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]]>出力制御とは、需要と供給のバランスを保つため、発電量をコントロールすることです。
太陽光発電を行う事業者にとって、出力制御は非常に大きな課題となります。
本記事では、出力制御の概要とともに、なぜ出力制御が行われているのかをまとめました。
年々増加している理由とともに、各電力会社の出力制御の状況も解説しています。現在、太陽光を取り入れている、もしくは今後導入を検討している方は参考にしてください。
出力制御とは、電力の需要と供給を一致させるために、電力の供給を一時的に制御することです。
つまり、出力制御が行われている間は、発電量を抑えなければなりません。
出力制御には「需給バランス制約による出力制御」と「送電容量制約による出力制御」の2種類があります。
それぞれの内容を詳しく見ていきましょう。
需要バランス制約による出力制御とは、電気が発電され過ぎて余った際に行われるものです。
需要以上に電気が発電されると余り、需要と供給のバランスが崩れます。
常に変動している需要に合わせ、行われるのが需要バランス制約による出力制御です。
電気の需要は、軸や時間帯などによって大きく変動するでしょう。その変動とのバランスを取るために、常に需要と供給をチェックしながら出力制御を行う必要があります。
送電容量制約による出力制御とは、送電線・変圧器に流せる電気の量が、上限を超える恐れがある場合に行われるものです。
上限を超えたままで電気を流し続けると、大規模停電など多くのトラブルが発生する可能性があります。
このようなトラブルを避け、安全に電気を供給するためにも、送電線・変圧器に流せる電気量には上限が設けられています。
出力制御には、固定と更新の2つのスケジュールがあります。
ここでは、出力制御のスケジュールについて詳しく見ていきましょう。
固定スケジュールは、電力会社があらかじめ決定した日程に基づき、行われる出力制御です。
各電力会社が発表するスケジュール通りに行われるため、発電事業者は発表された内容をもとに対応を行います。
発表されたスケジュールを発電所のパワコンに直接登録し、出力制御に備えましょう。固定スケジュールは基本的にインターネットを使わず行われるため、オフライン制御とも呼ばれています。
更新スケジュールは日程が変更された際、電力会社が発表する最新のスケジュールに基づき、行われる出力制御です。
出力制御は基本的に固定スケジュールで行われますが、天候などによって状況が変わるケースも多々あります。
そのような場合に、もともとのスケジュールを変更し、更新スケジュールとして行うのが更新スケジューです。更新スケジュールはインターネットを使用することから、オンライン制御とも呼ばれています。
出力制御は、需要と供給のバランスを調整するために必要なものです。
以下で、詳しい内容とともに、バランスが崩れた場合に起こることを解説します。
出力制御が必要な理由として、需要と供給のバランス調整が挙げられます。
発電される電気の量と、使用する電気の量が見合わない場合、バランスが崩れてトラブルを起こす可能性があるでしょう。
電気は作りすぎても蓄えられないため、需要が減ると必然的に供給量を減らす必要があります。その際、行われるのが出力制御です。
出力制御を行わず、需要と供給のバランスが崩れた場合は、以下のようなことが起こる可能性があります。
それぞれ、詳しく見ていきましょう。
需要と供給のバランスが崩れ、上限を超える電力が流され続けると、電子機器が故障する可能性があります。
電圧や周波数に影響が出ると、送配電設備の電子機器の故障が起こるほか、故障を防ぐための自動停止機能が作動することもあるでしょう。
電子機器の故障や自動停止機能の作動が起こると、一時的に大規模停電が発生するリスクがあります。
そのため、大きなトラブルへと発展する前に、出力制御を行うのが基本です。
出力制御によって供給量を調整することで、トラブルを未然に防げます。
近年では、出力制御量が増加していると言われています。
出力制御量が増加している主な理由は、以下の通りです。
それぞれの理由を、詳しく解説します。
太陽光発電を取り入れる事業者が増えたことで、近年では電気の供給量が増加傾向です。
駐車場や空きスペースを使い、太陽光パネルを設置する企業も少なくありません。
一方、需要は増えているわけではないため、必然的に出力制御が多く行われます。
出力制御が増加する理由の一つとして、出力制御のルール変更が挙げられます。
2022年度に出力制御のルールが変更されたことで、10kW以上の発電所全てが出力制御の対象になりました。
旧ルール | 新ルール | 指定ルール | |
無保証での出力制御の上限 | 年間30日 | 年間360時間 | 無制限 |
出力制御機器の設置義務 | なし | あり | あり |
また、無保証での出力制御の上限が年間30日から、年間360時間に変更されています。
出力制御に対応したパワコンの設置義務も追加され、さまざまな変更が加えられたことで出力制御量も増加したと考えられるでしょう。
出力制御は、基本的に以下の順番で行われます。
太陽光発電の出力制御は5番目の順位です。
しかし、2番目にある「他地域への送電」において、今後は解消できる電気量が減少する見込みです。
はじめは九州電力エリアのみで行われていた出力制御が、各電力会社で行われるようになったためです。
他地域でも送電を受ける余裕がないので、優先順位の低い太陽光発電にも大きな影響を及ぼす可能性があります。
2023年は晴天日が多かったことから、太陽光発電による発電量が増加したと言われています。
前年よりも太陽光発電によって作られた電気量が多い場合、需要が大きく増えない限りは出力制御量が増える可能性があるでしょう。
天候については、年によって大きな差があり、予測を立てることはなかなかできません。
発電量が増えることも視野に入れ、太陽光発電について考える必要があります。
電気料金高騰による節電が行われていることも、出力制御量が増加する理由の一つです。
