネルギーしているのかについては、こちらの記事で詳しく解説しています。ぜひご覧ください。
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のデメリットとは？
再生可能エネルギーには、さまざまなメリットがありますが、同時にデメリットもあります。例えば、下記の3つは再生可能エネルギーの代表的なデメリットです。
- コストが高い
- 導入に時間がかかる
- 電力供給が安定しない
コストが高い
再生可能エネルギーは、化石燃料と比較するとコストが高いです。経済産業省によると、2020年度は石炭を利用した発電が12.5円/kWh、天然ガスを利用した発電が10.7円/kWhであるのに対し、再生可能エネルギーは次の価格となっています。
| 再生可能エネルギーの種類 | 価格 |
|---|---|
| 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 |
再生可能エネルギーの中にはバイオマス発電など、化石燃料の3倍近くコストがかかるものもあることも分かります。さらに、この発電コストに加えて、設置のための事前調査や、設備の建設にも高いコストがかかってしまいます。
ただ、再生可能エネルギーの価格を抑えられている先進国も多いです。日本でも、再生可能エネルギーの技術開発や、その導入に向けた補助金の提供、制度の整備などが進められています。そのため、将来的には化石燃料と同じかそれ以上にコストを低減できる可能性は十分にあると考えられます。
再生可能エネルギーの導入を含めて、二酸化炭素の排出量を削減するための取り組みに国はさまざまな補助金を提供しています。その補助金について詳しく知りたい方は、こちらの記事をご覧ください。
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
導入に時間がかかる
再生可能エネルギーの導入には、かなりの時間がかかります。必要な用具の準備や、施設の建設だけを行えばいいというわけではないからです。再生可能エネルギーを導入することによって、周囲の環境に悪い影響がないかどうかを調査したり、建設にあたって、どの程度のスペースが必要になるかを考えなければなりません。
太陽光発電であれば、比較的、短期間で導入することが可能です。しかし、風力発電など大規模になると数年単位で時間がかかる場合もあります。再生可能エネルギー導入の流れについては、下記の経済産業省のホームページをご覧ください。
電力供給が安定しない
再生可能エネルギーは、電力供給が安定しないというデメリットもあります。再生可能エネルギーは、エネルギーを得るために太陽や風などを利用します。そのため、季節や天候によって発電できる量に大きな差が生まれてしまうのです。特に、太陽光発電や風力発電は影響を受けやすいため、注意が必要です。
実際、安定した電力供給ができないことを理由に、再生可能エネルギーの導入に踏み切れない地方自治体や企業も多く存在しています。
再生可能エネルギーの課題については、こちらの記事でさらに詳しく解説しています。ぜひご覧ください。
関連記事はこちら：再生可能エネルギーの課題とは？解決策も解説
まとめ
再生可能エネルギーとは、太陽光や風、水などの発電のエネルギー源として利用可能な自然にあるエネルギーのことです。再生可能エネルギーには、二酸化炭素の排出量を削減できたり、枯渇のリスクがなかったりなどのメリットが存在します。しかし、導入や運用に高いコストが必要な上に、電力供給が安定しないというデメリットもあります。
しかし、再生可能エネルギーの技術開発が進み、普及が進むと現在よりも安いコスト運用することができると考えられます。日本よりも再生可能エネルギーを高い割合で利用している先進国では、そのコスト低減に成功しています。
再生可能エネルギーは、二酸化炭素排出量の削減につながります。日本は、2050年度までにカーボンニュートラルを実現させようと取り組みを進めていますが、国だけの取り組みではその実現は不可能でしょう。大企業だけでなく、中小企業も二酸化炭素を減らす努力が求められています。
そこで、まずは自社の排出量を調べてみるところから始めてみてはいかがでしょうか。下記サイトより、簡単に、そして無料で二酸化炭素の排出量を計算することが可能となっています。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。
