再生可能エネルギーの一覧と各種類の特徴

再生可能エネルギー一覧とその特徴

再生可能エネルギーの法定分類と基本概念

再生可能エネルギーは、日本の法律において明確に定義された7つの種類に分類されています 。これらのエネルギーは、石油や石炭などの化石燃料とは異なり、自然界で継続的に供給される枯渇しない持続可能なエネルギー源として位置づけられています 。
参考）https://green-transformation.jp/media/sustainability/025/

法律で規定されている再生可能エネルギーの種類は以下の通りです。

• 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在する熱
• バイオマス（動植物に由来する有機物）

これらに加えて、経済産業省は実用化が進んでいる「雪氷熱利用」「温度差熱利用」「地中熱利用」も再生可能エネルギーとして紹介しています 。日本は四方を海に囲まれた地理的特性から、海洋エネルギーの活用可能性も高く評価されています 。
参考）https://www.tansomiru.jp/media/basic/mag_1113/

太陽光発電の特徴と発電コスト

太陽光発電は、シリコン半導体などに光が当たると電気が発生する光電効果を利用し、太陽の光エネルギーを太陽電池により直接電気に変換する発電方式です 。日本の再生可能エネルギーの中で最も普及が進んでおり、2022年度の年間電力需要量に占める割合は9.8%と最大のシェアを占めています 。
参考）https://hello-green.jp/column/renewable-energy-types/

太陽光発電の初期コストについて、経済産業省の2023年データによると、産業用太陽光発電システム全体の初期コストは1kWあたり23.9万円となっています 。この内訳は、パネル（9.5万円/kW）、工事費（7.5万円/kW）、架台（3.5万円/kW）、パワーコンディショナー（3.0万円/kW）などが主要な構成要素です。
参考）https://sol.kepco.jp/useful/taiyoko/w/taiyokohatsuden_cost/

年間のメンテナンス費用は設備規模により異なり、低圧設備で年間10～15万円程度、高圧・特別高圧設備では年間100～200万円程度が一般的な目安となっています 。一般住宅への設置も可能で、家庭レベルでの導入が最も進んでいる再生可能エネルギーです 。
参考）https://www.kodomokoho.metro.tokyo.lg.jp/article/202306-1/

風力発電と洋上風力の展開

風力発電は風のエネルギーを電気エネルギーに変換する発電方式で、風の力でブレード（羽根）を回し、その回転運動を利用してタービンを駆動します 。日本全体の電力需要に占める割合は2022年度で1.1%と、他の主要国と比較してまだ普及が限定的です 。
参考）https://www.wsew.jp/hub/ja-jp/blog/article_109.html

陸上風力発電に加えて、近年は洋上風力発電への注目が高まっています。洋上は陸上よりも安定した強い風が期待できるため、発電効率の向上が見込まれています 。NEDOの資料によると、陸上風力と洋上風力、潮流発電、波力発電を比較した場合、陸上風力は発電コストに占める構造体（タービン、電気設備など）の比率が約8割となっています 。
参考）https://www.nedo.go.jp/content/100544821.pdf

将来的には、洋上風力発電と波力発電や潮流発電を組み合わせたハイブリッド型施設の検討も進められており、洋上風力発電の非常用電源として他の海洋エネルギーを活用する構想があります 。
参考）https://www.jst.go.jp/crds/pdf/2022/FR/CRDS-FY2022-FR-03/CRDS-FY2022-FR-03_20106.pdf

水力発電とマイクロ水力の可能性

水力発電は、高所から低所に流れ落ちる水の位置エネルギーを利用して水車を回転させ、発電機を駆動する方式です 。天候や気候に関係なく安定して発電できるのが大きな特徴で、2022年度の日本全体の年間電力需要量のうち7.6%を占めています 。
大規模なダムを利用した水力発電はほぼ開発が完了しているため、今後は中小規模の水力発電の導入が重点的に進められる予定です 。農業用水路などを活用したマイクロ水力発電は、地域分散型エネルギーとして注目されており、農村地域における再生可能エネルギー活用の重要な選択肢となっています 。
参考）https://www.jstage.jst.go.jp/article/arfe/54/3/54_111/_article/-char/ja/

水力発電の利点は、太陽光や風力と異なり天候の影響を受けにくく、24時間安定した発電が可能な点です。また、既存の河川インフラを活用できるため、適切な立地では比較的効率的な導入が期待できます 。

地熱発電とバイオマス発電の安定性

地熱発電は、地下のマグマの熱によって発生する蒸気や熱水を地表に取り出し、その蒸気でタービンを回して発電する方式です 。昼夜や天候などに一切影響されずに発電できる極めて安定した電源特性を持っています 。
日本は火山国として豊富な地熱資源を保有していますが、2022年度の電力需要に占める割合はわずか0.3%にとどまっています 。これは、日本の火山の多くが国立公園内にあるため、環境規制により地熱発電所の建設が制限されていることが主な要因です 。
バイオマス発電は、家畜の糞尿や木材チップ、建設廃材などの動植物由来の有機物を燃焼またはガス化して発電する方式です 。火力発電の一種ですが、バイオマス燃料が成長過程で大気中のCO2を吸収しているため、燃焼時に排出されるCO2と相殺されてカーボンニュートラルとみなされます 。2022年度の電力需要に占める割合は4.1%となっています 。
バイオマス発電の特徴は、天候に左右されず安定的な発電が可能な点です。メタン発酵ガス、木質バイオマス、建設資材廃棄物、一般廃棄物などに分類され、特に汚泥や家畜排せつ物を原料とするメタン発酵ガス発電は、農村地域での分散型エネルギー供給源として期待されています 。