環境を救う再生可能エネルギーとアーティスト達! Ap bankファンサイト!

再生可能エネルギーとは?

 さて、APBankなどでたびたび話題に上がる再生可能エネルギーについて、貴方はどのくらい知っているでしょうか? 元々は、太陽地球物理学・生物学に由来を持つ言葉ですが、これは乱暴に言うと、自然界によって利用する以上の速度で充填されるエネルギー全般の事を言います。有名どころですと、太陽光発電、風力発電、水力発電などが上がるかと思いますが、基本的にこれらは必ずしも発電に用いられるという訳ではありません。発電のほかにも、この再生可能エネルギーの資源から、給湯、はたまた冷暖房、輸送、燃料といった用途に使われています。また、その供給元も太陽光、風力、波力・潮力、流水・潮汐、地熱、バイオマスなどと幅広い種類があります。

注目されている理由は枯渇しないから

 特に最近では地下資源価格の高騰が進んでいる事から、枯渇性資源が持つ有限性への対策としてこれらの再生可能エネルギーが注目されているというポイントと、また地球温暖化(温暖化対策にはならないと言われているが)への対策を目的として行っているという側面もあります。さらに、最近では新たな利点を有するエネルギーとしての利用価値が見いだされており、世界中の親切発電所の約三割がこれでしめられていると言います。

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必ずしも環境に良いわけでは無い

 そんな再生可能エネルギーですが、一般的に自然に優しいエネルギーといった語られ方をされる事が多いですが、必ずしも環境に良いわけではありません。たとえば、水力発電ですと、それを可能にする大型ダムを造ることによって大きく環境破壊が進んでしまう可能性もありますし、風力発電なども景観を損なうと言い始める人がいたりと、なかなか難しい問題を抱えています。また、環境に良いと言われている太陽光発電などだと、近年ドイツで大きく取り上げられましたが、何兆円もかけて結局国内総電力の4%にも満たなかったという悲しい結果が出ておりました。今現在は風力に切り替え25%位をなんとか発電しているという話を聞いたことがありますが、環境に良いと言われているものでも、あまりにもコストがかかりすぎたり、また発電効率が良くなかったりといった問題があれば、その分ソーラーパネルがゴミになってしまうので、これもある種の環境破壊につながるとはいえるのでは無いでしょうか?

明確な定義はどこにあるのか?

 再生可能エネルギーとは本来、「絶えず資源が補充されて枯渇することのないエネルギー」、「利用する以上の速度で自然に再生するエネルギー」という意味の用語でありますが、実際には自然エネルギー、新エネルギーなどと似た意味で使われることが多くあります。使っている人自身がその違いをあまり認識していない例などもあり、具体的にどこまでを再生可能エネルギーに含めるのか、詳細な定義や、法規や統計にどのようなものを含めるかについては、個別の資料・団体・法規などにより様々な差異が見られます。欧州連合のように、性能次第で範疇に含めるかどうかを分ける例もあるといいます。ちなみに当たり前ですが、石油などの化石燃料は当然定義を満たしません。

再生可能エネルギーの日本の法令上の定義

 日本の法令上は、「再生可能エネルギー源」について、端的に「永続的に利用することができると認められるエネルギー源」と定義する例や、「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」とした上で、同施行令により「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(動植物に由来する有機物であってエネルギー源として利用することができるものをいう。)」と列挙定義される例があります。それでは実際に再生可能エネルギーにはどのようなものがあり、どのような使われ方をしているのか見ていきましょう。

