再生可能エネルギーとは？メリットやデメリット、課題や解決方法を解説

再生可能エネルギーとは

再生可能エネルギーとは石油や石炭、天然ガスなどの化石燃料ではなく、どこにでも存在する資源を原料とするエネルギーのことで、CO2を排出しない、もしくは増加させないことから、世界中で導入が進められています。

2020年10月、当時の内閣総理大臣だった菅義偉氏は、2050年にカーボンニュートラルを目指すと宣言しました。

カーボンニュートラルとは、温室効果ガスの排出量から吸収量と除去量を差し引いた合計をゼロにすること。

温室効果ガスの排出量をゼロにするのは現実的に難しいので、ゼロにできない排出量は吸収量と除去量によって差し引きゼロにするのがカーボンニュートラルです。

温室効果ガスの吸収量と除去量を一気に増やすことも現実的ではないため、できるだけ温室効果ガスを削減することが求められていますよ。

そして、従来の化石燃料を利用した発電では温室効果ガスの排出を抑制できないことから、カーボンニュートラル実現のために再生可能エネルギーの利用は急務です。

再生可能エネルギーと自然エネルギー・クリーンエネルギー・新エネルギーとの違い

再生可能エネルギー

資源エネルギー庁では以下のように説明されています。

太陽光、風力その他非化石エネルギー源のうち、エネルギー源として永続的に利用することができると認められるものとして政令で定めるもの

政令において、太陽光・風力・水力・地熱・太陽熱・大気中の熱その他の自然界に存する熱・バイオマスが定められています。

引用：資源エネルギー庁

つまり、永続的に枯渇することなく使用できるエネルギーのことです。

ちなみに、バイオマス発電は、光合成によりCO2を吸収して成長するバイオマス資源を燃料にしているため、太陽の光がある限り得られるエネルギーであるとみなされ、再生可能エネルギーに分類されています。

自然エネルギー

自然から得られるエネルギーのことです。再生可能エネルギーからバイオマスをのぞいたものがこれにあたります。

クリーンエネルギー

発電するときに、環境に悪影響を与える物質を出さない、もしくは排出量が少ないエネルギーのことです。

環境汚染物質とは、二酸化炭素(CO2)・窒素酸化物(NOx)・硫黄酸化物(SOx)・放射性廃棄物などが挙げられます。

再生可能エネルギーはこの条件を満たすため、クリーンエネルギーの中に入ります。

また、燃料電池(水素)やLNG火力がクリーンエネルギーの中に入れられることもあります。これらのエネルギーは環境負荷が少ないですが、無尽蔵ではなく再生可能エネルギーではありません。

新エネルギー

日本の法律では「新エネルギー利用等の促進に関する特別措置法」の中で、再生可能エネルギーのうち経済的な理由から普及が進んでいないエネルギーと定義されており、以下の10種類が規定されています。

• 太陽光発電
• 風力発電
• バイオマス発電
• 中小規模水力(1,000kW以下)
• 地熱(バイナリー式)
• 太陽熱利用
• 温度差熱利用
• バイオマス熱利用(木質系・一般廃棄物系)
• 雪氷熱利用
• バイオマス燃料製造

ただし、新しく開発されたエネルギーという意味で使用されることもあります。

日本の再生可能エネルギーの普及率と海外との比較

日本の再生可能エネルギーの普及率

引用：環境エネルギー政策研究所 2022年の自然エネルギー電力の割合（暦年・速報）

日本の再生可能エネルギーの電力比率は、2022年時点で22.7%です。2014年には12%だったので少しずつ増えていますが、主要国の中でも電力比率はそこまで高くありません。

2022年の再生可能エネルギーの電力比率の内訳は水力7.1%、バイオマス4.6%、地熱0.3%、風力0.9%、太陽光9.9%でした。

他の電源による電力量は、火力が72.4%、原子力が4.8%だったので、石炭や液化天然ガスを利用する火力発電に大きく依存していることがわかります。

海外の再生可能エネルギーの普及率

引用：環境エネルギー政策研究所 2022年の自然エネルギー電力の割合（暦年・速報）

海外諸国は、積極的に再生可能エネルギーの導入を進めています。特に欧州では取り組みが進んでおり、EU27カ国全体で再生可能エネルギーの電力分野の導入割合は、約38.6%となっています。

欧州の再生可能エネルギー電力の割合は、日本の2倍近くにもなるのです。欧州の2022年の化石燃料による発電の割合は39.5%だったので、再生可能エネルギーは火力発電とほぼ同程度にまで普及しているといえるでしょう。

再生可能エネルギーとFIT制度の関係

FIT制度とは、「再生可能エネルギーの固定価格買取制度」のことです。再生可能エネルギー由来の電力を、電力会社が固定価格で一定期間買い取ることを国が保証しています。

