世界的な脱炭素社会の実現に向けて、再生可能エネルギーへの注目が高まっています。化石エネルギーに代わるクリーンなエネルギー源として、太陽光や風力、水力、地熱など、さまざまな種類の再生可能エネルギーが導入されつつあるのです。
しかし、実際にどのようなメリットがあるのか、どのくらいコストがかかってくるのか、明確でない人も多いかもしれません。
本記事では、再生可能エネルギーの基本的な概念やメリット、種類、日本や世界における導入状況、課題・取り組みについて詳しくみていきましょう。
目次
再生可能エネルギーとは
再生可能エネルギーとは、自然界に存在する永続的に利用できるエネルギー源を指します。どこにでも存在していて、枯渇することがないので「再生可能」とされました。発電時に温室効果ガスを排出しない点が特徴です。
再生可能エネルギーが注目される前は、石炭や石油、天然ガスなどの化石エネルギーが主流となっていました。太古の動植物の化石は地中に堆積しながら、地熱や地圧の影響を受けて燃焼しやすいエネルギー源となる仕組みです。
化石燃料は生成に時間がかかるうえ、資源には限りがあります。さらに、化石燃料からエネルギーを得る際には温室効果ガスが排出されるため、環境への悪影響が懸念されています。
そこで化石エネルギーに代わり、クリーンかつ繰り返し利用できるエネルギーとして、再生可能エネルギーが注目を集めているのです。
再生可能エネルギーのメリット
再生可能エネルギーには、以下のようなメリットがあります。
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・エネルギー自給率の向上が期待できる
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・温室効果ガスを削減できる
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・エネルギーの安定供給が期待できる
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・新たな産業・雇用の機会創出となる
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・万が一の場合の予備電源として活用できる
ここでは、再生可能エネルギーの有効性について詳しく知っていきましょう。
エネルギー自給率の向上が期待できる
再生可能エネルギーの活用により、国内におけるエネルギー自給率の向上が期待できます。
【主要国の一次エネルギー自給率比較（2021年）】
経済産業省によると、2021年度の日本のエネルギー自給率は13.3%でした。他のOECD諸国と比べても、非常に低い水準となっています。このことからわかるように、日本のエネルギーは資源の産出国や産油国からの輸入に頼りがちです。
しかし、化石エネルギーの輸入には多くのコストを要します。仮に輸入が停止されれば、日本でエネルギー源が確保できなくなってしまうのです。
また化石エネルギーはいつか枯渇してしまうため、徐々に需給バランスが崩れていきます。化石燃料をめぐり、競争が激化する可能性もあるかもしれません。
再生可能エネルギーであれば、太陽光や風など、地球上どこにでも存在している地球資源をエネルギー源にできます。そのため、再生可能エネルギーの導入がすすめば、輸入依存を脱却し、国内エネルギー自給率の向上が期待できるのです。
温室効果ガスを削減できる
先述したように、化石燃料を使った発電は、温室効果ガスを排出し地球温暖化の原因となるため、世界各国で使用削減が求められています。
一方で再生可能エネルギーは温室効果ガスを排出せず、クリーンな環境で電力を作れます。世界各国で地球温暖化の抑制に優れた電力供給源として、導入を推進されているエネルギーです。
エネルギーの安定供給が期待できる
エネルギー需要量は依然として増加しており、今後も化石エネルギーの消費は加速していくと予想されています。しかし、化石エネルギーは主に石油や石炭が燃料であるため、いずれは枯渇してしまうのです。
これに対して、再生可能エネルギーは自然のエネルギーを電力に変換する仕組みのため、永続的な供給が期待できます。さらに、再生可能エネルギーは資源の流通や需要に影響しないため、安定した価格での供給につながるでしょう。
新たな産業・雇用の機会創出となる
再生可能エネルギーは、新たな産業として設備の建設や運営が必要です。この分野には多くの労働力が欠かせないため、地域に多数の雇用をもたらす可能性があります。
自然エネルギーを利用する特性上、郊外や地方での導入が進みやすく、地方活性化にも寄与します。再生可能エネルギー市場の拡大にともない、新たなビジネスチャンスが生まれ、関連産業の成長にもつながるでしょう。
万が一の場合の予備電源として活用できる
再生可能エネルギーは、自然の力を利用して発電するため、災害時に通常の発電所が停止した場合の予備電源として活用できる可能性があります。特に地震など自然災害が多い日本では、非常時の予備電源として重要な役割を果たすでしょう。
再生可能エネルギーは最低限必要な電力を確保し、生活や復旧活動を支える力になります。
再生可能エネルギーにはどのようなものがある？
