「再生可能エネルギーの動向について」
２０１４年５月１７日 三土会 ３４工 弓削耕
＜はじめに＞
2011年の東日本大震災以降、日本のエネルギー事情は一変してしまった。計画停電を避けるため、省エネに努め、主力の電力としては火力発電の総動員で、石油やLNGの使用を増やし、大童の手当てをしている。原子力発電の縮小で化石燃料の使用量が多くなり国内資金の支出が増えて国力を低下させている。その額は年３兆円超。日に100億円といわれる。代替エネルギー開発、安価なエネルギー源の獲得は急務となっている。エネルギー資源を将来にわたって確保していくためには、確固たる戦略をたてる必要があるとともに、その時点時点で慎重に考える必要がある。
＜これから先、日本はどれだけのエネルギーを必要とするかの予測＞
日本では少子高齢化が進んでおり、日本の人口は減り続けるものと予想される。国立社会保障・人口問題研究所の推定では、日本の人口は、2030年には2010年の90％、2040年には84％にまで減少すると予想される。人口減少と省エネ技術の進歩とを見こすと、日本の総エネルギー消費量は、将来的には減少していくものと予想される。日本における１次エネルギー供給量は、2010年の実績値で5.69億kL(原油換算)であるが、日本における１次エネルギー供給量は2010年比でみると、2030年には85％に、2050年には70％までに減少すると推定される。再生可能エネルギー活用は現在それなりに進展しつつあり、現状の開発努力を続ければ、日本における１次エネルギー供給量に占める再生可能エネルギーの割合は、2030年は全体の16％、2050年には40％を占めるものと予測される。原子力エネルギーに依存しなくとも、まだＬＮＧ、石炭、石油エネルギーに依存する割合が大きい。
＜日本政府の対応＞
日本政府は2012年７月から「再生可能エネルギーの固定価格買取制度」（FIT）を政策の目玉として導入し、再生可能エネルギーの普及をはかっている。このFITで再生可能エネルギー利用のインセンティブが得られ、設備設置の機運は増してきている。しかし、再生可能エネルギー源は一般に低効率、高コストで、発電量が天候に依存して不安定であるうえに、国内に再生可能エネルギー源の設備を設置する場合には、慢性的な土地不足に加えて、景観や環境や水利権などにまつわる厚い規制の壁にぶつかる。このため、現時点では、再生可能エネルギーは、化石燃料にただちに代替できるエネルギーとはなっていない。再生可能エネルギーを普及するFITの実行により政府や国民が負担する費用は上昇する。 ドイツなどでは、この高コストに国民が悲鳴をあげ、ＦＩＴの制度の存続があやぶまれた時期があった。日本のFITは世界で最も恵まれた制度であり、世界中が注目し参入を図っている。政府としては、再生可能エネルギーの普及が進展するに従って、絶妙のタイミングで買取価格を下げていく必要があり、一方FITを利用する民間企業は、コストダウンの努力を怠ってはいけない。再生可能エネルギーとしては、（１）太陽光エネルギー、（２）風力発電、（３）地熱発電、（４）バイオマス、（５）水力発電、（６）海洋発電、などがある。以下、これら個別の代替エネルギーの今後について、簡単に考察した。
＜再生可能エネルギー推論＞
（１）太陽光エネルギー
日本政府がFITを導入して以降、もっとも伸び率が高いのが、太陽光エネルギー活用である。FIT発足以来2013年12月までの１年半に運転を開始した設備は、住宅用で200万kW、特に非住宅用（メガソーラーなど）では480万ｋWで、それまでの累積導入量の５倍以上である。また、太陽光エネルギーはFITによる再生可能エネルギー導入設備の95％を占めている。もっともFITの認定を受けた発電設備は設置された設備量の数倍となっている。特に１MW（1000kW）以上のメガソーラーに参入する企業が増えている。メガソーラーの平均規模は3MW程度で、発電設備に必要な土地の面積は、平均1.8ha/MW、システム価格は３億円/MW程度で、建設期間は10MＷ以下では６ヵ月程度である。メガソーラーは騒音も出さず、建設も比較的容易であり、据付や保守への工夫は必要であるが、敷地外への環境に対する影響も少なく、景観的にもそれなりの存在感があり、国内での普及が進んでいるものと思われる。しかし、メガソーラー建設に利用できる土地としては未利用地や種々の跡地などを対象としているが、国内では限界があり、メガソーラーブームもこの2−3年で一段落するものと予想される。それに代わり工場やビルの屋根の利用や50ｋＷ以下のミドルソーラー設置のが今後加速するものと予想される。住宅用太陽パネルの設置は従来通りのペースで進むが、設置上の問題から新築の住宅が中心になるものと予想される。太陽電池パネルの場合、一般にホコリ、雑草等の付着が問題となり、雪国では積雪も問題となる。今後は年300万kWの設置ペースで2050年には1.1億kW超になり、再生可能エネルギーの40%超を占めると推定した。