例えば、家庭用の太陽光発電であれば10年間、産業用であれば20年間、市場価格よりも高い価格で売電することができるのです。

この制度により、初期投資の負担が大きくても売電収入が安定的に見込めるため、再生可能エネルギーの普及が促進していると言えます。

買取費用は「再生可能エネルギー促進賦課金」という形で、全国民の電気料金から徴収しています。

再生可能エネルギーのメリットとデメリット

再生可能エネルギーのメリット

①環境問題対策

再生可能エネルギーの大きなメリットのひとつが、環境問題対策ができることです。

再生可能エネルギーは、温室効果ガスを排出しない、または増加させないエネルギーです。温室効果ガスの削減目標を達成するためには、再生可能エネルギーへの切り替えが必要といえます。

温室効果ガスは地球温暖化の大きな要因であるため、排出量を減らさなければなりません。地球温暖化の進行により、すでに世界中に悪影響が出ています。日本でも平均気温の上昇、農作物や生態系への影響、台風などによる被害が引き起こされているため、再生可能エネルギーを導入し温室効果ガスの排出量を減らして、地球温暖化を食い止める必要があるのです。

②エネルギー自給率の向上

エネルギー自給率を向上できることが、再生可能エネルギーの大きなメリット。

日本は火力発電に使用する化石燃料をほとんど輸入に頼っているため、エネルギー自給率が低いという課題があります。

エネルギー自給率が低いと、化石燃料の輸入先で国際情勢が不安定になった場合、燃料の安定的な供給や価格決定などの点でリスクを被ることになります。実際、化石燃料のほとんどを輸入に頼っている日本の電気料金は、国際比較をすると決して低い水準ではありません。

安定した電力供給のためには、純国産のエネルギーの割合を増やし、自国のエネルギー自給率を高める必要があるのです。再生可能エネルギーは日本国内で生産できるので、エネルギー自給率の向上に役立ちますよ。

③地域活性化

再生可能エネルギー設備を作ることで、地域活性化につながります。再生可能エネルギーを地域で作って地域内で消費するエネルギーの地産地消を実践することで、地域産業の新興が期待できます。その結果、新たな雇用の創出や地域内の所得増加などのメリットを得られますよ。

さらに、地域で再生可能エネルギーを導入すれば、災害時の自立分散型エネルギー源の確保もできます。自然災害の多い日本では、万が一の場合に頼れるエネルギー源を確保しておくことは大きなメリットになると言えるでしょう。

再生可能エネルギーのデメリット

①発電量が不安定

メリットがたくさんある再生可能エネルギーにも、もちろんデメリットはあります。大きなデメリットのひとつが、発電量が不安定になりやすいこと。太陽光や風力などは発電量が天候や季節に大きく左右されるので、需要と供給のバランスが崩れて大規模停電が発生する可能性もあります。

②発電コストが割高

発電コストが割高であることも、再生可能エネルギーのデメリット。特に、日本の再生可能エネルギーは市場規模が小さいため、発電コストは高いと言われています。

世界では再生可能エネルギーの発電コストが急速に低下し、化石燃料など他の電源と比べてもコスト競争力が劣らない程度になっているので、日本でも発電コストを下げなければ導入は進まないでしょう。

③エネルギー密度が低い

再生可能エネルギーは、単位面積あたりでどのくらい発電できるかを表すエネルギー密度が低いという特徴があります。

エネルギー密度が低いと、発電するために大きな設備が必要になり、広い敷地がある場所でないと導入できません。大きな設備は導入コストがかかってしまうため、再生可能エネルギー普及促進の足かせとなってしまいます。

再生可能エネルギーの種類

①太陽光発電

日本で導入量の多い再生可能エネルギーのひとつが、太陽の光エネルギーを太陽電池によって直接電気に交換する太陽光発電です。

エネルギー源が太陽光なので枯渇することがなく、基本的にはどこにでも発電設備を設置できます。

屋根や壁など使われていないスペースに設置することも可能であり、広い場所がなくても発電できるというメリットもありますよ。さらに、蓄電できる設備と組み合わせることにより、非常用電源として使うことも可能です。

②風力発電

風力発電は、風のエネルギーを電気エネルギーに変えて発電する方法。欧米諸国に比べると導入は遅れている傾向にありますが、2000年以降の日本での風力発電導入件数は急速に増えています。

陸上でも洋上でも風力を利用して発電できるので、土地が狭い日本でも取り入れやすいのが特徴です。

また、大規模発電による発電コストは火力並みを誇り、高効率で電気エネルギーに交換できるため無駄がありません。風さえ吹いていれば夜間でも発電できるため、時間に左右されないのも魅力です。