「エネルギー供給事業者による非化石エネルギー源の利用及び化石エネルギー原料の有効な利用の促進に関する法律」では、再生可能エネルギーが以下のように定義されています。
「再生可能エネルギー源」とは、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と認められるものとして政令で定めるものをいう。
具体的には、次のようなものが、政令において再生可能エネルギーとされています。
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・太陽光
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・風力
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・水力
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・地熱
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・太陽熱
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・バイオマス
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・大気中の熱その他の自然界に存する熱
この定義にのっとり、それぞれの特徴をみていきましょう。
太陽光発電
太陽光発電は日本で最も導入されている再生可能エネルギーで、シリコン半導体を用いて電気を発生させます。太陽の光は永久的といっても過言ではなく、安定して電気を生み出すことが可能です。
太陽光発電の特徴には、以下のようなものがあります。
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・太陽の光をもとに電力を作るため、無限に発電できる
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・シリコン半導体の設置のみで導入場所の制限が少ない
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・非常用電源としても利用が可能
一方で導入コストが高いほか、日照時間などによって発電量が不安定になりやすい点はデメリットです。
太陽光パネルは、2012年に始まったFIT制度をきっかけに急激に導入が進みました。耐用年数は約30年とされているため、当時導入された太陽光パネルは間もなく寿命を迎えます。
NEDO（国立研究開発法人 新エネルギー・産業技術総合開発機構）の推計によると、使用済み太陽光パネルの年間排出量のピークは2035〜2037年頃です。これらは、産業廃棄物の最終処分量の1.7〜2.7%に相当すると見られています。
経済産業省と環境省は、間もなく訪れる大量排出への備え、および将来的な太陽光パネルの主電源化に向け、リサイクル義務化について検討を進めているところです。
風力発電
風力発電は、風の力で風車をまわし電力に変える発電方法です。電気エネルギーへの変換率も良く、コストバランスに優れています。2022年度における日本の風力発電量は、全発電電力量の0.9%でした。
風力発電の特徴は、以下のとおりです。
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・昼夜問わず発電できるメリットがある
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・陸上や海上どこでも導入が可能
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・運用規模が大きくなれば、発電コストは軽減する
風力発電は大規模な運用が可能となれば、火力発電なみの発電コストが期待できます。ただし、日本での発電コストは高止まりしており、普及が進んでいないのが現状です。
また風力は一定ではないため、発電できる電力が日によって大きく異なる点もデメリットでしょう。
水力発電
水力発電は、高いところから低いところへと滝のように水を落とすことで水車をまわし、電力を生み出す仕組みです。ダムによる発電だけでなく、農業用水を利用した中小規模の発電も増加しているため、導入規模は多岐にわたります。
水力発電の特徴は、以下の通りです。
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・水力発電に使われた水は再生可能
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・24時間いつでも電気を作り出せる
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・発電所を作れば、長期にわたって稼働できる
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・古くから用いられてきた再生可能エネルギーの利用方法
水力発電は古くから行われているため、ノウハウが構築されており、技術の進歩も著しいです。
