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» 2014年02月05日 16時40分 UPDATE

自然エネルギー:天然ガスよりも安い太陽光、2030年には住宅向けでも石炭並みに (1/2)

ドイツFraunhofer研究所は、各種の再生可能エネルギーと化石燃料の発電コストを比較したレポートを発表した。発電所の設計、建設から運営、廃止までの全てのコストを、生涯発電量で割った均等化発電原価(LCOE)を用いた調査研究だ。

[畑陽一郎,スマートジャパン]

 2013年にドイツで建設された一部の大規模太陽光発電所は、コスト面で既に平均的なコンバインドガスタービン発電よりも安価である。最も条件のよい陸上風力発電は最も安価な化石燃料である褐炭のコストに匹敵する。ドイツの研究機関であるFraunhofer研究所の太陽光関連の部署Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme(Fraunhofer ISE)が発表したレポートの結果だ。

 発電コストは、1kWhの電力量の料金と同じ意味で使われることが多い。例えば、家庭用電気料金が29円10銭(東京電力の第3段階料金)であることを、発電コストが29.1円であるということがある。

 しかし、国や地方自治体、企業がさまざまな再生可能エネルギーを利用した発電を大規模に導入する計画を立てるなら、このようなあやふやな議論ではだめだ。単に初期導入コストや年間発電コストを比較するのでは公平性を欠く。発電所の設計、建設から運営、廃止までの全てのコストを、生涯発電量で割った均等化発電原価(LCOE:Levelized Cost Of Electricity)を比較することが好ましい。今回のFraunhofer ISEの議論は全てLCOEに基づいている。

 Fraunhofer ISEのプロジェクト統括責任者であるChistoph Kost氏は発表資料の中で以下のように指摘する。「各種の再生可能エネルギーや化石燃料を選ぶ際に、発電コストは決定要因ではない。上流と下流のコストも主要な役割を占める。日照の強さや風がどの程度利用できるかなどの環境条件はもちろん、ファイナンシングコストやリスクプレミアムなどさまざまな条件が持続可能性に影響を与える。われわれの研究ではこれらの条件を加味しているため、異なる技術に対しLCOEを通して比較でき、各種の再生可能エネルギーのコスト競争力を示すことができる」。

7種類のエネルギー源を比較

 Fraunhofer ISEは2013年から2030年までのドイツにおけるLCOEを算出した。対象としたエネルギー源は再生可能エネルギーが4種類(太陽光、洋上風力、陸上風力、バイオガス)、化石燃料が3種類(褐炭、無煙炭、天然ガス)だ。これは現時点のドイツでの資源調達を考えたメニューになっている。ドイツは水力資源に乏しく、地熱は利用できない。その代わり、石炭資源は多く、畜産業由来のバイオガスを利用しやすく、風力発電の導入量と潜在導入量が非常に大きい。

 これらのエネルギー源を利用した発電所のLCOEがどのようなものなのか、図1に示す*1)。図1で下に位置するほど、LCOEから見て有利であり、競争力がある。

*1) 図1を算出するに当たって、Fraunhofer ISEはさまざまな仮定を置いている。図1にあるGHI(Global Horizontal Irradiation)は全天日照量を示す。太陽電池モジュールに直接照射する直達日照量と、大気からの散乱日射量を加えた値だ。FLH(Full Load Hours、全負荷時間)は1年の8760時間のうち、どの程度の時間フルパワーで発電できるかを示す。PR(Progress Ratio、進歩率)は経済学的な分析で多用されている係数。累積生産量が2倍になったときにコストがどの程度低下するかという数値であり、値が高いほど単位コストの低下度合いが大きいことを示す。CO2 allowance pricesは、二酸化炭素排出権価格。

yh20140205Fraunhofer_graph_590px.jpg 図1 各種エネルギーを利用した発電所の均等化発電原価(LCOE) 出典:ドイツFraunhofer ISE

 図1の縦軸は2013年時点のユーロの貨幣価値で表した発電量1kWh当たりのLCOE。1ユーロ=140円で換算すると、縦軸の0.10が14円に相当する。横軸は西暦だ。

 橙色の縦棒がコンバインドガスタービン発電(2013年時点で0.098ユーロ/kWh以下)、紺色の縦棒が無煙炭(同0.08以下)、茶色が褐炭(同0.053以下)を示す。無煙炭は排出物が少ない高品位な石炭、褐炭は安価だが熱量が低く二酸化炭素排出量が多い石炭だ。

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