クリーンエネルギーとは？注目の9種類とメリット・デメリットを紹介

クリーンエネルギーとは再生可能エネルギーとも呼ばれ、CO2（二酸化炭素）や窒素酸化物など地球環境に悪影響を及ぼす物質を排出しないで生み出されるエネルギーを指します。本記事では、クリーンエネルギーのより詳しい意味や注目される背景、メリット・デメリットを解説し、日本で利用されている9種類のクリーンエネルギー発電方法を紹介します。

クリーンエネルギーとは

クリーンエネルギーとは、電気や熱に変える際に温室効果ガスや有害物質を排出しないエネルギーのことです。自然エネルギーや再生可能エネルギーとも呼ばれます。さまざまな種類があり、私たちの生活になじみの深い太陽光発電や風力発電のほかに、雪氷熱利用や地中熱利用といったものも含まれます。

クリーンエネルギーが日本で注目される背景

クリーンエネルギーは、近年日本において注目を集めています。そのきっかけとなったのは、パリ協定の採択です。パリ協定は、2015年にフランスのパリで行われた、「国連気候変動枠組条約締結国会議（COP）」にて採択された国際的な取り決めです。この会議では、産業革命以前から気温の上昇を2℃以内に抑え1.5℃を目指すという世界共通の長期目標が定められました。

パリ協定ではすべての国に温室効果ガス削減の目標を立てる義務が課されたため、日本政府も、2050年までにネットゼロを達成するという目標を設定しています。このようにして環境保全への取り組みが重要性を増す中で注目を集めているのが、クリーンエネルギーです。これまで使用していたエネルギーをクリーンエネルギーに置き換えることで、これまで通り文明的な生活や経済活動をおこないながら、温室効果ガスの排出を抑えられます。

クリーンエネルギーのメリット

クリーンエネルギーには、CO2を排出しないこと以外にもさまざまなメリットがあります。本項では、特に重要な3点をご紹介します。

CO2（二酸化炭素）を排出しない

まずメリットに挙げられるのは、CO2を排出しないため環境に優しいという点です。現在日本で最も普及している火力発電は、化石燃料を燃やす際に多くのCO2が排出されるため、地球温暖化の原因となっています。しかし、クリーンエネルギーなら化石燃料を燃焼する必要がないため、使用する電力量はそのままにCO2排出を抑えることができるのです。

停電などの非常時にエネルギーを確保できる

火力発電などの大型発電所に依存していると、発電所が止まってしまった際に電力供給が広範囲で途絶えてしまいます。しかし、クリーンエネルギーなら、ソーラーパネルなど小規模な設備で発電可能であるため非常時でも安定して発電することができるのです。災害大国である日本にとって、このメリットは大きいものになるでしょう。

乏しいエネルギー自給率の底上げ

現在日本では火力発電が主流ですが、国内に化石資源が乏しいため、化石燃料を輸入に依存している状況です。そのためエネルギー自給率が低く、国際情勢によっては供給が安定しなくなる可能性があります。しかし、豊かな水資源や地方の空地を利用してクリーンエネルギーの発電をおこなうことで、エネルギーの自給自足が可能になるのです。

国内資源の活用には、エネルギー自給率の上昇の他にもさまざまなメリットがあります。例えば、バイオマス発電ではもともと廃棄物として処理されていたものを用いるため、廃棄の抑制に繋がります。また、バイオマスを多く生み出す農山漁村の新たな収入源になるため、地域の活性化も期待できるでしょう。

クリーンエネルギーのデメリットと課題

クリーンエネルギーには、いくつかデメリットや課題も存在します。中には、技術の発展次第で解決できるものもあるため、今後の動向に注目しましょう。

物理的な発電環境に縛られる

クリーンエネルギーのほとんどは自然環境を利用するため、気候や時間帯によって発電できない場合があります。例えば、太陽光発電では太陽が出ていない夜間、後述する雪氷熱利用では寒冷地でない地域においては発電の条件を満たすことができません。ただし、発電した電気を貯めておくことでいつでも電気を利用できる蓄電池や、離れた地域に設備を設置して送電する仕組みなど、このデメリットを解消する方法も存在します。

発電コストが依然として高い

クリーンエネルギーの設備は新しく、未だ発電コストが高いのが現状です。火力発電や原子力発電が発電量1kWあたり10円程度であるのに対し、太陽光発電は4〜50円かかります。ただし、太陽光発電の場合は、補助金制度やPPAモデルの活用によって初期投資を大幅に抑える、またはゼロ円で始めることも可能です。詳しくは下記の記事をご参照ください。また地熱発電であれば、コストは発電量1kWあたり10円程度であり、従来の発電方法と変わりません。

