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太陽光発電研究センター

エネルギー・環境領域
 

日本で導入できる量

 

数を集めて大発電所に

太陽光発電所は、様々な規模や場所で使えます。日本の全電力を供給するのは現実的ではありませんが、需要のピークを自然に緩和できる電源として、馬鹿にならない量を供給できます。また、設置できる場所自体は十分にあります。

日本に導入できる設備量は、潜在的に設置できる量だけで言うならば、日本の年間の電力需要量の数倍を発電できるほどの量が国内に置けます(図1)。従って太陽光発電の現実的な導入量は、面積よりも、電力需要との整合性やコストで決まるものと考えられます。太陽光発電の場合、昼間のピーク部分(ピークロード)の供給に用いるのが最も経済的と考えられます(*1)。日本のピークロードを賄うのに必要な設備量は、100〜200GWp前後と考えられています(図1)。

たとえばこのうち50GWp分の設備を導入した場合、エネルギー供給面からは下記のような効果が期待できます。

・日本の年間電力需要量に対しては、約5%を供給できます。

・晴れた日なら、正午頃のピーク電力需要の最大約2〜4割を供給できます。さらに他の発電所や送電網の負荷を減らし、全体的に送電損失を減らす(実質的に電力供給量を増やす)効果も期待できます。

・時間や天候によって出力が変動しますので、火力発電所の数自体は減らせません(負荷に完全に追従することはできません)。それでも火力発電の運転量を減らして、化石燃料の使用量を削減することができます(図2)。削減量は、原油換算で年間約7600万バレル、日本の原油輸入量の約5%と見積もられます(*2)。

・化石燃料の使用量削減に伴って、日本(2006年比)全体の排出量を約2.5%、事業用電力の年間排出量を約9.4%削減できます(*3)。これは日本の電力自体をその分低排出化できることを意味します。

太陽光発電は発電コストがまだ高く、早期の引き下げが課題となっています。この発電コストは、発電用の燃料が不要なので、設備(パネルなど)の市場価格でほぼ決まります。このため液晶ディスプレイなどと同様に(*4)、普及量に従ってコストが下がることが知られています(*5)。日本でも、価格はこの十数年で大幅に下がっています(図3)。計画的に普及を進めれば、それなりに大きな費用はかかるものの、今後5〜10年程度で価格競争力を持ち始めると予測されています(*6)。

太陽光発電設備は工業製品なので、コストを下げるには技術開発と実用化のほか、生産規模を拡大して量産効果を得たり、流通量を増やして設備量あたりの流通コストを下げることが必要です。しかし一度値段が下がってしまえば、化石燃料のように値段が乱高下しない、コストが比較的安定したエネルギー源になると期待できます。


(*1)…晴れた日のうちに使い切れない場合が多くなると、翌日に繰り越すための蓄電設備のコストが増え、他の発電方式に対する価格競争力が落ちます。ただ、技術的にはもっとたくさん供給することも可能と思われます(現在考えられているよりもコストが安くなれば、もっと多く導入することになるかも知れません)。世界的には、蓄電を併用する太陽光発電設備は途上国での利用が拡大し、また先進国でもある程度の割合で利用されるようになると見られています[1]。

(*2)…熱効率40%で計算。参考:日本の2007年の原油輸入量は約2.4億kl = 15億バレル(出典:経済産業省生産動態統計 資源・エネルギー統計)。

(*3)…2006年の事業用電力からの直接排出量:約362Mt-CO2、日本の総排出量(LULUCF分野除く):約1340Mt-CO2より算出。出典:日本国温室効果ガスインベントリ報告書(NIR)

(*4)…薄膜シリコン太陽電池などは、生産プロセスそのものが液晶などの平面ディスプレイと似通っています。

(*5)…このような経験則は「経験曲線効果」と呼ばれます。ここでいうコストは生産コストだけでなく、流通・営業などのコストも含みます。太陽光発電設備のこれまでの価格低下速度は、基本的に「普及量が2倍になるごとに価格が約8割まで下がる」という経験則に従っています[1]。近年は供給逼迫で結晶シリコン太陽電池の価格低下ペースが鈍る一方、薄膜太陽電池は従来以上のペースで価格を下げるなど、技術ごとに異なるトレンドも報告されています[2]。

(*6)…電力料金に対して価格競争力を持つようになることを、グリッドパリティ(grid parity)と呼びます。グリッドパリティのコスト水準は国によっても異なりますが、世界ではモジュール価格にして1ドル/Wpがひとつの目安とされ、安くなるにつれて市場が急激に拡がると見られています。現在の世界の技術開発・普及の状況からみて、2012〜2015年頃にはこの価格水準に到達する企業が現れ[1][3]、2020年頃には2007年の10倍以上、2030年頃には数十倍以上の設備が毎年導入されるようになると言われています

[1]…たとえば、EPIA/EUROBAT, The Role of Energy Storage in the Future Development of Photovoltaic Power, Intersolar, 12 June 2008.

[2]… 22nd EU-PVSEC, 欧州 Joint Research Center (JRC) , 2007の発表による。

[3]…PHOTON's 1st Thin Film Conference, 2008.12.3, SanFranciscoにおける各社発表による。

(最終更新:2008年12月25日)

想定ケース 標準 技術開発前倒し 潜在量
戸建・集合住宅 62(GWp) 75 207
公共施設 10 14 14
産業施設 10 53

291

未利用地など 19 60 7473
合計
102
202
7984

↑図1 日本で導入可能な設備量 (100GWpが日本の年間電力需要量の1割分に相当)

※出典:NEDO 新エネルギー関連データ集(平成17年度版)

曇りの場合

↑図2 電力供給の模式図と電力量あたりの排出削減量(クリックで拡大します)

価格動向

↑図3 太陽光発電モジュールと原油の価格動向の比較(クリックで拡大します)

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