再生可能エネルギーとは？種類やメリット・デメリットを簡単に解説

再生可能エネルギーは、SDGsの観点からも注目度が高まっています。
そこで本記事では、再生可能エネルギーの種類やメリット、デメリットについて解説していきます。
太陽光発電をはじめとする再生可能エネルギーの導入を検討しているかたは、ぜひ参考にしてみてください。

再生可能エネルギーとは

経済産業省資源エネルギー庁では、再生可能エネルギーを以下のように定義しています。

『エネルギー供給事業者による非化石エネルギー源の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（エネルギー供給構造高度化法）においては、
「再生可能エネルギー源」について、
「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」と定義されており、
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。』

簡単に言うと、「資源に限りのある化石燃料（石炭・石油など）とは異なり、比較的短期間で再生できる自然資源をエネルギーとすること」です。

再生可能エネルギーが重要な理由

再生可能エネルギーが重要な理由は2つあります。

• 日本のエネルギー自給率を高めるため
• 温室効果ガス削減に役立つため

1つ目の理由は、日本のエネルギー自給率の低さがあげられます。
経済産業省によると、2019年度の日本のエネルギー自給率は12.1％と主要国の中で35位でした。
エネルギー供給のうち8割が化石燃料であり、ほとんどを輸入しています。
そのため、諸外国の動向によりエネルギー価格の高騰や電力のひっ迫リスクが高まります。エネルギー自給率を高めることは、電力の安定供給を行うために必要不可欠です。

2つ目の理由は、温室効果ガス、中でも地球温暖化の要因となるCO2削減に有効であることです。
再生可能エネルギーは太陽光、風力、水力など自然資源をエネルギーとするため、発電によるCO2の排出がほとんどありません。
2016年のパリ協定により、温室効果ガスの排出量削減が急速に求められており、世界中で再生可能エネルギーの利用促進が進んでいます。
日本も世界と足並みをそろえることを国家目標としています。

再生可能エネルギーの主な種類

再生可能エネルギーの定義は国によって異なり、日本では以下の発電方法が再生可能エネルギーとみなされています。

• 太陽光
• 太陽熱
• 風力
• 中小水力
• 大型水力
• 地熱
• バイオマス
• 海洋エネルギー
• そのほかの自然界に存在する熱（温度差エネルギー、雪氷熱、未利用熱など）

このうち日本での主要な再生可能エネルギーについて、メリットとデメリットをそれぞれ解説します。

太陽光発電

太陽光発電は、太陽電池を利用して太陽の光エネルギーを電気に変換する方法です。

【太陽光発電のメリットとデメリット】

メリット	・太陽光が当たる場所ならどこでも設置できる ・屋根や壁など未利用スペースを有効活用できる ・送電設備のない遠隔地（山岳部など）の電源、または非常用電源としても利用できる ・発電した電気を自家消費すれば光熱費を削減できる ・余った電気は電力会社へ売ることができる（固定価格買取制度）
デメリット	・気候条件に発電出力が左右される ・ソーラーパネルの導入コストがかかる ・台風や火災で壊れることがある

地球に降り注ぐ太陽エネルギーは約42兆Kcal/秒と膨大なエネルギー量であり、地表面や海中への蓄積量、宇宙への放射量などとバランスを崩さなければ、永続的な利用が可能です。
風力、水力、バイオマスエネルギーも太陽エネルギーを起源としており、非常にポテンシャルが高い存在です。

風力発電

風力発電は、風の力で風車を回し、その動力を発電機に伝達し発電する方法です。

【風力発電のメリットとデメリット】

メリット	・昼夜を問わず発電できる ・陸上だけでなく洋上にも設置できる ・変換効率が比較的高い
デメリット	・気候条件に発電出力が左右される ・導入コストが高い（風車建設、土地購入など） ・日本の地形では陸上に適地が少ない ・台風や落雷で壊れることがある ・設置場所の地域住民は騒音や景観を懸念する場合がある

日本では東北地方に多く設置されています。
MW級の大規模風力から数十W〜数kWの小規模風力まで存在します。

 水力発電

水力発電は、水が高いところから低いところへ流れる力（水の落差）を利用し、水車を回すことで発電する方法です。

【水力発電のメリットとデメリット】

メリット	・水量を調整することで、電気の需要変動へすばやく対応できる ・水資源の豊富な日本では長期的に安定した発電ができる ・変換効率が高い
デメリット	・雨量に発電出力が左右される ・導入コストが高い（ダム建設など） ・生態系や環境に影響が出る場合がある