（２）風力発電
風力発電もFITの対象である。しかし、日本国内では、設置しうる場所が限られている上に、騒音、バードストライク等の環境問題もあり、日本国内での風力発電は伸び悩んでいる。今後は洋上風力に期待するとところが大である。洋上着床式の風力発電装置は、欧米を中心に技術的にも進んでいるが、水深50ｍ程度までの遠浅の海に適している。日本には遠浅の海が少なく、日本での洋上風力発電に関しては、深い海にも対応できる浮体式の風力発電装置が有利である。浮体式は、世界的にみても技術開発が未着手である。しかし、日本では、五島沖や福島沖で実証試験が着手されている。造船技術などを活用して、台風や海流などの自然条件への耐久性などの課題を解決すべく、取組をすすめている。潜在的には風力発電のポテンシャルは大きいものであるが、現実的には、2050年に5000万kW、再生可能エネルギーでの比率14%が可能な値であると予測した。
（３）地熱発電
日本は地熱発電に恵まれ、賦存量2300万kWは世界３位であるが、地熱が得られる地点は、温泉地であるとか国立公園内であるとかの場合が多く、建設には景観をそこなわないようにする工夫が必要である。地熱発電もFITの対象ではあるが、1995年以来、開発は停滞している。今後は規制緩和、技術開発に期待し、2050年には640万kWと推定する。地中の熱利用は再生可能エネルギーの12%超と推定した。
温泉発電は、高温の温泉源泉の熱を利用するもので、資源ポテンシャルも高いが、そのうち130万kWが利用できると推定する。
地中熱発電は建物近傍の土地に配管を通し、地中の熱を暖房や冷房を中心に利用するものである。工事がやや大がかりとなるため、家庭用よりは業務用の大型の建物への設置が進むと期待される。
（４）バイオマス
バイオマスもFITの対象となっている。バイオマス発電の中では、パルプ工場の廃液である黒液を利用しての発電が占める割合が大きい。最近では木質バイオマス発電が着目され、増加している。バイオマスの熱量利用では、廃棄物原料が人口に依存することもあり、飽和するものと考えられる。合わせて再生可能エネルギーの11%超と予想した。
（５）水力発電
水力発電は従来から多く使われており、国内エネルギーの主力で900億ｋＷｈ前後の発電を安定して行ってきた。しかし、大規模水力発電所に適した立地は使いつくされた感があり、既存のダムにも設備劣化、土砂堆積などで、10年で５％の割合で減少すると予測する。中小水力発電は、地方の小さな川とか用水路等で発電して、その地方で電力を消費する、地産地消型のエネルギーである。中小水力発電は、まだ、日本国内でも開発の余地がある。中小水力発電に関しては、既開発350万kWをもとに2050年には11000万kW、再生可能エネルギーの10％は担うと推定した。
（６）海洋発電
波の力を利用する波力発電、潮の流れを利用する潮力発電は将来の夢としての楽しみはある。海洋の表層と、一定温度の深層の温度差、10-25℃を利用して発電する海洋温度差発電の利用を中心に再エネの10%を担えるかと期待した。
＜既存エネルギーについて＞
化石燃料はまだ暫くは主力となる。現状と比較して、石油は減少し、LNGは増加するであろう。石油資源は減少傾向であり、大切に使用すべきである。ロシアのLNG、アメリカのシェールガスには注目したい。相手が複数ある問題であり、対応は容易ではないが、国益にかなう戦略を考えていき、資源国とは友好関係を常に保っていく必要がある。今後の原子力利用の動向は不透明であり様々な意見があるが、既存のものは安全性、事故への対応を万全とし、地域住民の合意を得て、規制に合致したものは運転するとし、40年を経過した施設は廃炉としてはどうかと考える。廃棄物対策の技術を開発するべきである。新型のウラン原子炉やトリウム溶融塩炉の研究・開発を行なってはどうか。この方式は、プルトニウムの処理にも使える可能性がある。
＜再生可能エネルギーの将来＞
再生可能エネルギーは使用量を増やすとともに安定して使えることが必要である。日本の事情に合わせて、開発すべき技術と並行して事業化も着実に進めるべきである。
将来とも太陽エネルギーが中心になろうが、風力発電や地熱発電の開発に期待したい。バイオマス、中小水力発電、地中熱、温度差エネルギーは地産地消のエネルギーとして普及していくであろう。海洋エネルギーは将来の夢として実現を期待したい。再生可能エネルギーの普及には時間がかかるし、簡単に実現するものでもない。主力となる道程は遠いが、将来は全てがを再生可能エネルギーで賄えることを望みたい。
（詳細と参考文献は 弓削耕：「化学装置」56、No3、p17（2014）をご参照下さい）