再生可能エネルギーが主力電源になる？日本の導入状況と促進策について解説

世界では、再生可能エネルギーの導入拡大が進んでいます。日本でも、地産地消型のエネルギーシステムを構築するため、政府が促進対策を実施している最中です。

再生可能エネルギーとは、どのようなエネルギーを指すのでしょうか？自然エネルギーとの違いや特徴について理解を深めましょう。

再生可能エネルギーにはさまざまな種類がありますが、すべてに共通する特徴として、「エネルギー源として永続的に利用できること」が挙げられます。

火力発電の燃料となる石油・石炭・天然ガスは、人の手で簡単に作り出せない地球の資源です。このまま新しい資源が見つからなければ、石油や天然ガスは約50年で枯渇してしまうといわれています。

再生可能エネルギーは枯渇する心配がなく、基本的に地球上のどこにでも存在するのが特徴です。政令では、以下が再生可能エネルギーとして定義されています。

• 太陽光
• 風力
• 水力
• 地熱
• 太陽熱
• 大気中の熱その他の自然界に存する熱
• バイオマス

再生可能エネルギーと自然エネルギーを同じものと捉える方は少なくありません。厳密にいえば、再生可能エネルギーのうち「自然現象から得られるエネルギー」を自然エネルギーと呼びます。具体的には、太陽光・風力・水力・地熱などが該当します。

「バイオマスエネルギー」は、生物資源の燃焼化・ガス化によって発電する仕組みです。自然現象を利用したエネルギーではないため、自然エネルギーとは見なしません。

河川や海水、地下水などといった水温と大気温の差に存在する熱エネルギーをヒートポンプを用いて利用して発電する「温度差エネルギー」や、海洋の塩水と河川の淡水間の濃度差を利用する「濃度差エネルギー」も自然エネルギーに含まないのが通例です。

世界では再生可能エネルギーの導入が進んでいますが、エネルギー転換が必要なのは日本も同じです。再生可能エネルギーの重要性が強調される理由を解説します。

火力発電に必要な化石燃料には限りがあります。世界のエネルギー需要は、経済成長と人口増加によって大幅に増加することが見込まれており、このままの状態が続けば、世界中で資源の獲得競争が激化するでしょう。

日本では、エネルギー供給の大部分が火力発電により賄われています。化石燃料の調達先は中東諸国などの海外で、輸入に依存しなければ自国でエネルギーを賄えないのが現状です。

しかし、火力発電所の老朽化などにより、自国で賄える再生可能エネルギーの早期導入が求められているのです。

化石燃料は燃焼時に地球温暖化に影響を及ぼすCO₂を発生するのが難点です。燃焼時だけでなく、採掘・輸送・加工・廃棄物処理といったプロセスにおいても、多くのCO₂を排出しています。

以下は、発電のライフサイクルにおけるCO₂の排出量（kg-CO₂/kWh）です。再生可能エネルギーは化石燃料よりもCO₂の排出量が大幅に少なく、地球温暖化の低減につながることが期待されています。

• 石炭火力：942.7
• 石油火力：738.0
• LNG火力：473.5
• 太陽光（事業用）：58.6
• 風力発電（陸上設置1基）：25.7
• 原子力（プルサーマル）：19.4
• 水力発電（中規模ダム水路式）：10.9

※出典：「CO2排出量」を考える上でおさえておきたい2つの視点｜スペシャルコンテンツ｜資源エネルギー庁

「太陽や風力から電気を生み出せるのはなぜ？」と疑問に思う方は多いのではないでしょうか。再生可能エネルギーは複数ありますが、ここでは開発が進んでいる代表的なエネルギーをピックアップし、発電の仕組みと特徴を解説します。

太陽光発電は、太陽光をエネルギー源とした発電方法で、複数の太陽電池から成るソーラーパネルとパワーコンディショナー（パワコン）を活用します。

シリコン半導体でできたソーラーパネルは、太陽光の照射によって電気を発生させるのが特徴です。パワコンはソーラーパネルで発電した直流の電気（DC）を家庭用の電力である交流の電気（AC）に変換する役割を果たします。

太陽光は枯渇せず、電気を作る際にCO₂が発生しません。太陽が出ている限り、どこでも電気が作れるのがメリットです。

デメリットは、気候条件によって発電出力が左右される点です。発電量が0になるケースはほとんどないものの、雨の日や曇りの日は晴れの日よりも発電量が落ちます。ソーラーパネルは高温に弱く、表面温度が25℃を超えると発電効率が低下するのも難点です。

風力発電は、風の力と風車で電気を得る方法です。風車の羽が風を受け止めて回転すると、増速機が回転する速度を高速回転に変換します。回転軸継ぎ手を通じて伝達された回転エネルギーは、発電機によって電気エネルギーに変換されます。

