再生可能エネルギーの基礎知識｜種類や現状、導入するメリットを詳しく紹介

気候変動対策が世界的な課題となる中、エネルギー源の見直しが急務となっています。

その解決策として期待されているのが、再生可能エネルギーです。再生可能エネルギーは太陽光、風力、水力、地熱、バイオマスなどを指しており、化石エネルギーに代わるエネルギーとして注目されています。

ここでは再生可能エネルギーの特徴や種類、日本と世界の現状、そして導入によるメリットまで包括的に解説します。

再生可能エネルギーとは

再生可能エネルギーは、枯渇せずに自然界から持続的に得られるエネルギー源を指します。具体的な種類は、太陽光、風力、水力、地熱、バイオマスなどがあります。石油や石炭といった有限な化石燃料と異なり、資源が枯渇する心配がない点が特徴です。

再生可能エネルギーの主な利点は、以下の通りです。

1. 石炭や石油、天然ガスなどの化石エネルギーと異なり、枯渇する心配がない
2. 輸入に頼らず国内生産が可能なため、エネルギー自給率の向上につながる
3. 利用時に二酸化炭素（CO2）を排出しないため、脱炭素社会の実現に貢献できる。

これらの特性から、再生可能エネルギーは持続可能な未来を支える重要な要素として、利用が拡大しています。

再生可能エネルギーの種類

再生可能エネルギーには、太陽光発電、風力発電、水力発電、地熱発電、バイオマス発電といった種類があります。それぞれの特徴や生産方法を詳しく解説します。

太陽光発電

太陽光発電は、太陽電池を用いて太陽光の光エネルギーを直接電力に変換する発電方式です。太陽光発電は太陽光が届く場所ならどこでも利用できるため設置場所の自由度が比較的高く、かつ二酸化炭素を排出しないため、家屋から規模の大きな土地まで幅広く設置が可能です。
しかしながら、天候や時間帯で発電量が変動するため、悪天候や日照時間が短い日が続くと、十分な発電量の確保が難しくなります。そのため、蓄電システムと併用することで天候や時間に左右されず利用できます。

水力発電

水力発電は、水が高いところから低いところに流れる力を利用して水車を回し電力に変換する発電方式です。天候に左右されにくいため、比較的安定した発電が見込めます。大規模ダムに設置する発電システムから小規模なものまで様々な形態があり、技術的に成熟しているため安定的なエネルギー源です。

風力発電

風力発電は、風の力を利用して風車を回し、タービンを通じて電力に変換する発電方式です。年間を通じて強い風が吹く地域での利用が効果的です。また陸上のみならず洋上での大規模発電が可能です。発電量が風況に左右されるデメリットはありますが、技術進歩で変換効率の向上が進んでいます。

地熱発電

地熱エネルギーは、地中の熱を利用してタービンを回し電力に変換する発電方式です。天候や昼夜を問わず発電が可能です。日本は地熱資源が豊富ですが、地熱を利用した発電に適した場所が限られており、かつ再生可能エネルギーの中では初期投資が高額です。

バイオマス発電

バイオマス発電は、植物や動物由来の有機性資源などを燃焼する際の熱を利用して電力に変換する発電方式です。資源を有効利用することから循環型社会の実現にも貢献します。エネルギーを生み出す方法も直接燃焼、ガス化、液体燃料化など様々で、廃棄物の性質だけでなく、地域の特性に合わせた方法で利用されることが注目されています。 

国内・世界の再生可能エネルギーの状況

主要国の一次エネルギー自給率比較(2020年)

引用：日本のエネルギー 2022年度版 「エネルギーの今を知る10の質問」｜資源エネルギー庁

 日本のエネルギー自給率は13.3%と、世界主要国の中で極めて低い水準にあります。ノルウェー（745.7%）やオーストラリア（327.4%）といった資源国はもちろん、アメリカ（103.5%）やイギリス（63.1%）と比べても著しく低い状況です。

日本の一次エネルギー供給構成の推移

引用：日本のエネルギー 2022年度版 「エネルギーの今を知る10の質問」｜資源エネルギー庁

また国内のエネルギー供給構成は、さらに、日本の一次エネルギー供給の83.5%を化石燃料が占めており、再生可能エネルギーはわずか13.9%に留まっています。
日本はまだまだ化石燃料に依存しており、エネルギー自給率の向上を目指すために、再生可能エネルギーの普及を進めることが課題と言えるでしょう。

日本も再生可能エネルギー拡大へ

日本も再生可能エネルギーの普及を世界水準に引き上げる取り組みを実施しています。

政府は、エネルギーミックスで、2030年までの再エネ目標を36〜38%としています。
これは、2011年度の再生可能エネルギー比率の10.4%から3倍以上の増加を目標としています。 