前述の通り、出力制御は需要と供給のバランスを調整するために行われます。
つまり、需要が減れば供給も減らさなければならず、出力制御量が増加してしまうのです。
今後も電気料金は高騰することが考えられるほか、物価高騰なども相まって節電を取り入れる方は増える見込みです。
そのため、出力制御量がより増えることが懸念されます。
電力会社から出力制御の要請が来た場合は、手続きなどをして対応しなければなりません。出力制御に対応する場合の基本の流れは、以下の通りです。
出力制御の対応方法について、順を追って解説します。
初めて出力制御に対応する場合は、「出力制御機能付PCS仕様確認依頼書」を提出する必要があります。
電力会社に必要な書類を提出すると、「契約情報」と「発電所ID」が届くため、必ず確認しましょう。
その後、インターネット回線の契約を行います。インターネット回線は、更新スケジュールに対応する際に必要です。
電波が悪いと自動で固定に切り替わることがあるため、安定した回線を選びましょう。
次に、出力制御を行うために必要な機器を設置します。
基本的には、出力制御に対応したPCS(パワコン)、出力制御ユニットなどが必要です。
出力制御機能付PCSは、インターネットを介して出力制御のスケジュールを取得する際に使用します。
専用の機器が設置されていない場合、出力制御には対応できません。必ず、最初の段階で設置しておきましょう。
機器の設置が完了した後は、電力会社からの連絡を待ちます。
固定スケジュールが発表されたら、登録を行ってください。
また、スケジュールに変更がある際は電話やメールなどで連絡がくるため、連絡内容に従って更新スケジュールを登録しましょう。
スケジュールを設定しておけば、基本的には自動で出力制御が実施されます。正常に実施されているかどうか、確認してみてください。
実施後は、自動的に発電が再開されます。出力制御が終了した後、無事に発電が再開されているかどうか確認しましょう。ここまでが、出力制御を行う一般的な流れです。特に、はじめての場合は手続きが必要になるため、必ず事前にチェックしてください。
出力制御については、各電力会社によって状況が異なります。
ここでは、各電力会社ごとの出力制御の状況を解説します。
電力会社名 | 2018年度 | 2019年度 | 2020年度 | 2021年度 | 2022年度 | 2023年度 |
---|---|---|---|---|---|---|
北海道電力 | × | × | × | × | 実施 | 実施 |
東北電力 | × | × | × | × | 実施 | 実施 |
東京電力 | × | × | × | × | × | × |
北陸電力 | × | × | × | × | × | 実施 |
中部電力 | × | × | × | × | × | 実施 |
関西電力 | × | × | × | × | × | 実施 |
中国電力 | × | × | × | × | 実施 | 実施 |
四国電力 | × | × | × | × | 実施 | 実施 |
九州電力 | 実施 | 実施 | 実施 | 実施 | 実施 | 実施 |
沖縄電力 | × | × | × | × | 実施 | 実施 |
最初に出力制御を行っていたのは、九州電力です。
2018年度から出力制御を実施しており、現在も継続した制限を行っています。
2021年度までは九州電力のみで出力制御を行なっており、他の電力会社は実施していませんでした。
しかし、2022年度になると、中国電力や東北電力も出力制御を実施するようになり、徐々に全体の制限量が増えていきます。
2022年度には、北海道電力・東北電力・中国電力・四国電力・九州電力・沖縄電力の6社が制限を実施しました。
これまで、九州電力のみだった出力制御のエリアが拡大され、太陽光発電による電力にも影響を及ぼすようになります。
この頃でも、電力需要の大きい関西電力エリアや東京電力エリアでは、出力制御が行われる可能性は低いとされていました。実際に、2022年度までは東京電力、関西電力ともに出力制御は実施されていません。
2023年度になると、中部電力や関西電力で出力制御が実施されました。
これまで、関西電力では出力制御が行われる可能性は低いとされていましたが、節電や太陽光発電を取り入れる事業者の増加によって、実施されたと考えられます。
現在では、出力制御が実施されていないのは東京電力のみです。しかし、2024年度については東京電力でも出力制御が行われる見通しとなっています。「154kV上越幹線」「66kV玉諸線」などが対象となると言われているため、今後の発表にも注目しましょう。
今回は、太陽光発電における出力制御について解説しました。
出力制御は需要と供給のバランスを調整するために行われるもので、近年では出力制御量が増加しています。
増加の理由にはさまざまなものがありますが、節電などによって需要が減っていることが主です。
出力制御に対応するためには、手続きや機器の設置を行う必要があります。
今後、太陽光発電を取り入れたいと考えている方や、すでに導入している方は、ぜひ本記事の内容を参考にしてみてください。
投稿 各地で増加する太陽光発電の出力制御とは?必要な理由や対応も解説 は 省エネ対策のエネトク に最初に表示されました。
]]>投稿 【1分でわかる】ペロブスカイト太陽電池を徹底解説~従来型との比較、特徴、将来性、課題まで~ は 省エネ対策のエネトク に最初に表示されました。
]]>ペロブスカイト太陽電池とは、従来の太陽電池に比べて低コスト、軽量化が実現された次世代の太陽電池です。
さらに、従来の太陽光発電システム(シリコン系)よりエネルギー変換効率を格段に高めることが期待できるポテンシャルを有しています。
この記事では、従来の太陽光発電システムのデメリットを確認したうえで、ペロブスカイト太陽電池の特徴と将来性、課題を解説します。
太陽光は地球に無尽蔵に降り注ぎ、なおかつ無償です。
この天の恵みを使う太陽光発電は、画期的なエネルギー獲得手法といえるでしょう。