大規模な水力発電であるダム式はほぼ開発済みなので、今後は小規模な落差を利用した中小水力やマイクロ水力が有望視されています。

地熱発電

地熱発電は、火山による地熱エネルギーを使用し、蒸気や熱水を利用してタービンを回すことで発電する方法です。

【地熱発電のメリットとデメリット】

メリット	・昼夜を問わず発電できる ・気候や時間に左右されず安定的に発電できる ・火山帯に位置する日本は資源が豊富 ・発電に使っ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
デメリット	・雨量に発電出力が左右される ・導入コストが高い（ダム建設など） ・生態系や環境に影響が出る場合がある

日本の火山の多くは国立公園内にあるため、現状では地熱発電所の建設が難しいケースが多いです。
また、温泉が枯れてしまうのでないか、という温泉地の懸念もあり開発に時間がかかるケースが多いです。

バイオマス発電

バイオマス発電は、木くず・生ごみ・わら・もみ殻などの有機物や家畜・食品廃棄物を燃焼、ガス化することによって発電する方法です。

【バイオマス発電のメリットとデメリット】　　　

メリット	・廃棄物の再利用や削減につながる ・カーボンニュートラルである ・発電量の調整や貯蓄がしやすい ・地域分散型の発電所として機能すれば雇用の創出につながる
デメリット	・原料となる有機物の収集と運搬コストがかかる ・発電後に出る廃液の処理コストがかかる ・小規模分散型の設備になる ・変電効率が低い

バイオマス燃料を燃焼する際に発生するCO2は、カーボンニュートラルの考え方に基づき、CO2の増減に影響を与えないとされています。

再生可能エネルギーの5つのメリット

再生可能エネルギーには様々なメリットがありますが、ここでは代表的な5つを解説します。

 枯渇しない

石油、石炭、天然ガスなどの化石燃料は、量に限りのある有限資源です。石油や天然ガスはあと50年ほどで埋蔵量を使い切ってしまうという試算もあります。

一方、再生可能エネルギーは自然の力をエネルギー源としているため、枯渇する心配がなく半永久的に利用できます。

また、化石燃料は特定の地域でしか採れませんが、再生可能エネルギーは地球上どの地域も持つ資源を活用できるため、すべての国がエネルギー産出国となれます。
世界のエネルギー需要量は、人口増加に伴い204年には2014年の約1.3倍になるという予測もあります。化石燃料をめぐる競争激化が危惧される中、枯渇しないエネルギー源である再生可能エネルギーは非常に魅力的な存在です。

二酸化炭素や窒素酸化物を排出しない

化石燃料は長い年月をかけて自然が作った資源ですが、燃やすと大量の二酸化炭素を発生させてしまいます。
大気中の二酸化炭素は本来、温室効果ガスとして地球を適正温度に保ってくれる優良な存在ですが、急激に量が増えたためバランスが崩れ、地球を温め過ぎてしまう事態に陥っています。

また、化石燃料の燃焼により発生する窒素酸化物は、大気中で化学反応を起こし、硝酸や硫酸として雨に溶け込み「酸性雨」となります。
酸性雨は木を枯らしたり河川の水質変化を引き起こしたりします。
1970年代の日本では、酸性雨により野菜の変色や森林枯れが起こり、社会問題となりました。

新たな雇用につながる

再生可能エネルギーの発電施設を新たに導入することは、施設建設や設備製造、維持管理、資源収集（バイオマス発電）に携わる人を必要とし、新たな雇用を生み出します。
また、再生可能エネルギーは化石燃料発電に比べ発電量あたりの雇用人数が多く、同程度〜10倍程度といわれています。

国際再生可能エネルギー機関（IRENA）が2022年に発表した報告書によると、2021年は新たに70万人の新規雇用が創出され、再生可能エネルギー部門における世界全体の雇用が1,270万人に達したと報じています。

非常時のエネルギー確保ができる

大地震などの緊急時に発電所からの電力供給がストップした場合、再生可能エネルギーで最低限の電力を確保することができます。
2011年の東日本大震災では多くの被災者が自宅用太陽光電池からの電力を活用し、スマートフォンの充電や調理に使うことができました。

自然災害の多い日本では、いつ電力供給がストップするか分かりません。
再生可能エネルギーを電源とする手段を確保しておくことは、非常時に大変役に立ちます。

出典：安定供給|日本のエネルギー2021年度版「エネルギーの今を知る10の質問」｜広報パンフレット｜資源エネルギー庁

地域活性化が期待できる

人口減少や不況などにより、日本の地方は財政難である自治体が多い現状があります。
再生可能エネルギーの設備が建設されることで、その地域において新たに雇用が生まれ、移住者が増え、地域活性化につながることが期待できます。

再生可能エネルギーは自然の力を必要とするため、都市部より郊外や地方に導入ポテンシャルがあります。
また、化石燃料発電のように大型プラントを必要としない分散型の発電施設となるため、日本各地でエネルギーの地産地消を進めることができます。
そうなれば、都市部への人口集中が緩和される可能性があります。