世界では2023年の国連気候変動枠組条約第28回締約国会議（COP28）において再生可能エネルギーの発電容量を3倍とする目標が合意されています。 

こうした潮流から、日本の地理的・社会的特性に合わせた再生可能エネルギーの普及拡大が期待されています。

再生可能エネルギーの活用方法

電力に活用されている割合が高い

再生可能エネルギーの多くは電力として活用されています。特に太陽光エネルギーや風力エネルギーで、電力として活用されている割合が高くなる傾向があります。
太陽光・風力発電に必要な装置は家庭用から大規模発電所まで幅広く導入され、送電網を通じて発電した電力が供給されています。二酸化炭素（CO2）を排出しないクリーンな電力源として利用されています。

地熱や太陽光は熱も活用される

地熱と太陽光は、電力だけでなく熱として、温水や冷暖房にも直接利用される場合があります。具体的には、地熱は温泉施設や農業用ハウスの熱源として、太陽熱は給湯や暖房システムに活用されます。熱の直接利用は変換ロスがないため、電力よりもエネルギー効率が高くなります。電気と熱の両方を利用することで、エネルギー変換効率の向上が期待できます。

バイオマスエネルギーは燃料電池の燃料にも

バイオマス発電によるエネルギーは、燃料電池の燃料としても活用されています。植物や動物の廃棄物の発酵で生成されるメタン、エタノール、水素は、燃料電池の燃料になります。エネルギーを生み出す途中で生じる水素なども活用することで、エネルギーを効率的に使うことができます。

再生可能エネルギー導入のメリット

エネルギーコストを削減し、光熱費・燃料費の低減

企業や自治体にとって、再生可能エネルギーの活用は、光熱費・燃料費などの長期的なエネルギーコスト削減につながります。特に、太陽光発電を自家消費する場合は、光熱費・燃料費を減らすことができ、電気料金が値上げした場合でも影響を受けにくくなります。

安定供給が見込めるため、災害時の電源確保、事業継続に有用

再生可能エネルギーは、太陽光や風力など、自然の力を利用するため、資源の枯渇リスクが低く、長期的な安定供給が見込めます。そのため災害による大規模停電の影響を受けにくく、非常時の電源を確保できるというメリットがあります。災害時のバックアップとしても活用することができます。

受注や資金調達が進めやすくなる

再生可能エネルギーを導入することで、受注や資金調達が進めやすくなり、企業の競争力向上の機会につながります。再生可能エネルギー導入に際して、補助金制度などを活用することで、コスト負担を減らせる場合もあります。昨今では、投資家や、取引先等からの脱炭素要請が増えている為、脱炭素要請への対応を行うことで、継続的な取引の維持だけでなく、新たなビジネスチャンス創出に繋がります。

再生可能エネルギー導入の課題

インフラ構築のための初期投資が高額

再生可能エネルギーの導入には高額な初期投資が必要です。太陽光発電設備や風力発電設備の設置などで大きな費用がかかるため、負担が大きくなります。 

しかし「地域未来投資促進税制」や「再生可能エネルギー発電設備に係る課税標準の特例措置」など、再生可能エネルギー導入のための税制優遇制度を活用することで、初期投資の負担を軽減できます。 

またPPA(Power Purchase Agreement：電力販売契約)と呼ばれる、初期費用ゼロで太陽光発電システムを導入できるサービスもあります。PPA事業者が設備の設置・保守を行うので、利用者は設置場所を貸すことで初期費用を負担せずに導入できます。 

これらの補助金制度やPPAを利用して、初期費用の負担を減らすことができます。

導入に関する法的手続き・規制をクリアする必要がある

一般的に大規模な再生可能エネルギーの導入には、多種の法的手続きと規制への対応が求められます。電気事業法や建築基準法に基づく手続き、環境影響評価などが一般的に挙げられます。さらに地域の景観条例など、再エネ以外の法律・条例も確認する必要がある場合もあります。

これらの手続きは複雑で進め方がわかりにくく、導入の障壁となっています。専門家のアドバイスや自治体への相談が有効な対策となります。 

ナレッジリーンでは再生可能エネルギーを導入するための、法的手続きや規制への対応についてコンサルティングを実施しております。再生可能エネルギーの種類を問わず、お気軽にご相談ください。

発電量が自然現象の影響を受けやすい

再生可能エネルギーは自然から作られるエネルギーであるため、自然現象の影響を受けやすいという課題があります。 

曇りや無風の日には発電量が大幅に低下します。そのため、蓄電システムの導入、複数の再生可能エネルギー源の組み合わせ、スマートグリッドの活用、気象予測技術の向上などの対策が必要です。

まとめ

再生可能エネルギーは持続可能な社会の実現に不可欠です。再生可能エネルギーの導入は、長期的なランニングコストの削減や、企業競争力向上などのメリットがあります。一方で、高額な初期投資や複雑な法的手続きなどの課題もありますが、補助金制度やPPAの活用や専門家への相談などで負担を軽減することも可能です。

ナレッジリーンでは、再生可能エネルギーに関するコンサルティングを実施しています。再生可能エネルギーの導入や法律手続き、優遇税制などに関してお悩みの方はお気軽にご相談ください。

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