そのため、従来型太陽光発電は全世界で使われていますが、それでもなお、火力発電や原子力発電を不要にするほど普及しているわけではありません。
それは、従来型太陽光発電システムには次のようなデメリットがあるからです。
ペロブスカイト太陽電池は、これらの従来型太陽光発電システムのデメリットのいくつかを補うものとして期待されています。
ペロブスカイト太陽電池の特徴をみていきましょう。
ペロブスカイト太陽電池に何が使われていて、どのような仕組みで電気をつくるのか解説します。
ペロブスカイト太陽電池は、ペロブスカイトを使って太陽光のエネルギーを電気に変える発電技術です。
ペロブスカイトとは特定の結晶構造を持つ化学物質の総称で、その主な原料はヨウ素と鉛です。
太陽光は光子という粒子の形態で地球上に降り注いでいます。
ペロブスカイトには、光子を吸収する性質があるのでペロブスカイトを太陽光に当てるとそのなかに光子が蓄積されていきます。
電気を起こすのは、ペロブスカイト内の電子で、ペロブスカイト内に取り込まれた光子は、電子を励起します。励起とはエネルギーが低い状態から高い状態に移る現象です。
光子が電子を刺激してエネルギーが高まる、といったイメージです。
励起された電子は(つまり高いエネルギーを得た電子は)、エネルギーを持った状態で移動を始めます。そして電流が生まれます。
電流が生まれた状態こそ、電気の誕生です。
以上の過程から、ペロブスカイトが太陽光から電気をつくっている、といえるわけです。
太陽電池には大きく、シリコン系、化合物系、有機系の3つのタイプがあります。
従来型太陽光発電は、シリコン系に属し、ペロブスカイト太陽電池は有機系に属します。
ペロブスカイト太陽電池の優位性はシリコンを使わないことにあります。
太陽光発電に使えるほどの高純度のシリコン(シリコンウエハ)をつくるには、シリコン鉱石を約2,000度の高温で加熱してシリコンを取り出し、精製を重ねて不純物を取り除く必要があります。シリコンウエハは高コストであるだけでなく、地球に優しくないのです。
しかも、シリコンウエハを太陽光発電に使うには太陽光パネルにする必要があります。
太陽光パネルはシリコンウエハをガラスに貼り付けて、さらにポリマーシートで挟む構造になるので1平方メートルあたり10kgにもなります。
ペロブスカイト太陽電池は、シリコンの代わりにペロブスカイトを使っているわけですが、この主要原料はヨウ化鉛です。
ヨウ化鉛は鉛とヨウ素を化学合成してつくるため、材料コストも製造コストも、シリコンウエハと比べるとはるかに安価にすることができます。
なお、日本は世界有数のヨウ素生産国です。
太陽電池に使われるペロブスカイトは液体にすることもできて軽量なので、さまざまな物質に塗って使うことができます。
ペロブスカイト太陽電池が次世代太陽電池とみなされているのは将来性が高いからです。
ペロブスカイト太陽電池の可能性を紹介します。
現在、太陽電池全体に占める従来型太陽光発電(シリコン系)のシェアは95%にもなります。
今は、太陽光発電といえばシリコン系といってもよいくらいです。
一方のペロブスカイト太陽電池は一部で実用化されていますが、それでもまだ研究段階、開発段階といったレベルです。
この点は経済産業省も「現状ではコストを含む性能面でシリコン系に対して競争力を持つ見込みが立っていない状況」と認めているところです。
また、シリコン系のエネルギー変換効率が、最高レベルの製品で26.7%を記録している一方で、ペロブスカイト太陽電池のエネルギー変換効率は20%ほどです。
ではなぜペロブスカイト太陽電池が、それでも次世代太陽電池と期待されているのでしょうか。
それはペロブスカイト太陽電池のエネルギー変換効率が2022年までの7年間で2倍に向上しているからです。
この進化のスピードはシリコン系の開発スピードの4倍になります。
この進化スピードは、シリコン系を追い抜くポテンシャルとみなすことができ、それで経済産業省は「(ペロブスカイト太陽電池は)、飛躍的な成長を遂げており、シリコン系に対抗しうる太陽電池として有望視されている」とその将来に期待しているのです。
先ほど、エネルギー変換効率は、従来型太陽光発電(シリコン系)の最高記録が26.7%、ペロブスカイト太陽電池が20%ほどと紹介しましたが、ペロブスカイト太陽電池はまだまだ高められると考えられています。
それはペロブスカイト太陽電池なら赤外光を利用できるからです。
地球に届く太陽光の内訳は、可視光50%、紫外光光6%、赤外光44%となっていますが、従来型太陽光発電が使えるのは可視光だけです。
ペロブスカイト太陽電池も主に可視光を使っていますが、赤外光も使える製品が現れ始めました。赤外光利用が進めばエネルギー変換効率は飛躍的に向上するでしょう。
ペロブスカイト太陽電池には曲がる太陽電池という異名があります。
従来型太陽光発電システムでは硬くて重い太陽光パネルを用いるので曲げて使うことができません。そのため従来型太陽光発電システムは、住宅や工場の屋根や、平らな土地に並べることしかできないのです。
一方のペロブスカイト太陽電池はフィルム状に加工できるので曲げて使うことができます。
そのうえ軽量なので設置場所を選びません。住宅や工場の屋根だけでなく壁にも貼り付けることができるので、より多くの太陽光を集めることができます。
日本はペロブスカイト太陽電池開発のトップ集団に位置しています。
経済産業省はペロブスカイト太陽電池について「研究開発段階から、製品化、生産体制などにかかる基盤技術開発から実用化・実証事業まで一気通貫で取り組み、2030年を目途に社会実装を目指す」と述べています。
ペロブスカイト太陽電池を含む次世代型太陽電池の開発には、積水化学工業、東芝、アイシン、カネカ、東京大学、立命館大学、京都大学などが参加しています。それぞれが次世代型太陽電池の要素技術を研究、開発していて、その統合が待たれます。
実用例では、積水化学工業が2025年に、JR西日本・うめきた駅(大阪市)の広場にフィルム・タイプのペロブスカイト太陽電池を設置します。一般共用施設にペロブスカイト太陽電池が設置されるのは世界初です。