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再生可能エネルギーとその用途

種類 手段 内容
光・電磁波 採光 太陽光を直接窓などから入れる方法の他、反射板や光ダクト等の採光装置で室内に取り込み、照明として利用する。
太陽光発電 太陽電池を利用し、太陽光を直接的に電力に変換する。日光の当たる場所ならばどこでも発電できる一方、天候に影響を受け、夜間は発電できない。携行できるものも多く、僻地や人工衛星などでも使われる。散乱光でも利用できるほか、温度特性上は気温が低い地域の方が有利である。価格低減が課題であったが、中国等で製造されるより低価格の太陽電池が増加する一方、米国でのグリッドパリティ達成が近いとする見解もある。
温室 太陽熱を取り込み逃がさないことで保温を行う。ガラスやビニール製のものを地上に設置する場合が多いが、地面に穴を掘って採光部以外を地下に設置することで土の断熱効果や地中熱による保温効果を得たり、蓄熱壁 (trombe wall) で囲うことにより保温性を大幅に高めた太陽温室(日光温室)がある。パッシブソーラーと共通する方法である。
太陽熱温水器 黒いパネルで集熱し水を温める。変換効率が6割程度と高い。比較的安価である。
太陽炉 反射板やレンズによる集光で高熱を得る。小型のものはソーラーオーブン(ソーラークッカー)と呼ばれ、数百度程度の熱を得て調理に用いる。周囲が非常に眩しくなり視力障害を防ぐためサングラスが必要。天候に左右され、快晴でないと十分な熱量が得にくい。
太陽熱発電 反射板等による集光により蒸気を発生させ、タービンを回して発電する汽力発電である。溶融塩等を用いた蓄熱により24時間発電可能。直射日光が多く、平均気温が高く、大面積の土地が確保できる条件に向く。条件が良ければ太陽光発電よりも安価。
ソーラーアップドラフトタワー 膜の下で暖めた空気を煙突に導いて上昇気流を起こし、煙突内部の風力発電機を回す。煙突が高いほど上空との気圧差が高まり大きな風力を得られる。太陽熱と風力のハイブリッド型発電。
太陽帆 宇宙船の推進力
温泉 地熱により暖められた温水を直接間接的に利用。入浴や治療のほか調理や暖房にも利用できる。
地熱 地熱を直接給湯や暖房や調理等に利用。
地熱発電 地熱で蒸気を発生させ発電。
水熱 大気と水との温度差を利用し食品の冷却や解凍に利用。
雪氷熱利用 冬場地下施設、コンテナや、排雪場に蓄えた雪氷を夏場のマンションや宿泊施設、データセンターの冷房に利用。冬場に農作物の目的とした雪室は断熱効果による保温効果も持つ。氷の保存を目的にした氷室は目的は異なるものの近い形態である。内部に氷のある天然の風穴では周囲の気温まで下げる場合がある。
地中熱 熱伝導や地中熱ヒートポンプを用いて浅い地下と外気との温度差を利用し給湯・暖房等に用いる。
空気熱 空気熱ヒートポンプを用いて空気熱を移動させ給湯や冷暖房に用いる。欧州連合では性能等の要件を満たしたものを統計に含める。日本では経済産業省が再生可能エネルギーに分類しているものの統計に含まれていない「空気熱、地中熱、水を熱源とする熱の利用」に関する統計手法の確立に努めている。
放射冷却 地表と宇宙空間との温度差による夜間快晴時の放射冷却を利用して低温環境を作り出す。電力を用いない非電化製品が実用化されている。
風窓 各部屋から屋上に伸びた煙突の上に風受け(バッド・ギア)を設置し海風を屋内に取り込み冷房効果を得る。乾燥地域の海沿いで用いられる。
海洋温度差発電 海の表層と深層の温度差を利用して発電し、作動流体ポンプが必要な方式と不要な方式がある。コストと性能に課題があり、研究段階である。
水流 小規模水力発電、マイクロ水力発電 小規模な流水を利用。貯水設備の設置による環境破壊が小さい。高低差の大きい地形に多い沢などのほか上下水道や用水路など設置可能場所が多い。
大規模水力発電、貯水式水力、ダム式水力 ダムなどに貯水した水でタービンを回し発電する。再生可能エネルギー発電の中で最大で同エネルギー全体の90%以上、発電全体でも18%程度を占める。ダム建設による環境への影響が大きい。
海流発電 海流を羽に受け原動機を回して発電。沿岸や浅い海では漁業との共存が課題である。
波力発電 海面の上下動により装置内部に気流を起こしタービンを回し発電するものと、効率を上げるため内部に抵抗の大きい液体を満たし水流を発生させタービンで発電するもののほか上下動をジャイロで回転に変換するものがある。灯浮標や海洋気象ブイなど海上無人機器の独立電源に広く利用。英国では大型の発電設備が開発されつつある。
雪氷熱利用 冬場地下施設、コンテナや、排雪場に蓄えた雪氷を夏場のマンションや宿泊施設、データセンターの冷房に利用。冬場に農作物の目的とした雪室は断熱効果による保温効果も持つ。氷の保存を目的にした氷室は目的は異なるものの近い形態である。内部に氷のある天然の風穴では周囲の気温まで下げる場合がある。
潮力発電 潮汐による海水の定期的な移動である潮流を利用して水車を回し発電する。河口にダムを設置するものと海水の潮汐流を利用するものがある。
気流 風車 農業揚水の動力(風車)。
船の推進力。
風力発電 風を羽に受け原動機で発電。年間を通じて安定的に吹く風のある地域で有利。風況さえ良ければ利用でき、比較的安価。バードストライクや低周波といった問題があり、建設には生活環境や生態系に配慮が必要である。自然保護区への設置が制限される場合もある。水力以外の再生可能エネルギーによる発電では全体の約75%、再生可能エネルギー全体では約6%程度を占めている。
バイオマス 木材・竹・ヤシガラなど植物を燃やし熱を得る。
木材・竹・ヤシガラなどを不完全燃焼により炭化させた炭素の塊である。木炭が多く、比較的軽く燃えやすい。
バイオコークス 植物性バイオマスを高密度に固形化したもの。炭化させないため、燃料化の際に減量が殆ど起きない。石炭代替燃料等に利用される。
バイオガス 糞尿や汚泥等を発酵させ発生したメタンを燃料や化学製品の原料として利用。
バイオエタノール 穀物・果実・植物繊維等に含まれるブドウ糖や炭水化物を発酵または化学反応させたエタノールとして利用。
バイオディーゼル 軽油の代替燃料。菜種油・パーム油・アブラギリ(ヤトロファ等)・ミドリムシ等の油脂を精製した軽油に近い性質の燃料を利用。
バイオ重油 重油の代替燃料。オーランチオキトリウム・ボトリオコッカス等から採れる重油に近い油脂を利用。
バイオマス燃料 薪やバガスなどバイオマス燃料のみで走行可能な蒸気機関車が存在した。
木炭 不完全燃焼させて一酸化炭素を主成分とする可燃性ガスによりエンジンを作動させる「木炭自動車」。