③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を指す言葉です。生物資源を燃焼したりガス化したりすることで発電する方法は、バイオマス発電と呼ばれています。

バイオマス資源は光合成によってCO2を吸収して育つため、CO2を排出しないものとして扱うことができ、温室効果ガスの排出量を実質ゼロとすることができます。未活用の廃棄物を燃料とすることで、廃棄物の有効利用や減少につながるのもメリット。

さらに、バイオマス資源が生まれる農山漁村の持続的な発展につながることも期待できます。捨てていた家畜の排泄物や生ゴミなどから発電できるため、地域環境の改善にも役立つでしょう。

④水力発電

水力発電は、水を利用して発電する方法。大規模なダムがイメージされがちですが、小規模な水力発電所もあります。河川の流氷を利用したり、農業用水や上下水道を利用したりして発電を行います。

日本は水資源に恵まれているため、水力を利用すれば安定的に発電し電力を供給することが可能ですよ。

また、水力発電所を一度建設すれば、その後数十年間発電が続けられるというメリットもあります。日本では昔から発電に水が利用されているので、技術力やノウハウが豊富にあるのも魅力的なポイントです。

⑤地熱発電

地熱発電も、日本では歴史の長い発電方法です。日本は火山帯にあるので、地熱を利用した発電がしやすいという特徴がありますよ。

発電に利用した高温の蒸気や熱水は、農業用ハウスや魚の養殖、暖房などに再利用できるため、無駄になりません。また、地熱発電では昼夜を問わず蒸気を噴出させるので、時間帯に左右されず安定した発電ができます。

⑥太陽熱利用

太陽熱利用は太陽の熱エネルギーを集熱器に集めて、給湯や冷暖房などに活用するシステム。日本では古くから導入されてきたので、広く親しまれています。

太陽光を利用するため、資源が枯渇する心配がありません。さらにシステムが単純なので、高度な知識や技術が不要でどこでも手軽に導入できるのもメリットです。

⑦雪氷熱利用

雪や冷たい外気を使って作り出した氷を保管し、冷熱が必要な時期に取り出して利用するのが雪氷熱利用。

寒冷地の豊富な資源を、ビルの冷房や農作物の冷蔵などに利用できます。

寒冷地の気候をエネルギーのために活かせるので、地域活性化につながる可能性が高いです。また、除排雪や融雪などでコストがかかる雪を有効利用でき、新たな価値の創出につながりますよ。

⑧温度差熱利用

地下水や河川水、下水などの水源を熱源としたエネルギーを利用するのも、再生可能エネルギーの一種です。夏場は水温の方が温度が低く、冬場は水温の方が温度が高いことから、ヒートポンプを使って熱を利用します。

温度差熱利用は、地域の熱供給源として冷暖房に活用されているのが特徴。燃料を燃やさなくていいので、クリーンなエネルギーといえます。さらに、熱源と消費地が近いため、都市型エネルギーとして注目されているのです。

⑨地中熱利用

浅い地盤中に存在する低温の熱エネルギーを利用するのが、地中熱利用です。1年中温度の変化が見られない熱を利用するため、夏は外気温よりも地中温度が低く、冬は外気温より地中温度が高いという温度差を利用して冷暖房を行います。

空気熱源ヒートポンプを利用できない環境でも利用できるという特徴があり、放熱用の室外機がなく、稼働時の騒音がとても小さいのがメリット。また、地中熱交換器は密閉式なので、環境汚染の心配がありません。

日本の再生可能エネルギーの今後の課題と解決方法

課題①

導入コストが高くなりがちで普及が進まないことです。初期費用が高いことは、参入の大きな障壁となってしまいます。解決方法として、低コストで提供できるよう技術開発を進めることが求められます。

課題②

日本で導入されている再生可能エネルギーの多くが、太陽光や風力など天候に左右されるものであることです。天候によって発電量が変わるエネルギー源ばかりを利用していると、電力の供給が不安定になり大規模停電が起こるリスクもあります。他の安定した発電方法と組み合わせたり、電力システム全体の改革によって電力量の調整を進めたりすることが必要です。

課題③

地域理解が得られず導入が進まないことが挙げられます。住民にとってのメリットをわかってもらえなければ、地域理解を得るのは難しいでしょう。風力や水力など景観や自然環境に大きく関わるものは特に、住民の理解を得られるよう説明会や環境アセスメントを実施することが求められます。

まとめ

再生可能エネルギーは、今後温室効果ガス排出量の削減を目指す日本において重要なエネルギー源です。しかし、日本での導入は海外諸国ほど進んでいません。日本の再生可能エネルギーにまつわる課題を解決し、導入を促進してカーボンニュートラル実現のための取り組みを進めることが求められます。