また、株式会社エネコートテクノロジーズは株式会社マクニカと共同で、ペロブスカイト太陽電池をCO2センサーに搭載しました。
ペロブスカイト太陽電池のポテンシャルは世界中の研究者や企業が認めていて、研究や開発が進んでいます。
イギリスのオックスフォード大学発のスタートアップ(企業)は、ペロブスカイトとシリコンの両方を使ったタンデム型太陽電池をつくり、エネルギー変換効率29.5%という驚異的な数値を叩き出しました。
中国や韓国、ポーランドもペロブスカイト太陽電池を使った新しい試みに挑戦しています。
ペロブスカイト太陽電池の実用化は、ビジネスに乗るかどうかがカギを握ります。
ペロブスカイト太陽電池のビジネス戦略には、屋内・小型、軽量・フレキシブル型、超高効率型の3つが検討されています。
屋内・小型は、先ほど紹介したCO2センサーなどにペロブスカイト太陽電池を搭載するものです。
後段で紹介しますが、ペロブスカイト太陽電池には耐久性の問題があるのですが、屋内・小型での利用なら耐久性の問題はそれほど深刻になりません。ペロブスカイト太陽電池の実用化は、まずこの領域で進むものと考えられています。
軽量・フレキシブル型は、従来型太陽光発電システムではアプローチできなかった場所に設置する戦略です。建物の屋根だけでなく壁にも設置できますし、ペロブスカイト太陽電池は軽量なので、太陽光パネルを載せられなかった物体の上にも載せることができます。
超高効率型は高いエネルギー密度が求められる交通車両や航空機などに利用する戦略です。交通車両や航空機の表面積は、建築物の表面積よりはるかに小さいので、超高効率なペロブスカイト太陽電池でないと使いものになりません。
超高効率化はコストの壁が高くて厚く、実用化は簡単ではありません。
ペロブスカイト太陽電池の課題は実用化です。
現在はまだ、従来型太陽光発電システム(シリコン系)をペロブスカイト太陽電池に置き換えることはできません。
課題は大型化と耐久性の向上、そして鉛問題です。
従来型太陽光発電システムが普及したのは大型化に成功したことも一因になっています。太陽光パネルが広大な敷地に並んだ光景はおなじみだと思います。
一方ペロブスカイト太陽電池の開発では大型化に難航しています。
難しいのは材料のペロブスカイトの結晶を均一にすることで、大型化しようとするとどうしてもばらつきが生じてしまいます。
結晶がばらつくとエネルギー変換効率が低下してしまうのです。
ペロブスカイト太陽電池の原材料の1つであるヨウ素は安定性が低く、劣化しやすい欠点があります。
ヨウ素を使い続けていてはブレークスルーを達成することは難しいと指摘する研究者もいて、耐久性が高いほかの物質を使えないか検討されています。
もしくは、ヨウ素を使い続ける場合は、ヨウ素を保護する技術が必要になります。
ペロブスカイト太陽電池のもう1つの原材料である鉛は有害物質でその使用は慎重にならざるをえません。
ペロブスカイト太陽電池から鉛を漏出させない技術を開発するか、もしくは鉛に変わる物質でペロブスカイト太陽電池をつくる必要があります。
次世代の太陽電池、ペロブスカイト太陽電池を紹介しました。
再生可能エネルギーの利用拡大は国レベル、世界レベル、地球レベルで検討しなければならない重要課題ですが、大量かつ無償のエネルギーを使うことができる太陽光発電はその有望株の1つです。
しかし、従来型太陽光発電システムはコスト高や低エネルギー変換効率、低柔軟性といった課題を抱えていて、爆発的に普及するところにまで至っていません。
そのためペロブスカイト太陽電池の研究開発に世界中が注視しているわけです。
しかも、日本はペロブスカイト太陽電池開発で世界をリードしているので、より関心が高まっています。
従来型太陽光発電システムでは設置に課題があった企業も、ペロブスカイト太陽電池が解決できる未来はすぐそこにあるでしょう。
投稿 【1分でわかる】ペロブスカイト太陽電池を徹底解説~従来型との比較、特徴、将来性、課題まで~ は 省エネ対策のエネトク に最初に表示されました。
]]>投稿 【総まとめ】再生可能エネルギーの種類、それぞれのメリットや課題をまとめて解説 は 省エネ対策のエネトク に最初に表示されました。
]]>再生可能エネルギーとは、温室効果ガスを排出しない自然由来のエネルギーのことです。
地球全体の環境問題に、世界各国が温室効果ガスを排出しない「脱炭素社会」を目指しています。
脱炭素を進める中で重要になるのが、再生可能エネルギーの存在です。
では、そもそも再生可能エネルギーとは何なのか、どんな種類があるのかを今回の記事では解説します。
再生可能エネルギーとは、石油や石炭、天然ガスなどの限りがある化石燃料でなく、太陽光や風、バイオマス燃料などをエネルギー源とするエネルギーのことです。
枯渇せず、どこにでもあり、温室効果ガスの排出がないのが大きな特徴となっています。
資源の量に限りがある化石燃料とは違い、再生可能エネルギーは自然のエネルギーを利用するため、海外からの輸入に頼ることなく国内での生産も可能です。
再生可能エネルギーには大きく2つのメリットがあります。
再生可能エネルギーの1番のメリットは、温室効果ガスの排出がない、または増加させないことでしょう。
温室効果ガスは地球温暖化の大きな要因となっています。地球温暖化を食い止めるためにも、温室効果ガスは減らしていかなければなりません。
現在世界では「パリ協定」に基づき、温室効果ガスの削減目標が掲げられています。その目標の達成のためには、再生可能エネルギーへの切り替えが必要不可欠になります。
日本はエネルギー資源が乏しい国で、資源エネルギー庁によると、2019年時点のエネルギー自給率はわずか12.1%しかありません。
つまり、エネルギーの多くを海外からの輸入に依存している状況です。
それに加え、冒頭にも挙げた国際情勢などの影響や、災害などの影響をもろに受けるため、エネルギーを安定的に供給できないリスクを抱えているのです。
実際に、2022年3月に政府から初めて「電力需給ひっ迫警報」が出され、大規模停電の危機が訪れた地域がありました。
