SDGｓの7つ目の目標である「エネルギーをみんなにそしてクリーンに」を達成するためには、二酸化炭素などの温暖化ガスを排出しない再生可能エネルギーの利用が大きな役割を果たします。
二酸化炭素の排出量を実質的にゼロにすることを「カーボンニュートラル」といい、このカーボンニュートラルの実現のためにも再生可能エネルギーは大きな力を発揮します。
ここでは、再生可能エネルギーを利用するメリットやその種類、今後の課題について解説していきます。
再生可能エネルギーのメリットとは
再生可能エネルギーの一番のメリットは、「エネルギー源が枯渇しないこと」です。
再生可能エネルギーとは、水力や風力、太陽光などのことですが、これらのエネルギーは地球上のいたるところ、またはすべての場所に存在し枯渇することがありません。
そのため、化石燃料由来のエネルギー資源に乏しい国や地域であっても、再生可能エネルギーを利用することによって、国内でのエネルギー自給率を向上させることが可能になります。
また温室効果ガスである二酸化炭素を排出しない点も、再生可能エネルギーのメリットであると言えるでしょう。
化石燃料を利用して発電を行った場合には、大量の温室効果ガスを排出してしまいますが、再生可能エネルギーは自然の風力や水力などを動力として発電を行うため、二酸化炭素を排出しません。
このような再生可能エネルギーは、地球温暖化防止に役立ちます。
再生可能エネルギーの種類
再生可能エネルギーには、さまざまな種類のものがあります。
ここでは、その再生可能エネルギーの種類について解説していきます。
太陽光
太陽光は、日本人に一番身近な再生エネルギーであると言えるのではないでしょうか。
太陽光による発電方法は、太陽光をソーラーパネルに当て発電を行うというものですが、この太陽光発電は個人の住宅や会社の社屋や工場などの屋根を利用して行うこともできます。
大規模なものになると、広い空き地に太陽光パネルを敷き詰め発電を行うという方法もあります。
太陽光発電が日本で普及した要因は、「売電」にあります。
売電とは、発電した余剰電力を電力会社が買い取ってくれるというシステムのことです。
この売電により利益を上げることができるため、投資の対象にもなっています。
風力
風力を利用した発電方法は、巨大な風車を風力で回転させて、その回転エネルギーを利用して発電を行う方法です。
風力発電に使われる風車の羽根はブレードと呼ばれ、風を受けることで回転し、この動きを利用して発電機を動かして電力を生み出します。
風力を利用した発電方法は、陸上風力発電と洋上風力発電の2つに分けられます。
これは単純に発電を行う風車を設置する場所による分類方法で、陸上風力発電は一定の強さの風が安定的に吹く峠や高原、海外沿いの半島の尾根などに設置されることが多く、洋上風力発電は「着床式」と呼ばれる風車の基礎を海底に固定する方法と、「浮体式」といわれる風車の基礎を固定せずに洋上に浮かべる方法の2つの種類に分けることができます。
風力発電のメリットは、発電システムを陸上だけではなく海上にも設置することができるため、特に島国である日本にとっては設置できる場所の選択肢が多いという点です。
また、再生可能エネルギーを利用した発電方法の中では、高い効率で風力を電力に変換することができるというメリットもあります。
バイオマス
バイオマスとは、動物や植物などから生まれた生物資源のことを言います。
バイオマスの種類には、木質系や農業・畜産・水産系、建築廃材系などの乾燥系と、食品産業計や家畜排せつ物・牛豚糞尿、下水汚泥やし尿・厨房ごみの生活系などの湿潤系、その他製紙工業系や産業食用油、糖・でんぷんなどがあります。
このようなバイオマスを燃料として燃やしたり、ガス化させたりすることで発電を行う仕組みをバイオマス発電といいます。
バイオマス発電が他の再生可能エネルギーを利用した発電方法と異なる点は、エネルギー源を供給する必要があることと、バイオマス燃料が生産および加工される過程で二酸化炭素を排出するということです。
この生過程において排出される二酸化炭素は、特に欧米で問題視されているという現状があります。
また、生産過程において森林破壊や森林・汚泥火災が引き起こされる可能性もあり、さらに燃料の輸送や加工、燃焼時にも二酸化炭素が排出されるため、火力発電を上回る二酸化炭素を排出してしまうケースもあるというデメリットがあります。
地熱
地熱を利用した発電方法とは、地中の深部から蒸気を取り出しその蒸気で直接タービンを回転させ発電を行います。
地熱発電では、地球自体がボイラーの役目を果たしていると言えます。
地球は、一般的に地中の深度が深くなるにつれて温度が上昇するため、大きな1つの熱の貯蔵庫であるといえます。
しかし、地熱発電を行うために必要な熱を確保するために十分な深度の穴を掘ることは、現在の技術では不可能です。
そのため地熱を利用した発電を行うためには、火山や天然の噴火口、温泉、硫気孔などの地熱地帯と呼ばれる地域の比較的浅いところにあるマグマ溜まりの熱を利用します。
火山帯国である日本では、地熱発電が非常に効率よくかつ日本各地で行うことができると考えられる方も多いかと思いますが、日本の大規模な地熱発電に利用可能な地熱帯の多くは国立公園などに指定されているため、地熱発電に利用することができない場所がほとんどです。
そのため日本における地熱発電は、温泉地などで小規模に行われているケースが多くなっています。
中小水力
中小水力発電とは、大規模なダムを利用しない農業用貯水池や砂防ダムに日または週単位で需要に応じた水力を利用し発電する中規模ダムでの発電や、河川の流れや水路を利用して発電機の水を直接引き込み発電する方法のことを言います。
中小規模水力発電のメリットは、二酸化炭素を排出しない純国産の再生可能エネルギーを生み出すことができること、昼夜を問わず年間を通して安定した発電量を確保できることです。
またエネルギー変換効率も、原子力発電に次ぐ高さとなっています。
海洋
海洋エネルギーの利用方法には、さまざまなものがあります。
例を挙げると、海の深層と表層の海水の温度差を利用した海洋温度差発電、波の運動エネルギーを利用した波力発電、海流や潮流などの海水が流れる力を利用した潮流発電などです。
この海洋エネルギーは周囲を海に囲まれている島国である日本にとって、非常に豊かな資源であるといえます。
再生可能エネルギーを利用するにあたっての今後の課題
再生可能エネルギーを今後利用していくにあたっての課題には、3つのものがあります。
その3つとは、発電コストが高い、エネルギー変換効率が低い、天候により発電量が左右さやすいというものです。
まず発電コストの高さですが、この点に関しては日々技術が進歩しているため、発電効率の低さと併せて改善していくことが期待できます。
発電量が天候に左右されやすいという課題については、電力の需要と供給のバランスのコントロールを行うバーチャル・パワー・プラントというシステムの実用化に向けた取り組みが進んでいるため、この課題についても今後解消されていくでしょう。
このことから、将来的には低コストで再生可能エネルギーを利用することができるようになることが予測されます。
まとめ
ここまで、再生可能エネルギーのメリットやその種類、今後の課題について解説してきました。
再生可能エネルギーの大きなメリットは、地球温暖化ガスの一種である二酸化炭素の排出量がゼロである、または非常に少ないという点であり、またエネルギー源が枯渇することが無いということがお分かりいただけたと思います。
この無尽蔵かつクリーンな再生可能エネルギーを十分に活かし、社会活動に役立てていくために、今後さらなる技術革新が進んでいくでしょう。