日本の風力発電は、陸上に風車を設置する「陸上風力発電」と、海上や港湾内などに風車を設置する「洋上風力発電」の2種類です。

陸上風力発電は、風車を設置できる適地が沿岸部や山間などに限られています。立地規制の対象になっている地域も多く、導入はあまり進んでいないのが実情です。現状は陸上風力発電がメインですが、今後は洋上風力発電の主力電源化が進む可能性があるでしょう。

水力発電は、位置エネルギーと水車を活用して発電する方法です。位置エネルギーとは、物体が高所から低所に移動する際に発生するエネルギーを指します。

具体的には、高所に溜めた水を低所に落とした際に発生するエネルギーで水車を回し、水車につながった発電機で電気を生じさせます。出力10,000～30,000kW以下は「中小水力発電」、出力1,000kW以下は「小水力発電」と呼ぶことも覚えておきましょう。

一般河川・農業用水・砂防ダム・上下水道などで得られる小水力発電では、流れる水を直接取水する「流れ込み式」の発電方法が一般的です。

水力発電のメリットは、自然条件に関係なく一定の電力が供給できる点です。発電できるシステムを作れば、数十年にわたる長期稼働が実現します。一方で、ダムの建設や、河川流況の長期調査に時間・労力・コストがかかるのがデメリットです。

地熱発電は、地中深くから取り出した高温の蒸気（地熱）を利用する発電方法です。日本は火山帯に位置するため、地下1,500～3,000mほどの場所には、150℃を超える高温高圧の地熱流体（蒸気・熱水）が存在します。

井戸を掘って地熱流体を取り出した後、汽水分離機にかけて蒸気と熱水を分離させ、蒸気の力でタービン（※）を回転させる仕組みです。

蒸気は昼夜を問わず噴出するため、安定的な発電量が見込めます。化石燃料のように枯渇の心配がない上、CO₂の排出量もほとんどありません。一方で、発電所の立地が国立・国定公園や温泉などの施設と重なることから、地元関係者から協力を得る必要があります。

（※）タービン：流水・蒸気・ガスなどが持つ運動エネルギーを機械的なエネルギー（回転エネルギー）に変える装置。

バイオマス発電では、動植物由来のバイオマス資源を燃焼またはガス化させて電気を作ります。

バイオマス資源は、生物が光合成によって生成した有機物です。光合成の過程では、大気中のCO₂が吸収されると同時に、大気に酸素が放出されます。代表的なバイオマス資源は以下の通りです。

• 林地残材
• 草木
• 稲わら
• 家畜の排せつ物
• 食品廃棄物

バイオマスは燃焼時にCO₂を排出しますが、成長過程ではCO₂を吸収するため、トータルで見ると大気中のCO₂は増加しないことになります（カーボンニュートラル）。

バイオマス発電のメリットは、捨てるはずの廃棄物を有効利用できることです。しかし、資源が各地に分散しており、収集・運搬・管理にコストがかかります。

⇒バイオマス発電についてもっと詳しく知りたい方はこちら

⇒カーボンニュートラルについてもっと詳しく知りたい方はこちら

日本は自然環境に恵まれた国であり、諸外国に比べても再生可能エネルギーを取り入れやすい国といえます。エネルギー需要が高まる中、日本における再生可能エネルギーの導入はどのくらい進んでいるのでしょうか？

経済産業省資源エネルギー庁が公開している資料によると、日本の再エネ電力比率は2020年度の時点で約20%です。

再エネ電力比率が高い国の割合を見ると、ドイツとスペインが43.6%、イギリスが43.1%、イタリアが41.5%となっています。

再エネ比率が40%以上を超える国がある中、日本の再生エネルギーの普及状況はそれほど進んでいるとはいえません。発電電力量に占める割合は以下の通りです。

• 天然ガス：39.0%
• 石炭：31.0%
• 再エネ（水力除く）：12.0%
• 水力：7.8%
• 石油・その他：6.4%
• 原子力：3.9%

再生可能エネルギーの中では、太陽光発電と水力発電の利用が目立ちます。特に、太陽光発電導入容量は中国・アメリカに次ぐ世界第3位です。

※出典：日本のエネルギー エネルギーの今を知る10の質問（2023年2月発行）｜経済産業省 資源エネルギー庁

日本は再生可能エネルギーに恵まれているのにもかかわらず、火力発電への依存度が高い傾向があります。欧米諸国や中国に比べ、再生可能エネルギーがなかなか普及しないのはなぜなのでしょうか？