この問題を解決する方法のひとつが再生可能エネルギーです。
太陽光や風力など、地球上にあるものを利用したエネルギーなので日本でも生産が可能です。
これをうまく活用すればエネルギー自給率が上がり、資源の乏しい日本でも安定したエネルギー供給が可能となるでしょう。
では再生可能エネルギーには現在どういった種類があるのか、それぞれのメリットや課題を見ていきましょう。
1番よく耳にするのが太陽光発電です。
再生可能エネルギーといえば太陽光発電というイメージを持ってる方も多くいるのではないでしょうか。
2020年の日本の太陽光発電は、全発電電力量の8.5%を占めています。
太陽光発電はシリコン半導体に光が当たると電気が発生し、太陽の「光エネルギー」を直接「電気エネルギー」に変換して活用しています。
→導入障壁を下げるため積極的に助成金が出ていますので事業者の皆様は是非チェックしてください。
風力発電機には「ブレード」という羽がついていて、そこに風が当たることで回転し、そのエネルギーを電気へと変換するのが風力発電の仕組みです。
2020年の日本の風力発電量は、全発電電力量の0.86%です。
水力発電は、水を高いところから低いところへ向けて勢いよく流し、そこに設置してある水車を回転させることによって発電する仕組みです。
日本は水資源に恵まれているので、水力発電は昔から盛んに行われてきました。
国内のみでまかなえる貴重なエネルギー源で、ダムでの大規模な発電だけでなく、河川や農業用水などを利用した中小規模の発電も含めて、幅広い規模で行われています。
2020年の日本の水力発電は、全発電電力量の7.9%です。
バイオマスとは、化石燃料以外の、動植物などから生まれた再生可能資源を指します。
バイオマス発電は、そのバイオマス燃料を燃やして熱せられた蒸気でタービンを回すことで発電する方法です。
再生可能エネルギーの中でも天候に左右されず、燃料さえあれば安定して電気を供給できる発電方法として注目されています。
2020年の日本のバイオマス発電は、全発電電力量の3.2%です。
地熱発電は、地下のマグマを熱源とした発電方法です。
マグマは地下1,000〜3,000mに存在し、地上で降った雨や雪がマグマ層まで浸透するとマグマの熱で蒸気となりその場に留まります。
この高温の蒸気を掘り出して、タービンを回すことで発電するのが一般的な方法です。
フラッシュ方式とバイナリ方式の2種類の発電方法があり、用途に合わせて使い分けられています。
2020年の日本の地熱発電は、全発電電力量の0.25%です。
太陽熱利用は、太陽の熱エネルギーを集めて熱媒体を温めることで、給湯や冷暖房の運転エネルギーを作る方法です。
太陽光発電と混同されがちですが、太陽熱利用は電気ではなく、主に給湯や暖房に使われるのが基本となります。
機器の構造が単純で、比較的昔から利用されてきました。
雪氷熱利用は、冬に降った雪や、外気で凍らせた氷を保管しておき、冷熱が必要となる夏場などに活用する再生可能エネルギーです。
倉庫に雪や氷を貯蔵して野菜などを保存したり、氷を冷熱源として建物の冷房に利用したりします。
地下水、河川水、下水などの水源を熱源とするのが、温度差熱利用です。
水温と気温を比べ、夏場は水温の方が低く冬場は水温の方が高いという特性を利用し、水が持つ熱をヒートポンプによって給湯や冷暖房のエネルギーにしています。
地中熱とは、地面から200m程度ぐらいの深さに溜まっている低温の熱エネルギーのことです。
夏場の外気よりも低く、冬場の外気よりも高い熱になるので、この温度差を利用して給湯や冷暖房のエネルギーにするのが地中熱利用です。
ヒートポンプ、ヒートパイプ、水循環、空気循環、熱伝導の5つの方法があり、シーンに合わせて使い分けられています。
以上、再生可能エネルギーの種類についてまとめました。
総じてコストが高くなりがちなところが課題となっています。それでも日本においてはエネルギー自給率を上げることが環境への配慮だけでなく、将来的に重要と考えます。いかに再生可能エネルギーの導入・運用コストを抑えつつ、エネルギー供給の転換を出来るかが今後の日本の国内エネルギー供給の安定化の鍵となってくるでしょう。
エネトクでは再生可能エネルギーの一つである太陽光発電システムの導入推進を行っています。
各種補助金のご紹介もできますのでお気軽にご相談ください。
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投稿 【総まとめ】再生可能エネルギーの種類、それぞれのメリットや課題をまとめて解説 は 省エネ対策のエネトク に最初に表示されました。
]]>投稿 【初級編】発電方法の種類、メリット・デメリットをおさらい! は 省エネ対策のエネトク に最初に表示されました。
]]>2015年に「パリ協定」が採択され、それ以降、世界中でカーボンニュートラル(温室効果ガスの排出を全体としてゼロとする)に注目が集まっっています。
その中でも再生可能エネルギー発電が進められ、日本でも2050年までにカーボンニュートラルを目指すことが宣言されました。
日本における主要な発電方法は主に火力発電、水力発電、原子力発電、太陽光発電、風力発電、バイオマス発電の6種類あり、2021年度の総合エネルギー統計によると化石燃料による火力発電が72.9%を占めています(前年比では3.5%減)。
近年では日本におけるエネルギーの在り方も見直しされ、再生可能エネルギーの発電の割合も増えてきました。
細かく見ると数百にも及ぶ発電方法があると言われていますが、今回の記事では主要な発電方法それぞれのメリット、デメリットを解説していきます。
冒頭でも説明した通り、日本の主要な発電方法は以下のようなものがあります。
他にも、二酸化炭素を排出しない水素エネルギーが近年注目を集めています。
水素エネルギーが注目を浴びた理由は「水素エネルギー」の将来性とは?で詳しく解説しているので読んでみてください。
では、それぞれのメリット・デメリットについて見ていきましょう。
メリット
