電力が供給過剰に? 太陽光発電の急成長がもたらす「新たな問題」

太陽光発電による発電量が急増し、国際エネルギー機関(IEA)の調査によると再生可能エネルギーでトップの成長率となった。ところが、電力網における太陽光発電の比率が急速に高まったカリフォルニア州では、昼間に発電量のピークを迎えるソーラーパネルのおかげで大量の電気が無駄になってしまった。こうした問題を今後いかに解決し、二酸化炭素排出量の削減と電力供給の最適化を両立していくべきなのか。
電力が供給過剰に? 太陽光発電の急成長がもたらす「新たな問題」
ドイツ・バヴァリアにある太陽光発電プラント。PHOTO: GETTY IMAGES

国際エネルギー機関(IEA)は17年11月の調査報告で、太陽光発電について次のように発表している。「世界で最も急速に成長した新しいエネルギーであり、その成長率はほかのすべての再生可能エネルギーを上回っている」

再生可能エネルギーは16年、この年に世界で増えた発電量の3分の2を占め、なかでも太陽光発電は総生産量で石炭を上回った。このとてつもない急成長は、風力と太陽光の設備コストが急落したおかげだが、中国とインドにおける大幅な成長も追い風になった。

地球におけるエネルギーを長期的に持続させ、化石燃料の消費を減らしていくには、よい時代になったといえるだろう。ドイツでは4月末に、電力源の85パーセントを再生可能エネルギーが占め、国として新記録を達成した。温暖で風や日光に恵まれた気候も手伝い、かつてないほどの膨大な再生可能エネルギーを供給できたのである。

米国では5月末、太陽光がバイオマス燃料に代わって再生可能エネルギー発電量で3位となった。いまでは再生可能エネルギーが国内の全電力の17パーセントを供給している。これは目覚ましい成長といえるものの、太陽光発電が占める割合がわずか1パーセントであることを考えると、まだ先は長い。

太陽の無尽蔵なパワーを利用するにはさまざまな障害があるが、その最たるものはコストだった。しかし相次ぐ技術改良に加えて、中国のような地域の急速な経済成長も追い風になり、太陽光は最も安価な再生可能エネルギーのひとつとなった。また、インフラとして容易に利用できるようになったことも大きい。

イタリアの年間総電力量に匹敵

IEAで再生エネルギー部門を率いるパオロ・フランクルは、「これはリスク回避の投資という面で、極めて有利です」と語る。太陽光発電の世界全体の発電容量は現在、年換算で100ギガワットを超えている。「これはイタリアの総発電能力に匹敵します」とフランクルは語る。

ソーラーパネルを設置する先行投資の負担は、一般市民にとって現在でもかなり高額だ。しかし一般市民の場合、長期的には補助金で相殺できるため、それを見込んで初期コストを拠出する人が増えている。しかも、売電も可能だ。

都市部ではもともと、ソーラーパネルを太陽に向けて設置できるスペースを確保しにくいため、太陽光エネルギーの活用には向かなかった。しかし、ブルックリン・ソーラーワークス(Brooklyn SolarWorks)などの企業が、工場や商業施設の屋根に設置しやすいパネルを開発し、しかもそれをコミュニティが利用できるような仕組みも構築した。これによって地域のエネルギーコスト削減にもつながっている。

ロンドンの南部では、いくつもの新たな取り組みが進められている。例えば、ブリクストン・エナジー(Brixton Energy)やヴォクソール・エナジー(Vauxhall Energy)も、同じような仕組みで地域に電力を供給している。

これらの新しい取り組みは、補助金に頼らないケースが増えている。非常に費用対効果が高く、IEAのフランクルの言葉を借りれば、「火を見るより明らかに、止めようのない勢いで広まっている」のだ。

電力が供給過剰に陥る事態も

しかし、米国で太陽光がバイオマスを上回ったのと同じ日に、カリフォルニアでは困った事態が起きつつあった。カリフォルニア州は5月初めに、新たに建設するすべての住宅にソーラーパネルの設置を義務付けたのだ。

これにより、住宅1軒につき建築費の負担が約1万ドル(約110万6,439円)増えた。カリフォルニア州は4月末に太陽光発電を含む、再生可能エネルギーの生産量の新記録を打ち立てた。

ところが5月後半には日差しの強い日が続き、太陽光による電力が送電網に溢れる事態に陥った。これによって電力の価格が急落したことから、カリフォルニア州は再生可能エネルギーによる発電量を抑えるようよう命じた。

その結果、なんと95,000メガワット時という膨大な量の電力が無駄になってしまった。送電網を運用するカリフォルニア独立系統運営機関(CAISO)によると、これは「3,000万世帯に1時間分の電気を供給できる量」に相当する。

カリフォルニアで発生した電力の供給過剰は、地方自治体が再生可能エネルギーに関する野心的な目標を達成していくうえで直面しかねない問題を浮き彫りにした。カリフォルニアの場合、その目標は「2030年までに州全体のエネルギーの半分をカーボンフリーにする」というものだ。

こうした事態について、『MIT Technology Review』のシニアエディターであるジェームズ・テンプルは次のように指摘している。「太陽光発電の施設をさらに増やすことは、ほかの電力供給源の需要を減らすことにつながります」

各分野の「統合」が鍵

再生可能エネルギーを適切に計画して増産し、統合していかなければ、電力は供給過剰に陥るだろう。計画的に増やしていくとしても、この種の電力の貯蔵には非常に大きな問題が発生する。

というのも、太陽光発電のピークは真昼で、日中の電力需要が最も少ない時間帯に当たる。現在のところ、太陽光発電の変動を風力発電による電力供給で調整する方法はうまくいっていない。

こうした問題が結果的に電力価格の下落につながり、さらなる再生可能エネルギーの導入の妨げとなっている。フランクルによると、電力会社の多くは電力の供給や送配電などに巨額の投資を行っている。太陽光による発電量を増やすほどピーク時の電力需要を“地産地消”でまかなうことになるので、結果的に電力会社の損失につながりかねない。

このため電力会社は太陽光発電への投資に抵抗を示し始めているが、州は問題への打開策を打ち出すよう指示している。フランクルはこうしたアプローチの効果について、問題解決につながらないのではないかと疑念を抱いているという。彼はこうしたトップダウンの施策よりも、電力会社と施設を設置する側の双方のシステムコストを下げる方策を出してほしいと主張する。

当然ながら解決法は複雑なものになるだろう。それでも、政策やインフラ、イノヴェイションなどの領域における対応や大規模な投資は、再生可能エネルギーと化石燃料という「ふたつのエネルギー」に分断された世界の問題解決につながる可能性がある。

先を見越したエネルギー企業は、すでに複数のエネルギー源の統合を軸にしたビジネスモデルを見つけ出しつつある。カリフォルニアは多くの面において先駆者的な存在であり、ほかの州や米国以外の国も手本にするだろう。そして世界もやがて、過剰なエネルギーを活用するために貯蔵し、遠隔地に届ける最適な方法を考えるようになるはずだ。

[2018年6月25日 16:00 翻訳の誤りを修正しました]


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TEXT BY PHOEBE BRAITHWAITE

TRANSLATION BY YOKO SHIMADA