しかし、運用開始までには多くの期間と資金が欠かせません。環境調査や設置場所に関して近隣住民の理解が必須となるため、長期にわたる計画が必要です。
地熱発電
地熱発電は、マグマの熱を利用してタービンをまわし、電気を作り出す仕組みです。マグマの上には「地熱貯留層」と呼ばれる高温の気体が存在する場所があります。この気体を「地熱流体」といい、外から取り出してタービンへと送る発電方法です。
地熱発電の特徴には、以下のようなものがあります。
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・熱水や高温蒸気は地域の暖房に再利用
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・常に熱を利用して発電できる
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・電力の供給が安定しやすい
日本は火山列島であり、地熱貯留層は地下1,000mから3,000m程度のところに数多く存在しているため、安定供給への貢献が期待されています。
ただし、地熱発電で必要な調査や開発などの準備には、少なくとも十数年の歳月が求められ、莫大な費用と時間もかかります。温泉施設と近い場所にもなるため、地域の理解と協力を得なければなりません。
太陽熱利用
太陽熱利用は、建物内の給湯・暖房・冷房に太陽の熱を利用する仕組みです。太陽光発電と混同されますが、両者には明確な違いがあります。
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・太陽光発電：太陽光を電気に変換してエネルギーを生み出す発電方法
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・太陽熱利用：太陽光を集熱器で集めて熱エネルギーへ変換し、水や空気を温める方法
出典：太陽熱利用システムとは
太陽熱利用の特徴は、以下のとおりです。
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・太陽の熱を冷暖房機や給湯器に利用する
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・再生可能エネルギーのなかでも導入コストが低いシステム
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・専門知識が不要で手軽に導入しやすい
太陽熱利用は、太陽光発電と同じく日照環境がエネルギー効率に大きく影響します。また、導入や管理にもコストがかかります。
しかし近年は、実用性や導入費用などコストパフォーマンスに優れた太陽熱利用が可能です。特に太陽熱を利用した暖房や温水器は増加傾向にあり、一般家庭で導入が増えてきています。
バイオマス発電
バイオマス発電は、生物由来の資源（バイオマス）を燃やして発電機につないだタービンをまわし、電気を発生させる仕組みです。
生物資源には木材やバイオエタノール、生ゴミなどがあり、人が生活するうえで必ず発生しています。つまり、枯渇する可能性が限りなく低い再生可能エネルギーといえるでしょう。
バイオマス発電の特徴には、以下のようなものがあります。
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・人の生活で廃棄するものを燃料にするため、枯渇しにくい
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・安定して電力を供給しやすい
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・二酸化酸素の増加に影響はない
例えば、植物は燃焼すると二酸化炭素を排出しますが、成長過程では光合成によって大気中の二酸化炭素を吸収するため、排出と吸収による二酸化炭素のプラスマイナスはゼロになると考えられます。
すでに存在している二酸化炭素が大気に戻るだけなので、全体的な二酸化炭素の量が増加するわけではありません。
ただし、バイオマス発電は導入するまでにコストや期間を要します。燃焼させる資源は分散しているため、収集・運搬コストも必要です。また、生態系に影響を及ぼさない計画が重要になります。
世界・日本で見る再生可能エネルギーの導入状況
資源エネルギー庁によると、2020年度時点で発電電力量に占める再生可能エネルギー比率が大きいのは、カナダの約67.9％でした。次いでドイツ、スペインの約43.6％となっています。
一方、日本における再生可能エネルギーの導入状況は約19.8％です。カナダやドイツ、スペインに比べると、決して導入率が高いとはいえません。日本と再生可能エネルギー比率が比較的近い国としてアメリカ、中国が挙げられますが、再エネ発電導入容量でみると、日本が大きく遅れをとっていることがわかります。
再生可能エネルギー導入への課題
再生可能エネルギーの導入には、いくつかの課題があります。
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・導入コストの削減が進んでいない