・燃料があれば、気候や周辺環境に左右されず安定的な発電が可能(変異的な大寒波は除く)
・エネルギー変換効率が良い
・発電量の微調整が可能
デメリット
・CO₂を排出する
・火力発電の燃料調達はほとんどを海外からの輸入に頼っているため、燃料費が高騰すると電気料金に影響する
メリット
・CO₂を排出しない
・燃料費がかからない
・エネルギー変換効率が良い
・施設管理費用も含めてトータルコストが安い
・小規模の水力発電に期待が寄せられている
デメリット
・大規模なダムはこれ以上建設が難しい
・雨量に発電量が左右されるため天候の影響を受けやすい
メリット
・CO₂を排出しない
・安定的な発電ができる
・原料の調達を海外からの輸入に頼っているという点では火力発電と似ているが、ウランの産地は石油や石炭と比べて世界の広い地域に分布しているため、輸入先を分散させられるので世界情勢に変化が起きても価格や輸入量に影響が及びにくく、原料価格が安定している
デメリット
・事故があると漏れ出した放射線や放射性物質が周辺地域に甚大な被害を及ぼすリスクがある
日本国内の再生可能エネルギーの中でもっとも発電割合が高いのが太陽光発電です。
エネトクでも多くの導入実績があります。
メリット
・CO₂を排出しない
・燃料費がかからない
・装置の故障が少ない
・多くの補助金や助成金制度がある
デメリット
・設置費用が高い
・エネルギー密度が低い
・天候に左右されやすい
導入事例:株式会社千代田輸送
メリット
・CO₂を排出しない
・燃料費がかからない
・太陽光発電と違い、夜間や雨天時にも発電し続けられるためエネルギー変換効率が良い
デメリット
・騒音問題がある
・無風の場所には風車を設置できないが強過ぎる風が吹く場所では装置が壊れてしまうといった事情があり、装置の設置場所に限りがある
メリット
・カーボンニュートラル(植林や森林管理によって木々がCO₂を吸収する量とCO₂排出量を同じにすれば、CO₂排出量は実質0になるという考え方)の実現につながる
・循環型社会の実現に貢献できる
・地域の活性化につながる
デメリット
・廃材や生ゴミなどを燃料とするため、必ずしも同じ量の燃料が手に入るわけではないので燃料の安定的な調達が難しい
・発電施設が小規模になりがち
昨今の日本国内の電力供給量はひっ迫しており、それに伴う電気代の高騰、世界情勢から受ける燃料高騰の影響、脱炭素・カーボンニュートラル実現への表明、様々な状況下において各々が適切な判断を求められています。
日本のエネルギー資源の大半は輸入に頼っており、2019年度のエネルギー自給率は約12.1%と世界的に見てもかなり低い数値です。
発電方法やエネルギー事情を把握し、メリット・デメリットを踏まえた上で再生可能エネルギーを促進して行きつつ、安定的な電力の確保を目指していくべきだと考えます。
より詳細な記事は下記よりご確認ください。
投稿 【初級編】発電方法の種類、メリット・デメリットをおさらい! は 省エネ対策のエネトク に最初に表示されました。
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]]>「FITとの違いは?」
こんな質問がエネトクにも多く寄せられています。
Non-FIT(非FIT)とは、固定価格買取制度に依存しない100%再生可能エネルギーです。
脱炭素社会の実現に向けて、再生可能エネルギーの活用が積極的になっていることはご存じかと思います。
そして近年、Non-FIT(非FIT)は再エネ賦課金の上昇や環境配慮の面から注目を浴びています。
今回は、話題の「Non-FIT(非FIT)」について解説します。
まずは「FIT制度」について簡単に振り返ることにしましょう。
「固定価格買取制度」のことで、太陽光発電に代表される再生可能エネルギーで発電した電気を一定の期間、国が決めた価格で買い取るよう電力会社に義務づけた制度のことです。
※家庭用太陽光発電の場合、この固定価格買取制度を利用できる期間は設置導入後10年間
この買取費用、再エネ賦課金は電気料金を通じて国民が広く負担しています。再エネ賦課金は後述する「Non-FIT」にも関わってくるので覚えておいてください。
FIT制度が創設されたのは2012年7月。太陽光発電を中心とした再エネ発電は、火力発電などの従来発電に比べ発電コストが高く、導入がなかなか進まなかったという背景があります。
再エネの導入を促進することは、「温室効果ガスの排出減」資源が少ない日本で「エネルギー自給率を向上」させることにも繋がります。
FIT制度の最大の意義、それは太陽光発電設備などの設置導入費用の回収目途が立ちやすくなるという点です。
先に記載した通り、そもそもFIT創設の理由も「再エネを普及させるため」ですので、国が責任を持って「買取制度」を設けることで”リスクを負わずに設置することができる”ようにしたのです。
では、気になる買取(売電)価格の推移を振り返っていきましょう。
参考:ソーラーパートナーズ
上図のとおり、FIT(固定価格買取制度)の創設以来、売電価格は年々下がり続けています。
これだけ見ると「今さら太陽光をやっても損するのかな?」と思ってしまいますが決してそんなことはありません。
理由の一つとして、太陽光発電の設置費用にあります。
経済産業省のデータによると、5kWの太陽光パネルを10年前と比較したら、
2012年:約230万円 → 2021年は約120万円
となり、およそ半額にまで下がっています。
以前は、売電価格は高かったけど設置費用も高かったよね。
今は、売電価格は下がったけど設置費用も下がったよね。
という状態です。
太陽光パネルの発電効率も向上しているため、太陽光発電の経済メリットは下落しておらず、
太陽光パネルは早く導入したほうが、電気代削減や売電収入の経済メリットが早く手に入るのでお得となります。
そして、売電を行わず、発電した電気を自社活用する自家消費型太陽光発電の導入も増加しています。
詳しくは下記の記事で解説しています。
関連:自家消費型太陽光発電とは? 法人が導入するメリット・デメリットを解説!
