再生可能エネルギーとは？種類とそれぞれの特徴・メリットについて | 太陽光 | 再生可能エネルギー | 株式会社グッド・エナジー

日本国内のエネルギー自給率は低く、ほとんどのエネルギーを海外からの輸入に頼っています。輸入に頼りすぎると国際情勢に左右されてしまい、安定してエネルギーを供給できなくなってしまう可能性があります。

日本国内のエネルギー自給率を上げるために、再生エネルギーへの注目が高まっています。
本記事では太陽光発電や風力発電など、再生エネルギーの種類や特徴について解説しますので、再生エネルギーの導入を検討している方はぜひご覧ください。

再生可能エネルギーとは

再生エネルギーは、太陽光や風力など自然を活用して生み出すエネルギーです。再生エネルギーは温室効果ガスを排出せず、資源が枯渇しないため注目が集まっています。

再生エネルギーは「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」と法律で定められています。

出典：エネルギー供給事業者によるエネルギー源の環境適合利用及び化石エネルギー原料の有効な利用の促進に関する法律 | e-Gov法令検索

主な再生エネルギーの種類は下記の通りです。

• 太陽光発電
• 風力発電
• 地熱発電
• 水力発電
• バイオマス発電

また、上記の再生エネルギーはFITの対象となる再生エネルギーです。
FIT（固定価格買取制度）は、電力会社が再生エネルギーを活用して発電した電気を一定期間決まった金額で買い取る制度のことです。

環境への負担を下げられることや、日本国内のエネルギー自給率の向上などの観点から、再生エネルギーは今後も普及が高まることが予測されます。

再生可能エネルギーの導入が必要とされる理由

日本国内の発電割合は化石燃料がほとんどを占めており、2022年における化石燃料の発電割合は77%です。

また、エネルギー供給のほとんどを海外からの輸入に頼っているため、国内のエネルギー自給率が低いことが問題になっています。2022年における国内のエネルギー自給率は12.6%です。

出典：令和4年度（2022年度）エネルギー需給実績を取りまとめました（速報） （METI/経済産業省）

第6次エネルギー基本計画により、2030年における再生エネルギーの電源構成比率が22~24%から36~38%に引き上げられました。
2020年における再生エネルギーの電源構成比率は19.8%なので、再生エネルギーを普及させ、エネルギー自給率の向上を目指していることが分かります。

再生エネルギーの主なメリットをまとめると下記の通りです。

• 温室効果ガスを排出しない
• 国内のエネルギー自給率が向上する
• エネルギー源が枯渇しない

再生可能エネルギーの種類

太陽光発電や風力発電など、再生可能エネルギーは様々な種類が存在します。
それぞれ詳しく解説します。

太陽光発電

太陽光発電は、太陽光パネルで発電した電気を日常で使用する電気に変換します。

住宅の屋根や遊休地、壁面など、余っているスペースを有効活用して設備を導入することが可能です。災害時など、緊急時の非常用電源として確保することも可能です。
発電した電気を売らずに自社施設で使用するタイプの「自家消費」の太陽光発電にも注目が集まっています。

太陽光発電の主なメリットは下記の通りです。

• 屋根や遊休地などの余ったスペースを活用できる
• 設置する場所が決まっていないため、遠方にも設置できる
• 有事の際の非常用電源としても確保できる

一方で、太陽光発電のデメリットは下記の通りです。

• 天候や季節によって発電量が変動する
• 初期の導入費用が高い
• メンテナンス費用がかかる
• 日射量が少ない地域では発電効率が悪い

風力発電

風力発電は風のエネルギーを利用し、発電設備内で電気に変換します。
風力発電は2019年時点で国内に約2,400基が設置されていて、比較的風が強い北海道や東北地方に発電設備が集中しています。

参考：FAQ | 日本風力開発株式会社

設備には陸に設置する「陸上風力発電」と海上に設置する「洋上風力発電」の2種類があります。洋上風力発電には海上に浮かべる「浮上式」と海底に設置する「着床式」の2種類があります。
日本は海外と比べて平地が少ないことから、洋上風力発電を導入する事例がほとんどです。

