太陽光発電によせる期待と私たちの生活

日本の電力発電の実態

はじめに、日本の発電電力における構成を見ていきたいと思います。ここで注目すべき点は2011年に起きた東日本大震災によってエネルギーミックス（エネルギー構造）が変化したという点です。以下は震災前の2010年度（左側）、震災後の2014年度（右側）における一次エネルギー供給構造です。

グラフから見てもわかるように、震災後、原子力発電が批判・規制された影響もあり、石炭・石油・LNGの化石燃料の割合が増えています。日本には資源がないため、化石燃料全てを輸入に頼っている状態にあります。そのため、他国の影響を非常に受けやすくなっています。

例えば、輸入先の国で紛争が勃発したり、テロなどが起きたりした場合には、価格が一気に上がってしまうと予測できます。この状態を回避するためにも、自国で生産が可能な再生可能エネルギーを増やしたり、輸入先の分化を行ったりしていく必要があるのです。

日本の再生可能エネルギーの構成

現在の日本の再生可能エネルギーの状態がどうなっていくのかについて見ていきたいと思います。日本の再生可能エネルギーは全体の14.5%程度(2015年時点)です。その中の7%程度が大規模水力発電です。この大規模水力発電は、日本という土地が狭く、山が多い土地にとって、これ以上増やすことは困難と考えられています。

そのため電力供給の大きな変化がない限り、大規模水力発電は今後も変わらず、7%程度を保っていくと考えられます。そのほかの再生可能エネルギーに関しては、以下のようになっています。

再生可能エネルギー	割合
大規模水力	7.1 %
小水力	1.7 %
バイオマス	1.6 %
風力	0.5 %
地熱	0.2 %
太陽光	3.3 %
合計	14.5%

2015年度のエネルギーミックス　出典：自然エネルギー白書2016より作成

地球温暖化への意識が高くなっている現在では、再生可能エネルギーへの移行が必須となってきていると思いますが、どの再生可能エネルギーが伸びていくのでしょか？

再生可能エネルギーの特徴

再生可能エネルギーにはそれぞれ、メリット・デメリットが存在します。それらを理解しながら、最適なエネルギーを伸ばしていく必要があるのです。以下は再生可能エネルギーにおける特徴などを述べたものです。

太陽光発電

日本では初期費用がまだ高い状態にありますが、寿命が長く、電気代を浮かせ、余った電気を売ることができます。しかし、天候に作用されやすい、災害などで壊れてしまうことがある、メンテナンス費用が多少かかってしまうなどのデメリットも存在します。

太陽光発電システムの価格はどうなのかというと、数年前に比べて安くなってきています。高くてなかなか手が出せなかったのが導入しやすくなってきており、それが太陽光発電を広く普及させています。導入の際にかかった費用を10年で割ることで発電単価を知る事ができますが、それが電力会社から電力を購入するよりも安いという、グリッドパリティが起こりつつあるのです。

地熱発電

初期費用が高く、地下資源の調査から実際の運転開始まで、大規模なものになると10〜15年もかかると言われています。しかし、発電設備が整っていない為あまり認知されていませんが、日本は世界第３位の地熱資源国と言われています。火力発電や原子力発電と比べると、発電容量が小さい為あまり普及されていませんが、設備稼働率でみると７０％程度高い数字を誇っています。今後発達の余地は十分にあると言えます。

水力発電

現在までに日本では大規模な水力発電は開発済みの為、今後拡散する可能性は極めて低いと言えます。外部からの影響を受けず、温室効果ガスは排出しないので、今ある水力発電は今後も継続していくと考えられます。世界では水力発電に適している土地があるので、増えていくと予測されますが、ダム建設に伴う自然環境破壊も懸念されています。

風力発電

風が吹けば２４時間発電可能であり、冷却水を必要としません。現在では、陸地だけでなく、海の上でも発電することが可能となっています。しかし、風速によって発電量が左右されたり、落雷による故障のリスクが高かったりとデメリットも多く見られます。また、風車から低周波音や機械音が発生し、近隣に騒音問題を起こすがあるので設置場所が限られています。