ここまでFIT(固定価格買取制度)について振り返ってきましたが、ここからは「Non-FIT(非FIT)」について簡単に解説していきます。
Non-FIT(非FIT)とは、FIT制度に頼らない再エネ由来の電気のことです。
そしてNon-FIT発電所とは、非営利団体によって運営される発電所です。
営利を目的とせず、主に地域の電力需要を満たすために設立されます。これらの発電所は、再生可能エネルギー源(太陽光、風力、水力など)を利用して電力を生産し、地域のエネルギー独立を促進することを目指しています。
これまではFIT制度のもと、再エネ(主に太陽光)由来の電気は一定期間、国が決めた価格で電力会社に買取り義務があり、その費用は「再エネ賦課金」として国民が負担しなければいけませんでした。
しかし、Non-FIT(非FIT)ではFIT制度に頼らないため、発電した電気の買取りの流れは特に定められておらず、電力会社などに買取り義務もありません。
政府もFIT制度の縮小(補助金減など)に進んでおり、国民負担が発生しないNon-FIT(非FIT)が注目されています。
最大のポイントは下記です。
それぞれ解説していきます。
Non-FIT(非FIT)電気は、買い取りの流れは特に定められておらず、電力会社の買取義務や国民への負担もありません。
そのため、「CO2排出を抑え、環境負担も少ない」という環境価値を発電所や電気の供給先にも付与することになり、Non-FIT(非FIT)電気は再生可能エネルギー由来100%として認定されるのです。
「FITだと再エネ由来100%と認められないの?」と、疑問に思われたのではないでしょうか。
先述しましたが、FIT制度に頼った電力は「再エネ賦課金」という形で国民が一部費用を負担しています。この点において既に環境価値(CO2排出抑制、環境負担少など)への対価が支払われていると判断され「再エネ由来100%の電力」として認められないのです。
少し分かりにくいかもしれませんが、要するにFIT制度に頼った電力は「CO2排出を抑え、環境負担も少ない」という環境価値は、再エネ賦課金を支払っている人=国民に帰属すると考えられ、「再エネ価値を謳ってはダメ」というルールなのです。
近年、「環境問題への取り組み」が企業イメージ向上に必要不可欠なものとなっています。
よく耳にするキーワードとして「ESG経営」や「CSR活動」「SDGs」といったものがあります。
ただ、「キーワードは知っているけど…」「重要なことは分かっているけど…」「何をしたら良いか分からない…」という方が多いのではないでしょうか。
国内外の主要企業が、事業活動で使用する全エネルギーを再生可能エネルギーによって調達することを目標とした「RE100」に加盟し、積極的に再エネ導入を推進しています。
世界中で脱炭素社会への移行が加速している中で、環境価値が認められている「Non-FIT発電」の重要性は、今後さらに高まり「環境対策に取り組む企業」として企業イメージの向上が可能になります。
Non-FIT(非FIT)発電所などの電気を使用することで、安価な電力を安定して供給でき、電力の市場価格の影響を受けにくくなるため、結果的に市場価格のリスクヘッジができるのです。
皆さんもTVニュースなどで見聞きされたことと思いますが、昨今では電力の市場価格の急激な高騰が続いています。
同時に多くの新電力会社が事業停止などに追い込まれています。
世界情勢の変化などで化石燃料が高騰し、併せて電力価格の値上がりは続いています。
様々な要因で起こる電気料金の高騰は私たち(自社)ではコントロールが出来ない問題です。
Non-FIT(非FIT)を活用、保有することで、そのような問題の回避に繋げられます。
また、Non-FIT(非FIT)太陽光を保有することで、将来的な炭素税の負担リスクも軽減できます。(炭素税については別の機会にまとめます)
最大の違いは、再生可能エネルギーとして認められるかです。
改めて、FIT(固定価格買取制度)は、再生可能エネルギー発電事業者に電力を一定期間にわたって固定価格で買い取る制度に対して、Non-FIT(非FIT)はこの制度に縛られず、自由に電力を販売することができます。
今まではFIT制度により再エネの電気が売電されるのが一般的でした。私たちが再エネ賦課金という電気代の一部として負担し、日本の再エネ設備を知らず知らずのうちに支えてました。
しかし、Non-FIT(非FIT)は電力会社が買い取らなければいけない義務がないため、また私たちの負担が少ないため100%再生可能エネルギーとして認められているのです。
今回はNon-FIT(非FIT)についてまとめました。
Non-FIT(非FIT)はFIT制度に頼らない100%再エネ由来の電気です。
Non-FIT(非FIT)については今後さらに注目されることが予想されるので、情報は随時更新していきます。
エネトクではNon-FITにかかわらず再エネに関する様々なご提案が可能です。
無料相談を行っているのでお気軽にお問い合わせください。
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]]>投稿 【まだ遅くない】脱炭素とは?目指す理由も解説します は 省エネ対策のエネトク に最初に表示されました。
]]>脱炭素とは、二酸化炭素の排出量ゼロを目指すことです。
「脱炭素」「カーボンニュートラル」という言葉はよく聞くけど結局なんのこと?まずは何をしたらいいの?と悩んでいる方に、今回は脱炭素について、簡単に解説していきます。
脱炭素とは、二酸化炭素などの温室効果ガスの排出をゼロにすることです。
脱炭素を実現した社会を「脱炭素社会」といい、日本政府は2050年までに脱炭素社会を目指すと宣言しました。
そして日本に限った話ではなく、120以上の国と地域が2050年までに脱炭素社会の実現に向けて取り組みを進めています。
しかし、皆さんも疑問に思われると思いますが経済活動や日常生活の中で温室効果ガスを全く排出しないのは、現時点では不可能です。
「二酸化炭素の排出量をゼロにする」とは、「二酸化炭素を全く排出しないようにする」という意味ではなく、二酸化炭素の排出量から植物によって吸収される量を差し引いて「実質ゼロ」を目指すというのが「脱炭素」への取り組みです。
そのため、脱炭素を実現するには、太陽光をはじめとする再生可能エネルギーや従来の省エネルギーによる温室効果ガスの排出量を減らすだけでなく、植林や森林管理など温室効果ガスの吸収量を増やすための取り組みが必要です。
似ているフレーズで「カーボンニュートラル」がありますが、【今さら聞けない】カーボンニュートラルとは?概要や各企業の事例を紹介の記事で詳しく解説しています。
世界的に脱炭素を目指しているのは、次の2つが主な理由です。
順番に見ていきましょう。
地球温暖化の原因と考えられているのは温室効果ガスです。
これまで世界は、化学燃料を燃やして発展してきました。化学燃料を燃やすと、温室効果ガスである二酸化炭素が発生します。