9種類のクリーンエネルギー

クリーンエネルギーには、私たちがよく耳にする太陽光発電や風力発電以外にもさまざまな種類があります。本項では、発電方法や熱利用について合わせて9つご紹介します。

水力発電

水力発電は、川やダムの水流によって水車を回すことで、発電装置を稼働させる発電方法です。現在最も普及しているクリーンエネルギーで、水力発電による発電量は国内の総発電量の7.9％を占めています。日本は世界的に見ても水資源に恵まれているため、今後さらなる活用が期待されている発電方法です。ただし、大規模なダムが必要になるため、コストや環境負荷の面で課題もあります。

風力発電

風力発電は、プロペラを風の力で回して発電する方法です。回るプロペラを地方で目にしたことのある方も多いでしょう。海岸沿いや高原などで見られる陸上風力発電のみならず、海の上に装置を設置する「洋上風力発電」も存在します。風力発電は発電効率の高さが特徴で、太陽光発電やバイオマス発電、地熱発電の発電効率が約20％であるのに対し、風力発電の発電効率は20〜40%です。また、太陽光発電と比較して発電できる時間帯が限られない点もメリットです。ただし、騒音やメンテナンスコストの高さが課題として残されています。

太陽光発電

太陽光発電は、おそらく私たちにとって最も身近なクリーンエネルギーでしょう。ソーラーパネルを用いて太陽光を電気に変える発電方法です。種類も事業用に用いる大規模なものから家庭用の小規模なものまでさまざまで、補助金制度も充実しており、現状最も導入しやすいクリーンエネルギーと言えるでしょう。

太陽光発電の設備は高額ですが、PPAモデルを利用することで初期費用をかけずに導入することができます。詳しくは下記の記事をご参照ください。

地熱発電

地熱発電は、火山活動などにより発生する地下の熱を利用する発電方法です。日本は火山帯に位置し地熱資源が豊富であるため、この方法は古くから用いられてきました。また、天候に発電量が左右されない点もメリットです。ただし、発電設備が設置できる場所にはすでに温泉や国立公園がある場合が多く、設置場所の確保が難しいという課題が残されています。

バイオマス発電

バイオマスは、動物や植物から生まれる生物資源の総称です。バイオマス発電では、このバイオマスを燃焼する、もしくはガス化することで電気を生み出します。CO2を排出しない点以外にも、従来廃棄していたものを資源として用いるため廃棄物の減少に繋がる、バイオマスの豊富な農山漁村の活性化に貢献するといったメリットがあります。ただし、バイオマスを得られる場所は広範囲であるため、収集や運搬にコストがかかる点が課題です。

太陽熱利用

太陽熱利用は、太陽の熱を集熱器に集め暖房や給湯などに利用する仕組みです。仕組みが単純で導入コストも低いため、日本で最も普及しているクリーンエネルギーの1つです。住宅や小さい事務所に設置することもでき、温水プールや住宅の床暖房、介護施設の給湯設備などの導入事例があります。

雪氷熱利用

雪氷熱利用とは、雪や氷を貯冷庫などに貯蔵し、冬が明けて冷気が必要となった時期に冷房や農作物の貯蔵に利用するものです。2002年に改正された「新エネルギー利用等の促進に関する特別措置法」において、新エネルギーとして認められました。除雪作業には大きな費用と手間がかかるため、雪を再利用するこのシステムは寒冷地において非常に合理的です。実際に北海道では、新千歳空港のターミナルの冷房に雪氷熱利用が用いられています。ただし、この方法を採用できるのは寒冷地に限られます。

温度差熱利用

地下水や河川水は、大気と比べて夏は冷たく冬は熱いというように温度差があります。この温度差を、ヒートポンプを用いて冷暖房や給湯に利用するのが温度差熱利用です。燃料を燃やす必要が無いため環境に優しく、地域の小規模な熱供給源として利用されています。

地中熱利用

地中熱は、地熱の一種であり、地下200メートルほどの比較的低温の熱を指します。一般的な地熱は火山活動による地球内部の熱を表しますが、こちらに比べ温度が安定している点が特徴です。ヒートポンプや熱伝導、空気循環などを用いて熱を活用します。冷暖房の節電やヒートアイランド現象の緩和などがメリットとして挙げられますが、未だ普及しておらず支援制度や施行事例が十分でない点が課題です。

クリーンエネルギー導入には太陽光発電がおすすめ

地球温暖化問題の深刻化や災害の頻発によって、重要性を増しているクリーンエネルギー。費用面や敷地の問題から、最も手軽に導入できるのは太陽光発電です。初期投資不要かつ事業者に管理を任せられるPPAモデルを用いるなどして、環境に優しいエネルギーの導入を進めましょう。このメディアを運営しているECOLOGICAは、世界最大級の太陽光専門商社PROINSOグループの日本総代理店です。再生可能エネルギーの導入（特に海外拠点の再エネ調達）を検討している、という方は、こちらからお問い合わせください。
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