また、日本には本土面積の約10倍の排他的経済があるため、洋上風力発電に注目が集まっています。風力発電は風が吹いていれば昼夜問わず発電をすることが可能です。

風力発電の主なメリットは下記の通りです。

• 夜間でも発電できる
• 発電効率が良い

風力発電のデメリットは下記の通りです。

• 設置場所が限られる
• 風が弱いと発電効率が下がる

バイオマス

バイオマス発電は、家畜のふん尿や食品廃棄物、木材のチップなどのバイオマス（動植物由来の物質）を原料として発電を行います。

バイオマス発電の主な種類は、バイオマスを燃焼させて出た水蒸気でタービンを回す「直接燃焼方式」とバイオマスを高温で燃焼しガスを発生させて発電を行う「熱分解ガス方式」の2つです。

バイオマス発電は廃棄予定の木材や排せつ物を燃料として稼働できるので、資源を有効活用できるメリットがあります。

一方で、バイオマスを加工・搬送する際にある程度の化石燃料が必要になることが問題になっています。搬送コストがかかることから、バイオマス発電所は小規模になりやすい特徴があります。

バイオマス発電のメリットは下記の通りです。

• 資源循環型社会へ貢献できる
• 小規模な発電所を活かして地産地消のエネルギーになる

バイオマス発電のデメリットは下記の通りです。

• 発電のために化石燃料を使用する
• 小規模な施設が多く発電効率が悪い

水力発電

水力発電は高低差を利用して設備内の水車を回し発電を行います。
日本では豊かな水資源を活用して昔から水力発電が行われてきました。

水力発電は地形によって3つの方式があります。

• ダム式・・・河川の幅が狭く両側が岩に囲まれている場所にダムを設置して、高低差を利用して発電する方式。
• 水路式・・・河川の上流で水路を分岐して、十分な高低差が得られる箇所まで水を運び発電する方式。
• ダム水路式・・・ダム式と水路式を合わせた発電方法で、ダムで貯めた水を運び発電する方式。水の取り入れ方についても３つの方式があります。
• 流れ込み式・・・河川の流れを操作することなく、常時一定の発電を行える方式です。河川の流れに左右されるため、発電量の調整が難しいです。
• 調整池式・・・電力需要が少ないときは稼働せずにダムに水を貯めておきます。電力需要が高いときに発電を行い電気を供給します。
• 揚水式・・・発電所の上流と下流にダムをそれぞれ設置します。電力需要が少ないときに余剰電力で上流のダムに水を貯めておきます。電力需要が高いときに貯めておいた水で発電を行います。

水力発電のメリットは下記の通りです。

• 電力需要に合わせて発電できる
• 長期的に発電を行える
• 発電効率が高い

水力発電のデメリットは下記の通りです。

• 発電効率が雨量に左右される
• ダムの建築費用が高い

地熱発電

地熱発電は地下のマグマの蒸気を利用してタービンを回して発電を行います。
地下のマグマを熱源としているため、時間や天候、季節に発電効率が左右されない特徴があります。

地熱エネルギーは暖房や温泉にも使われることがあり、昔からある日本固有の資源エネルギーの１つです。
地熱発電は、200度以上の熱水を組み上げられる地域で用いられる「フラッシュ発電」と二次媒体を用いて地熱が低温でも蒸気を発生させる「バイナリー発電」の2種類があります。

地熱発電がある地域は国立公園や観光地域にあることが多いため、設備を設置できない問題もあります。

地熱発電のメリットは下記の通りです。

• 地熱エネルギーは国内で安定的に供給できる資源エネルギー
• 暖房や温泉など蒸気を再利用できる

地熱発電のデメリットは下記の通りです。

• 地盤調査や設備導入のコストが高い
• 地熱資源が国立公園の施設内に集中している

太陽熱利用

太陽熱利用は、太陽の光をレンズに集めて生成した熱でタービンを回します。
太陽光発電と混同されやすいですが、太陽熱利用は電気ではなくお湯や熱風など熱エネルギーを生成することが目的です。

集めた熱エネルギーは住宅やホテル、病院などの給湯や冷暖房として活用されます。

太陽光発電のエネルギー変換効率は15~20%と言われているのに対し、太陽熱利用は45~60%と高いエネルギー変換効率です。

下記に太陽光発電と太陽熱利用の主な違いをまとめます。

出典：太陽熱で地球にやさしい暮らしを|太陽熱について|東京都環境局

太陽熱利用のメリットは下記の通りです。

• 初期費用が安い
• エネルギー変換効率が高い
• 狭い場所にも設置可能

太陽光熱利用のデメリットは下記の通りです。

• 日射量が十分な地域に設置する必要がある

雪氷熱利用

雪氷熱利用は雪や氷を貯雪庫に貯めておき、夏季に建物の冷房や農作物の冷蔵に使用します。寒冷地では除雪にかかるコストが大きく、雪を有効活用できることから注目が集まっています。

