自然エネルギーの限度
2011年9月21日
小野章昌
エネルギー問題を考える
(1)化石燃料生産ピーク
(2)「エネルギー収支比」が将来の尺度
(3)再生可能電力の限度
(1)生産ピーク:世界原油生産量
石油・ガス生産ピーク(ASPO予測)
ガス
石油
石炭の生産ピーク
出典:ウプサラ大学Aleklett教授
(2)将来の尺度はエネルギー収支比
(EPR: Energy Profit Ratio)
エネルギー収支比(EPR)=
回収エネルギー/投入エネルギー
電中研スタディー
主な前提条件(寿命30年)
システム
発電出力
(MW)
設備利用率
所内率(%)
(%)
75
3.4
原子力
1,000
石油火力
1,000
75
6.1
LNG火力
1,000
75
3.5
石炭火力
1,000
75
7.4
風力
0.1
20
10
太陽光(事
業用)
1.0
15
5
エネルギー収支比(設備寿命30年)
原子力
76
石油火力
21
石炭火力
17
LNG火力
6
風力
6
太陽光
5
0
10
20
30
40
50
60
70
出典:電中研「発電システムのライフサイクル分析」1995年
80
(3) 自然エネルギーの特質と限度
エネルギー資源の3条件
(東京大学名誉教授 石井吉徳)
• 濃集している
• 大量にある
• 経済的に回収できる
自然エネは最初の条件を満たして
いない
(間欠性:途切れ途切れになる)
風力発電の変動
(アイルランドの例)
出典:ケンブリッジ大学 Dマッケイ教授資料
火力発電によるバックアップ
• 風力も太陽光も日間、週間、月間、季節間の
変動が大きい。
• 急速立上げ、停止が可能な石油火力、ガス
火力によるバックアップが不可欠
• 基幹電力にはなり得ない
• 石油火力・ガス火力容量以上の発電は無理
広大な面積
• 電力需要(1兆kWh)の10%を太陽光で賄おうとす
れば、1億kWの発電容量を必要とする
• 住宅の屋根で半分(5,000万kW)、空き地利用のメ
ガソーラーで半分(5,000万kW)を賄うとすれば:
• 南向き屋根を持つ戸建1,700万戸すべてに3kWの
パネルを設置する必要がある(法律による強制?)
• メガソーラー(2万kW)2,500ヶ所を作るには850km2
の土地を要する。8.5kmx100kmに相当
太陽光発電コスト見通し
出典:電中研「太陽光発電コストはどこまで下がるか」
全量固定価格買取制度(FIT)の罠
• ドイツは2000年からFITを導入、太陽光発電
容量は1,800万kWとなった。しかし、
• 2011年の消費者超過料金は3.52ユーロセン
ト(4円)/kWh。毎月500kWh消費する家庭の
負担額は2,000円/月。
• 2010年にこの制度を止めても消費者の長期
債務(20年間)は10兆円を上回る(RWI分析)
年間5,000億円以上の債務
ドイツ電力消費者に長期の債務
(太陽光)
今後支払分(25億ユーロ/年)
既支払分
出典:ルール経済論文No.156
電力大量貯蔵は無理
• 1000万kWの風力発電を設置したと仮定する
年間発電量は175億kWh(原発2基分)
• 凪に備えて200時間(8日間)分の電力貯蔵
能力が必要(ドイツVDEレポート)
• 貯蔵容量20億kWhが必要となる
• 揚水発電で行うとすれば、英国、日本の最大
揚水発電所の貯蔵容量が1000万kWhである
ことを考慮すると200ヶ所必要となる
• 電気自動車(40kWh)で行うと5000万台必要
発送電分離・分散型電源の問題点
• 太陽光・風力は商品として半人前(数量・引渡
時期が天候次第、品質も劣る)
自由化に
は最も不向き
• スペインでは送電部門を公営独占とし、FITに
よる再生可能電力優先買取と水力・ガス火力
に対する強制運転指令がある故に機能
• 分散型電源で地方ごとに需給バランスを取る
ことは至難の業
パイを小さくはできない
省エネで電力需要は増加
出典:英国気象変動委員会 The Fourth Carbon Budget
省エネは電化により可能
• 自動車を電気で動かす(エネルギー消費は
1/2以下)
• 給湯を電気で行う。ヒートポンプの利用により
空気中・地中の熱を利用(エネルギー消費は
1/2以下)
• 省エネはエネルギー効率アップ(生活向上)。
節電は不便を伴う。
• 省エネによりエネルギー消費は減るが、電力
消費は増える。
この前提は無理
出典:飯田哲也氏 「3.11後のエネルギー戦略ペーパーNo.1」
石油・ガス欠乏時代の発電(2兆kWh)
太陽光, 1100
風力, 1000
水力, 1000
石炭, 3000
原子力, 14700
単位:億kWh
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