再生可能エネルギーの3つのデメリット

クリーンな次世代エネルギーとして注目を集める再生可能エネルギーにも課題があります。どんなデメリットがあるのでしょうか。

安定した電力供給が難しい

再生可能エネルギーは自然の力を資源としているため、天候により発電量が左右されてしまいます。
特に太陽光発電や風力発電は天候の影響が大きく、曇りや雨が続く、風が吹かないといった状況が続くと、電力の安定供給が難しくなってしまいます。

このデメリットを解消するため、需要と供給のバランスをコントールするVPP（バーチャルパワープラント）システムの実用化に向けた取り組みが進められています。

運用コストが高い

太陽光発電は大量の太陽光パネルが必要となったり、発電に適した場所の確保が難しかったりするため、従来の発電施設より導入コストが高くなります。
また、ソーラーパネルの主力メーカーは中国やアメリカとなりため輸入コストもかかります。
さらに、自然災害の多い日本では災害対策費用もかかるため、結果的にコスト高となってしまいます。

このデメリットを解消するため、技術革新によるコスト低減化やFIT法改正（電力の固定価格買取制度の見直し）、様々な再生可能エネルギーの導入がスムーズに進められる制度の新設を行なっています。

2021年3月1日の日本経済新聞によると、1,000kW（1世帯が4ヶ月間に使う電力）を作る場合、中国の太陽光発電は33ドル、アメリカの風力発電は36ドルで発電することができます。
一方の日本は太陽光発電124ドル、風力発電113ドルと発電コストが高くなってしまいます。
諸外国の低コスト化を参考に、日本においても運用コストの削減に向けた取り組みが進められています。

変換効率がよくない

作ったエネルギーを電力に変換できる割合を変換効率といいますが、再生可能エネルギーは変換効率の低さも課題です。
水力発電の変換効率は約80％と高いですが、それ以外の再生可能エネルギーは、風力発電25％、太陽光発電10％、地熱発電8％と低いです。
現在、日本の主力電力となっている火力発電の変換効率は35〜43％となっており、大きな開きがあります。
このデメリットを解消するため、技術革新による変換効率の向上が求められています。

再生可能エネルギーの日本と世界の現状

2023年度時点での国内外の再生可能エネルギー状況を見ていきましょう。

世界の状況

2050年カーボンニュートラル実現に向け、各国は再生可能エネルギーの発電量を増やしています。
特に、人口が多く経済大国として世界をリードする中国やアメリカは、太陽光、水力、風力発電の導入容量を増やしています。

2020年時点で、発電電力量に占める再生可能エネルギーの比率が最も高いのはカナダで約68％。
続いてドイツ、イギリス、スペイン、イタリアは40％を超えています。
中国は27％、フランス、アメリカ、日本は20％前後となっています。

また、RE100という国際イニシアチブを導入する企業が増えています。
RE100は2014年に発足し、「事業運営を100％再生可能エネルギーで調達すること」を目標に掲げる企業が加盟しています。
グローバル展開するApple（アメリカ）やIKEA（スウェーデン）を中心に2022年3月時点で世界24カ国356社が加盟しており、日本はアメリカについで2番目に多く、イオンや富士フィルムなど66社が加盟しています。近年は中国やインド企業の加盟も増えています。

日本の状況

資源エネルギー庁が2023年4月に公表した「令和3年度（2021年度）エネルギー需給実績（確報）によると、再生可能エネルギーの国内供給は前年度比でプラス11.7％となり、9年連続で増加しました。
これにより非化石燃料のシェアは16.8％となり、東日本大震災より後で最高となりました。
発電電力量における再生可能エネルギーの割合は20.3％となり、順調に普及しています。

【日本の一次エネルギー供給量】

出典：資源エネルギー庁「令和3年度（2021年度）エネルギー需給実績（確報）（令和5年4月21日公表）」

再生可能エネルギーは、今後のエネルギー政策に重要な電源のひとつです。
2030年のエネルギー構造のあるべき姿を示した「エネルギーミックス」では、国内電源の36〜38％（3,300〜3,500億kWh）を再生可能エネルギーで賄うことを目指しています。

まとめ

再生可能エネルギーは、エネルギー自給率を高め温室効果ガス削減に役立つという大きなメリットを持った次世代エネルギーです。
利用促進に向けた動きは国だけでなく、経済活動において大量の電気を使う企業にも広がっています。化石燃料からの脱却は世界の潮流であり、今後ますます技術革新やイノベーションが生まれることでしょう。

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参考資料

資源エネルギー庁　再生可能エネルギーとは
環境省　低炭素社会構築に向けた再生可能エネルギー普及方策について
資源エネルギー庁　第3節　一次エネルギーの動向
資源エネルギー庁　再エネのコストを考える