再生可能エネルギーを主力電源化する場合、多額のコストがかかります。発電コストは年々減少傾向にあるものの、まだまだ高いのが現状です。

太陽光や風力、水力といったエネルギーはどこにでも存在しますが、それを1カ所に集めたり、電気に変換したりするのに多額の費用を必要とします。太陽光発電を例に挙げると、日本の事業用のシステム費用は欧州の約2倍です。

2019年における発電コストは事業用太陽光発電が約13.1円/kWh、風力発電が約11.3円/kWhでした。2030年には、それぞれ約5.8円/kWh・約6.6円/kWhの水準にまで下がる見通しです。

また、発電所を建設するには広大な土地が必要です。日本は国土が狭い上に適地が限られているため、米国や中国のような巨大な発電施設を作るのは容易ではありません。

※出典：再エネのコストを考える｜広報特集｜資源エネルギー庁

※出典：国内外の再生可能エネルギーの現状と今年度の調達価格等算定委員会の論点案｜資源エネルギー庁

電気は需要と供給の一致が不可欠であり、需給バランスが崩れると、停電（ブラックアウト）が起こる可能性があります。

太陽光発電や風力発電は、地理的条件や天候などによって発電量が大きく変動するため、需要に合わせた供給が困難です。人間の都合でなく、自然条件に合わせて発電をすれば、大停電が日常化する恐れがあるでしょう。

再生可能エネルギーを主力電源にするにあたり、余剰な電気を溜めたり、不足する電気を補ったりするシステムを構築しなければなりません。仕組みやシステムの構築にも多額の費用がかかるでしょう。

「余剰電気があれば、足りない地域に送電すればよいのでは？」と思う方もいるでしょう。日本の電力系統は、エリアごとに分かれており、エリア内で需要と供給のバランスを保っています。

エリア同士は送電線で結ばれていますが、流せる電気の量には上限があり、電気が余った地域から足りない地域に大量の電気を融通できない仕組みです。

再生可能エネルギーの電源がある地域と従来の大規模電源が立地している地域は必ずしも一致していないため、系統制約の問題をいち早く解決する必要があるでしょう。系統の増強には多額のコストが必要です。

2021年10月に閣議決定された「第6次エネルギー基本計画」によると、2030年度の再生エネの比率の目標は36～38%です。主力電源化に向け、日本政府はどのような政策を進めているのでしょうか？

2012年7月、国は再生可能エネルギーの普及を目的として、固定価格買取制度（FIT制度）をスタートさせました。

再生可能エネルギーで発電した電力を一定期間、一定の価格で電力会社が買い取ることを国が保障する内容で、買い取りに必要な費用は電気の使用者が電気料金の一部として負担します（再エネ賦課金）。

事業者や一般家庭が再生可能エネルギーを導入するには、多額の設備費用が必要ですが、固定価格での買い取りが約束されることで、投資回収の見通しが立ちやすくなります。実際、制度が導入された2012年7月に以降は、設備導入量が急速に増えました。

※出典：再生可能エネルギー 固定価格買取制度｜経済産業省 資源エネルギー庁

⇒固定価格買取制度についてもっと詳しく知りたい方はこちら

どのエネルギーにもメリットとデメリットの両方があります。特定のエネルギーに依存すれば、1973年の第1次オイルショック（石油危機）のような大混乱が起こりかねないため、再生可能エネルギーを主力電源とした「エネルギーミックス」の実現を目指しています。

エネルギーミックスとは、複数の発電方法をうまく組み合わせ、社会に必要な電力を供給する「電源種の多様化」です。2030年度におけるエネルギーミックスの構成割合を見てみましょう。

• 再生可能エネルギー：約36～38%
• 原子力：約20～22%
• 天然ガス：約20%
• 石炭：約19%
• 石油：約2%

再生可能エネルギーの導入拡大と同時に、景観や環境への影響が顕在化する可能性があります。地方自治体や地元住民とのトラブルも懸念されるため、いかに合意形成を図るかが課題となるでしょう。

※出典：日本のエネルギー エネルギーの今を知る10の質問（2023年2月発行）｜経済産業省 資源エネルギー庁

火力発電のエネルギー源である化石燃料は、地球温暖化を助長します。数十年後には、枯渇が懸念されるエネルギー資源もあり、再生可能エネルギーへの転換は急務です。

一方、再生可能エネルギーにはメリットとデメリットの両方が存在します。「安定供給が難しい」「莫大なコストがかかる」などの課題があり、日本の再エネ普及率は20%ほどに過ぎません。

電力の小売りが自由化されて以降は、電気の使用者が電力会社を選べるようになりました。太陽光発電や風力発電などの再生可能エネルギーを扱う電力会社から電気を購入すれば、持続可能な社会づくりに貢献ができるでしょう。