バイオマス

バイオマスとは、動植物などから生まれた生物資源の総称です。バイオマス発電では、この生物資源を「直接燃焼」したり「ガス化」したりするなどして発電します。技術開発が進んだ現在では、様々な生物資源が有効活用されています。

家畜排泄物や生ゴミなど、捨てていたものを資源として活用することで、地域環境の改善に貢献できます。しかし、バイオマス資源の収集と保存にコストがかかる、燃料として使うために食用の作物栽培が減る可能性などの問題点も露呈しています。

その他のエネルギー

原子力発電

原子力発電は安定して、大量の電力を得ることができ、発電量あたりの単価が安いので経済性が高いのが特徴です。しかし、放射線の管理が難しい、発電停止から廃炉解体が完了するまでに時間がかかる、事故が起きた時の被害が大きいなどのデメリットも多くあります。

原子力発電って今後どうなるの？？

東日本大震災が起こり、原子力発電での被害が大きくなる以前では、温室効果ガスを排出しない原子力発電は、今後再生可能エネルギーとして大きな役割を果たしていくと期待されていました。しかし、震災後原子力発電をゼロにする動きが活発になってきました。今後原子力発電はどうなっていってしまうのでしょうか？

現在（平成２９年５月８日時点）日本の原子炉の状態は、廃炉決定済１５基、適合性審査未申請１９基、新規性基準への適合性審査中１６基、原子炉設置変更許可済７基、稼働中３基です。原子炉は４０年で廃炉にするという運転制限があり、申請を出したとしても６０年後には完全に廃炉になってしまいます。

このまま、新しい炉が作られず４０年で運転が終了するとするならば、２０５０年には全ての原子炉が運転終了となってしまいます。このまま、原子力の全てを廃炉にしてしまうことが果たして良いことなのでしょうか？日本には、原子力発電において、他国と比べても非常に高い技術を持っています。地震が起きなかったとすれば、地球温暖化への意識が高まってきている現在では原子力発電はますます拡大を続けていたと思います。

しかし、日本は地震が多い国、福島原発事故による大きな被害、今後原子力に代替する再生可能エネルギーの開発を考えた時、日本では原子力に頼ることは少なくなると思います。加えて、原子力を稼働しようと考える際には、放射性廃棄物の処理も考える必要があります。

人間による、恒久的な管理の継続は困難であり、将来世代にも管理の負担を負わせることになるので、最終的には人間による管理がなくなったとしても安全に処分できる方法を検討していかなければいけません。よって全てを統括した際、原子力に伴うリスクの方が大きくなってしまうため原子力発電はなくなってしまうのではないかと思います。

原子力発電は、温室効果ガスを出さない再生可能エネルギーという点ですごく魅力的ではあるが、それに伴うリスク、コスト、将来性を考えると、新しい炉を建設することはなくなってしまうと思います。しかし、これまでの技術を失ってしまうのはもったいないことなので、原子力発電を行っている国などに継承していってほしいなと思います。

原発にかける想いの変遷

東日本大震災が起こり、原発反対運動が広がっていた当初の頃、私は原発を廃止してしまうのは良くないことだと思っていました。原子力というのは、温室効果ガスを出すことも少なく、一度反応を続けてしまえばずっと反応し続けるということで、なんと素晴らしいものなのだと思っていたからです。

放射線のリスクはあるにせよ、日本の技術力があれば、うまく生かしていけると思っていたからです。自分が原発の事故に関わっていないこともあり、原発の恐ろしさについても良くわかっていなかった自分がいたことにも関連があったと思います。

原発の被災者のことを考えると後ろめたい気持ちもあったのですが、それよりも環境に負荷の少ない原子力発電を続けて、拡散していく必要があると思っていました。色々なことに対する知識が少なかった自分だからこそ、その考えを持ってしまったのだと思いますが、大学での授業や、本を読むにつれ、原子力発電に頼らなくても、環境への負荷も少なく、リスクも少ないエネルギーがあり、そういったものを広げていくべきだと考えが変わったのです。