雪氷エネルギーを利用した事例は、北海道のモエレ沼公園「ガラスのピラミッド」や賃貸マンション「ウエストパレス」などです。

雪氷エネルギーを利用するには、断熱性の高い貯雪庫が必要になるため初期コストがかかることや、雪を運ぶための搬送コストがかかるといった問題もあります。

雪氷熱利用のメリットは下記の通りです。

• 寒冷地で雪を有効活用できる
• 適度な水分を含んだ冷気を生成できるため、食物の冷気に適している

雪氷熱利用のデメリットは下記の通りです。

• 貯蔵庫の設置費用が高い
• 雪の搬送コストがかかる

温度差熱利用

温度差熱利用は河川や海の水を熱源とします。水温と気温の差を利用し、熱をヒートポンプで移動させて冷暖房や給湯機に活用します。

ヒートポンプとは熱を温度が低い箇所から高い箇所に移動し取り出すために使われる装置です。
温度差熱は、水が持つ熱以外にも2-9で記述している地中熱を熱源とする場合もあります。

家庭用の給湯器として使用されているエコキュートも温度差熱の技術を使用した例の1つです。

温度差熱のメリットは下記の通りです。

• 発電効率が天候や気温に左右されにくい
• エネルギーを多く必要とする都市部でも導入しやすい

温度差熱のデメリットは下記の通りです。

• 大規模の発電所が普及していない

地中熱利用

地中熱利用は地中熱と大気の温度差を利用して、積極的に冷暖房を使用する仕組みです。
地中熱は年間を通じて気温が変わらないので、夏は大気よりも気温が低くなり、冬は大気よりも気温が高くなる特徴があります。

大気中に廃熱をしないことから、ヒートアイランド現象の対策になり注目が集まっています。

地中熱利用のメリットは下記の通りです。

• 地中熱は場所や季節に依存しない
• ヒートアイランド現象の緩和につながる

地中熱利用のデメリットは下記の通りです。

• 設備の導入コストが高い

その他

他にも大規模水力発電や空気熱利用、波力発電など多くの再生エネルギーが存在します。
それぞれの概要を下記の表にまとめます。

再生可能エネルギーは太陽光発電や風力発電の利用者が多いですが、ほかにも多くの種類が存在します。

再生可能エネルギーとして太陽光発電の割合が増えている

再生エネルギーの供給率は太陽光発電がけん引して増加傾向にあります。
発電量の推移については、下記の表をご覧ください。

また、2022年における再生エネルギーの発電電力量の割合を下記に示します。

グラフより、太陽光発電が42.3%と最も多くの割合を占めていることが分かります。
電気代を抑えられることや、緊急時の電力確保につながることから今後も太陽光発電の普及は高まることが予想されます。

自治体による太陽光発電の設置義務化について

東京都は2030年までに都内の温室効果ガスを50%削減する「カーボンハーフ」の実現を掲げています。

2025年4月より、新築の住宅屋根に太陽光発電の設置を義務づける制度が制定されました。

ハウスメーカーが建設する新築住宅が対象で、下記のように対象外となる住宅物件もあります。

• 既存の住宅
• 北向きで日照条件が悪い住宅
• パネル設置面積が十分にない住宅

他の事例として、京都府でも延床面積が300㎡以上の建物を建築する場合に、太陽光発電の設置が義務付けられています。

参考：太陽光発電設置義務化に関する新たな制度が始まります｜東京都

参考：京都市：令和6年度京都市建築物の太陽光発電設備等上乗せ設置促進補助金の募集について

再生可能エネルギーである太陽光発電についてはグッド・エナジーにご相談ください

日本国内のエネルギー自給率を上げるために、再生エネルギーへの注目が高まっています。2022時点において、日本国内では太陽光発電が最も普及していて、電気代削減や企業価値の向上の観点から設備導入を検討する企業が増えています。

グッド・エナジーでは法人向けの太陽光発電について提案から工事、メンテナンスまでトータルサポートを行っている企業です。
会社設立当時から太陽光に関する専門知識を磨き、培った技術をもとにお客様に最適な太陽光発電の提案を続けてきました。

太陽光発電は導入コストがかかることから、初期費用0円で太陽光発電を導入できる「PPA方式」の人気も高まっています。

できるだけ導入コストを削減したいなど、太陽光発電に関して疑問があれば、まずはお問い合わせフォームよりご相談ください。