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・安定した電力量を確保できない
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・発電設備を備えるためのスペース確保が難しい
ここでは、解決すべき上記の課題について詳しく解説していきます。
導入コストの削減が進んでいない
世界では、再生可能エネルギー導入のコストが低減傾向にある一方で、日本は大幅なコスト軽減を実現できていない状況です。
出典：太陽光発電について
例えば、太陽光発電の設置コストを2012年から比べると、2020年時点でかなり削減できているものの、以後は大きな軽減が見られません。
今後、導入費用の低下が実現すれば、海外に追従して導入拡大につながる可能性があります。
安定した電力量を確保できない
国内における再生可能エネルギーの発電量は近年増加中です。しかし、化石エネルギーを用いた火力発電所や原子力発電所のような大規模な電力量の確保には追いついていません。
日本は欧米諸国に比べると四季に応じた日照時間や風量、風向きの変化が生じやすく、発電量が変動しがちです。そのため電力量を確保できず、需要に対する安定した供給が困難となります。
また需要増に備えた発電量の増加、蓄電池を活用して発電した電気の貯蓄対応も必要です。このように管理負担が増大することも懸念点です。
発電設備を備えるためのスペース確保が難しい
先ほど説明したとおり、再生可能エネルギーによる大規模な発電量の確保は難しいのが現状です。発電量を増やそうとするなら、大規模な発電設備を導入する必要があります。
欧米諸国に比べて日本は国土が狭く、山や川が多いことから、大型発電設備を作るだけの土地を確保するのは非常に困難です。仮に大規模設備を整えたとしても、発電量の不安定さからスケールメリットを得られません。
再生可能エネルギーの活用に向けた日本の取り組み
日本では、再生可能エネルギーの活用に向けたさまざまな取り組みが行われています。主な取り組みとしては、電力の買取や補助金制度です。
どのような仕組みになっているか、詳しくみていきましょう。
電力買取のためのFIT・FIP制度
再生可能エネルギーによって生み出された電力を買い取る仕組みがあります。発電した電力を、電力会社が一定の固定価格で買い取る仕組みが「FIT制度」です。
買取費用の一部には、電気を使用する人が支払っている賦課金（ふかきん）が充当されています。発電設備の購入や維持管理費用の見通しを立てやすくするためです。
これに対して、一定価格ではなく、電力市場の競合による市場価格の変動を電力買取に連動させる方法を「FIP制度」といいます。FIP制度の認定を受けると、電力市場で自ら電力販売が可能です。
基準となるFIP価格から参考価格を差し引いた金額が、プレミアム単価と呼ばれる電力料金となります。また、電力市場に比例して電力の売却額が変動します。
FIT・FIP制度により、再生可能エネルギー発電事業者は、発電コストの削減や収入拡大を実現する可能性が高いです。そのため、普及促進を後押しする一手として期待されています。
脱炭素化に向けた補助金制度
再生可能エネルギーを活用し、脱炭素化の実現に向けた補助金制度は2つあります。
再生可能エネルギーの設備導入やCO2排出削減に向けた事業費などの費用負担に対して、3分の1から3分の2の補助金が交付される制度です。
地域脱炭素移行・再エネ推進交付金では、脱炭素先行地域づくり事業と重点対策加速化事業への支援に対して交付金があります。
特定地域脱炭素移行加速化交付金（GX）の場合は、脱炭素先行地域のうち、民間裨益型自営線マイクログリッド等事業への支援として、設備導入に対して原則3分の2となる補助金が適用されます。
出典：地域脱炭素推進交付金
おおむね5年程度の事業期間としてそれぞれに交付要件が定められているため、脱炭素化にともなう事業を開始するときは、事前に確認しておくことが大切です。
まとめ
再生可能エネルギーとは、化石燃料に代わるクリーンなエネルギー源です。種類は主に太陽光、風力、水力、地熱、太陽熱、バイオマスなどがあります。
世界的には再生可能エネルギーの導入が進む一方、日本は欧米諸国に比べると導入率が低く、コスト削減や安定供給、設備のスペース確保などの課題を抱えています。しかし、FIT制度やFIP制度、補助金制度など、再生可能エネルギーの普及に向けた取り組みが進められており、企業や自治体による導入の動きは活発です。
再生可能エネルギーの活用は、地球環境の保全や持続可能な社会の実現に不可欠です。一人ひとりが理解を深め、積極的に利用していくことが重要でしょう。
静岡県の環境のミカタでは、再生可能エネルギーの生成を後押しする活動を日々行っています。例えば、FIT電力を工場使用の高圧電力として全量使用しており、FIT電力の使用と非化石証書の購入によって廃棄物処理のCO2フリーを実現しています。また、「エネルギーのリサイクルループ」事業では、「電気の地産地消」という考え方に基づき、お客様から排出される食品廃棄物を活用したバイオマス発電を実施。地域で発生したエネルギーを地域で活用する仕組みを推進しています。
再生可能エネルギーに向けた取り組みを検討中であれば、環境のミカタまでぜひご相談ください。