その結果、世の中が便利になっていく一方で、二酸化炭素をはじめとする温室効果ガスによる地球温暖化が進んできました。
地球温暖化が進むと異常気象や自然災害の頻度が増えると考えられ、地球温暖化によって引き起こされる可能性のある事象としては生態系への悪影響、健康被害、異常気象による様々な自然災害が予測されています。
これは誰もが一度は聞いたことがあると思いますが地球温暖化により北極などの氷が溶け出し、海水面が上昇することも避けられません。
海水面が上昇すると陸地面積が減り、中には国土全体が海に沈んでしまうリスクを抱えている国もあります。気候変動によって住む場所を奪われてしまう人が出てくると懸念されていて、世界全体で考えなければならない問題です。
ほかにも次のような問題や災害が発生すると考えられます。
・干ばつや水不足
・森林火災
・熱中症の増加
・豪雨の頻発や台風の強大化
加えて干ばつによって土壌の水分が減ると農作物が育ちにくくなり、食糧不足に陥る国や地域が増え、貧困や飢餓にあえぐ人々や内戦や紛争のリスクも高まると懸念されています。
そのため、取り返しのつかない事態に陥る前に脱炭素の取り組みが必要とされています。
世界は化学燃料を燃やして得られるエネルギーによって発展してきました。しかし、このままのスピードで化学燃料を消費していると、近い将来には資源がなくなると予想されています。
化学燃料の資源の種類は、大きく分けて次の4つです。
化学燃料は埋蔵量に限りがあるので、使い続ければいつかはなくなってしまいます。
化学燃料はわたしたちの生活に深く結びついており、枯渇することで世界にさまざまな影響を与えます。
化学燃料、主に石油がなくなると世界にどのような影響があるのか解説します。
ガソリンは石油から作られているため、石油を含め化学燃料の資源がなくなると、当然ながらガソリンも使えなくなってしまいます。
ガソリンは、主に自動車の燃料として使われています。そのため、ガソリンが使えなくなると車や飛行機に乗れなくなり、わたしたちの生活に与える影響は計り知れません。物流にも影響が出るため、食料や日用品がお店に並ばないといった事態も考えられます。
ガソリンのほか、灯油や重油も石油を原料とした製品です。灯油は家庭の暖房設備、重油は船舶の燃料や工場のボイラーに使用されています。灯油や重油もわたしたちの生活に欠かせない燃料です。そのため、石油の枯渇によってさまざまな問題が生じることが予想されます。
石油はガソリンなどの燃料だけでなく、石油化学製品の原料でもあります。特に日本ではプラスチックの生産が多く、日本で生産される石油化学製品の約60%をプラスチックが占めています。それはわたしたちの衣食住全てに密に影響を及ぼします、生活用品、電化製品、建築用材料、医療用製品…数えきれないほどの影響があります。
そのため、化学燃料に代わるエネルギー資源を確保することが、より重要な課題となってきました。
温室効果ガスを排出する化学燃料の使用を減らすことが結果として化学燃料の節約にもつながるため、エネルギー資源の枯渇を防ぐ意味でも脱炭素は重要な取り組みとされています。
世界中で取り組んでいく課題であるべきことはご理解いただけたかと思いますが、ここからは個人的見解を少し記載します。
50年後の未来に不安もしくは疑念を抱かれている方も多いのではないでしょうか?
こんな説もあります。
「地球自体の周期としては氷河期に向かっているから温暖化にはならない」それは事実なこともあるでしょうが例えば50年くらいの近未来でマンモスの時代が来るでしょうか?
「昔の人が好き勝手に化石燃料を使ってきたツケを今の時代の若者が払わなくてならないのは不公平だ」こんな思いを持たれる方もいると思います。
それももちろん間違いではありませんが今の便利な時代は先人の研究や発明の賜物です。時代は常に変化し、その時々に様々な問題が発生するのは世の常であり、人生にも当てはまります。
人類には知恵があり、長い歴史があり、愛する家族や次の次の世代の子孫達へ明るい未来を繋ぐため、必ずこの難局も乗り越えてみせましょう!
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]]>投稿 【初心者向け】再エネ発電賦課金って何? は 省エネ対策のエネトク に最初に表示されました。
]]>「再エネ発電賦課金っているの?」
こんな疑問にお答えします。
毎月届く検針票(電気ご使用量のお知らせ)に記載されている「再エネ発電賦課金」の事はご存知ですか?
正式には「再生可能エネルギー発電促進賦課金」という名称なのですが、皆さん毎月数百円~数千円を請求されています。
なんでこんな項目で電気料金を取られているのか疑問に思った方に、今回は「再エネ発電賦課金」について解説いたします。
この機会にぜひ知っておきましょう。
再エネ発電賦課金とは、再生可能エネルギー(風力・地熱・水力など)発電を普及・拡大させることを目的に、電力会社が一定価格で買い取ることを国が約束する制度の事で、その買い取る際の費用を消費者が負担するというものです。
単価は毎年国によって全国一律にkWhあたりで設定され、その単価を電気使用量に掛けた額が電気代の請求額に含まれています。
再生可能エネルギーの中で一番身近なものでは「太陽光発電」が挙げられます。
その他にも風力・水力・地熱・バイオマスといった自然界に存在するエネルギーの事を指します。
要するに、一度発電設備を設置すると自然の力で繰り返し発電が可能なエネルギーの事です。
なぜ、再生可能エネルギーを普及・拡大させる必要があるのか?
実は、世界の主要国の中で日本のエネルギー自給率は非常に低い水準にあります。
・ノルウェー 816.7%
・オーストラリア 338.5%
・カナダ 174.5%
・アメリカ 104.2%
・イギリス 71.3%
・フランス 54.4%
・ドイツ 34.6%
・スペイン 27.9%
・韓国 17.7%
・日本 6.0%
再生可能エネルギー発電の普及・拡大により日本のエネルギー自給率が向上すると、化石燃料への依存度の低下につながり、燃料価格の乱高下に伴う電気料金の変動を抑えることも可能になると考えられています。
ちなみに、世界の主要国と比べ発電電力量に占める再エネ比率も日本は低い水準となっています。
・ドイツ 43.6%
・イギリス 43.1%
・スペイン 43.6%
・イタリア 41.5%
・フランス 23.8%
・アメリカ 19.7%
・日本 19.8%
参照:経済産業省・資源エネルギー庁 日本では、再エネの導入は進んでいますか?
再生可能エネルギーを使って作る電気は環境にやさしく、枯渇する心配がありません。
また、地球温暖化対策、日本を支える新たな産業の育成などの観点から、日本全体にとっても大切なことなのです!
再エネ発電賦課金はどの電力会社の電気料金プランを使っても変わりませんが、「基本料金」や「電力量料金」は最適なプランを選ぶことが出来るため今以上のコスト削減は可能です!
お気軽にご相談ください。
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