まだまだ知識がたくさんあるわけではないので、これが本当に正しいとは思っていません。しかし、知識が少ないということは、ある意味怖いことだなと思いました。何か物事を考える時は、色々な情報や知識を知った上で考えていくことが重要だと感じました。

今後のトレンドは太陽光発電！！

さて、エネルギーについてそれぞれ特徴などを見てきましたが、総括すると日本での今後のトレンドは太陽光発電なのかなと思います。価格の問題、発電の安定性、蓄電池という部分で問題点はありますが、資源がない日本にとって太陽光発電は大きな役割を果たしてくれると思います。地球環境を守るためにも、太陽光発電を広めていければ良いなと思います。

なぜ太陽光発電なの？？

実は世界と比較すると、再生可能エネルギーの中で風力発電も太陽光発電と同じぐらい注目されています。しかし、日本という土地が狭く、人口密度が高く、風が安定しない地域にとっては、太陽光発電が再生可能エネルギーの中で主力になってくると考えられます。

太陽光電池という半導体は、日本人が発展当初から研究してきた分野であるとともに、政府が他のエネルギーに比べて補助金を多く出してくれています。また、太陽光発電は他の発電システムと違い、様々な発展をしてくれます。

例えば、フィルム型のペロブスカイト太陽光電池や、透明で曲がる太陽電池など生活の中の一部ともなり得るのです。単に、太陽光電池を設置して電力を発電するだけでなく、生活の中の様々なところで活かせる可能性を秘めているのです。

加えて、太陽光発電の設置は比較的簡単に設置でき、人体に危険が及ぶ可能性も低く、蓄電池の発展が進んでいる現在では、比較的広がりやすいと思います。現在、発電交換効率は低い状態にありますが、量子ドット型太陽電池の発明により、変換効率が70%まで上げられる可能性も出てきました。

技術が発達し、変換効率が良くなると同時に、太陽光発電による発電コストも下がってきます。これから先、コストはますます下がっていき、火力発電による価格よりも下回ると予測できます。

このように、今後太陽電池は様々な場面での開発の余地があり、日本という土地、コストの面、環境に優しいという観点からも、太陽光発電を推進していくことが良いのではないかと思います。

太陽光発電と電気自動車のスマートライフ

現在では太陽光発電により作った電力を貯めておくことが難しい状態にあります。しかし、電気自動車の発達に伴って、家庭での太陽光発電の普及が進んでいくと考えられます。つまり、電気自動車に搭載されている蓄電池に、各々の家庭で設置した太陽光発電から得られた電力を貯めるという構造を作ることです。

日本では、家庭に対する自動車の保有率は高いのですが、稼働率が低く、置き去りにしている状態が多いのです。なので、その自動車全てを電気自動車に代替させ、電気自動車を家庭の蓄電池として使ってしまうというものです。

これは自動車の有効活用、地球温暖化への配慮、電気代の節電と多くのメリットがあります。現代では、まだまだ電気自動車の開発・普及が広がっていませんが、数十年後にはガソリン車ではなく、電気自動車が走っていることを期待しています。

そして、その頃には太陽光発電も発達し、コストダウンかつ、より効率のよいものが生まれていることを期待しています。電気自動車と太陽光発電を使えば、温室効果ガスを排出しない、スマートライフを築いていけるはずです。スマートライフを送ることが、かっこいいと思わせるような社会にしていきたいです。

藻類バイオエネルギーによせる期待

再生可能エネルギーに関して、太陽光発電は確実に伸びていくものだと思いますが、もうひとつ、私が個人的に注目しているのは藻類のバイオエネルギーです。現在、藻類がバイオ燃料の原料として注目されつつありますが、それはバイオ燃料生産量の高さにあります。

大豆からのバイオ燃料生産量は、年間1ha(ヘクタール)あたり1,900ℓ、パーム油5,950ℓに対し、藻類は98,500ℓと格段と高いのです。更に藻類は樹木と比較して10倍のCO2を吸収する能力があります。日本の領土自体は小さいですが、その周りの領海、経済水域を多く持っています。よって、この膨大な海洋面積を利用して、藻類によるバイオエタノールを開発・拡散ができるのではないかと思います。

東北電力㈱の仙台火力発電所では、冷却水用の海水取水口に年間約300トンもの海藻が流れ込み、廃棄物として処理されています。開発された技術を使えば、今までの「廃棄物」が「海洋バイオマス」資源となり、得られるバイオエタノールは発電所の燃料として使用できます。

資源の少ない日本にとって、藻類は目の前に現れた大量の燃料なのではないでしょうか。この藻類のバイオ燃料を、自然環境を破壊しないように、うまく使っていくことが今後の鍵になっていくと思います。藻類のバイオ燃料は日本だけでなく、世界のエネルギー問題と地球温暖化問題を解決するひとつの手段となってくれると思います。

省エネの必要性

さて、これまで再生可能エネルギーにシフトしていくべきだと述べてきましたが、生み出したエネルギーを効率良く使っていくことも大事です。省エネとは、「省エネルギー」の略で、石油や石炭、天然ガスなど、限りあるエネルギー資源がなくなってしまうことを防ぐため、エネルギーを効率よく使うことをいいます。

省エネは、地球温暖化防止だけでなく、エネルギーの安定供給確保にも役立っています。再生可能エネルギーが開発され、拡散しようとする考えが広まってはいますが、エネルギーの全てを再生可能エネルギーで補うのは現在不可能です。そこで、エネルギーの効率化、安定確保のためにも省エネ拡散の必要性が高まっています。

省エネのメリット

省エネを広げていくことが重要なことは明確ですが、実際社会で広めていくためには、何かしらのメリット、もしくは省エネにしないことへのデメリットを作る必要があると思います。

人はなにで動くのでしょうか？？私が一番に思うことはお金です。例えば、レジ袋の有料化がスーパーを中心に行われるようになりましたが、その結果エコバッグを持ってくる人が増え、レジ袋の削減に繋がりました。

これはデメリットの例ですが、家電の例で言うと、省エネ家電したからこそ電気代が安くなる、省エネポイントがもらえるものなどのメリットの付加が大事になってくると思います。確実に電気代が下がるとわかっており、自分に対するメリットが明白の場合、省エネ家電を選ぶと思います。省エネとは効率良く、エネルギーを使っていくのだから、そのもの自体のコストが下がって行けば省エネ家電がもっと普及していくと思います。

IoTと家電の省エネ可能性

現代インターネットが発達し、IoT(Internet of Things)の考えが広まっています。IoTとはセンサーやデバイスといった「モノ」がインターネットを通じてクラウドやサーバーに接続され、情報交換することにより相互に制御する仕組みです。IoTにより、環境、位置、動き、開閉、施錠の状態、ペットの動きなどを知ることができ、離れたものを操作することができるようになります。

IoTの技術は現在も発達していますが、今後もっと発展し、広がっていけば、より省エネにもつながっていくと思います。家電と手持ちのスマートフォンなどを繋げることにより、離れた場所から家電の状態を知ることがき、無駄な電力消費を抑えることができたり、システム的に管理ができたりします。　

現在にもIoTの技術が開発され、運用されている部分はあるにせよ、一般の人へは広がっていないのが現状です。インターネットが生活と切り離せないものになっている現在だからこそ、インターネットをうまく使って、地球環境に優しい社会を作っていけたらいいなと思います。

最後に、、、

地球温暖化対策に向けて、エネルギーミックスを考えることは大切なことだと思います。日本には資源がないですが、大量の電力を必要としています。資源には制限があり、自分たちが生きている間ではないかもしれませんが、将来的には枯渇してしまう可能性が高いです。

自分たちが自分本位にエネルギーを考えるのではなく、地球規模、次世代のことも考えながら、今後の対策をとっていく必要があると思います。省エネ活動が活発になり、再生可能エネルギーの代替が進み、環境への負荷がないような世界になっていくことを望んでいます。

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