特集

2023年6月号

これからの地球のために不可欠ふかけつ！
「再生可能さいせいかのうエネルギー」ってなんだろう

みなさんは、「再生可能さいせいかのうエネルギー」という言葉を聞いたことがありますか？　代表的だいひょうてきなものに、太陽の光を電気に変かえるソーラーパネルを使った「太陽光発電」があります。みなさんも、屋根の上にソーラーパネルをつけている家を見たことがあるでしょう。このほかにもいろんな種類しゅるいがあるようです。再生可能さいせいかのうエネルギーって一体どんなもの？　そして、どんな特徴とくちょうがあるの？　そうした疑問ぎもんについて、科学実験じっけんを分かりやすく紹介しょうかいするサイエンスショーで人気のサイエンスインストラクター、阿部あべ清人きよと先生にお話を聞きました。

再生可能エネルギーはどうして必要なの？３つの大きな特徴

そもそも人間は、エネルギーがないと動けません。体の中に、食べ物などを取り入れて活動しています。そして毎日、生活していく中でもさまざまなエネルギーが必要ひつようです。電灯でんとうをつけたり、テレビを見たり。冷蔵庫れいぞうこやエアコン、パソコン、スマホなども電気がないと使えません。では「再生可能さいせいかのうエネルギー」とはどういうものでしょうか。再生可能さいせいかのうエネルギーには３つの大きな特徴とくちょうがあります。

❶二酸化炭素を出さない

まず一つ目は、「二酸化炭素にさんかたんそを出さない」ということ。今、世界中で「地球温暖化おんだんか」が大きな問題になっています。この100年で平均へいきん気温は1.1°C上昇じょうしょうしました（日本でも平均へいきん気温が1.3℃上昇じょうしょうしました）。世界では、地球温暖化おんだんかによる危険きけんな気候きこうの変化へんかをより少なくするため、1.5°Cの上昇じょうしょうにおさえることを目標もくひょうにしていますが、このまま何もしないままだと、2100年には気温が最大さいだい5.7℃上昇じょうしょうする可能性かのうせいがあると指摘してきされています。

温かくなると、氷河ひょうがが溶とけて海面が上昇じょうしょうします。すると南太平洋にある小さな島がなくなってしまいます。それだけではありません。大雨や嵐あらし、記録的きろくてきな暑さや寒さといった異常気象いじょうきしょうも温暖化おんだんかが原因げんいんとなっています。また、平均へいきん気温が2℃上がると昆虫こんちゅうの18%、植物の16%、動物の8%が生息域せいそくいきの半分以上いじょうを失うしなうとされており、地球の生態系せいたいけいにも影響えいきょうを及およぼします。

そしてこの温暖化おんだんかを引き起こしているのが、二酸化炭素にさんかたんそなどの「温室効果こうかガス」です。今、私たちの暮くらしは、電気などのエネルギーで成なり立たっています。しかし、こうしたエネルギーをつくるために、人類じんるいは産業革命以降さんぎょうかくめいいこう、石油や石炭などを燃もやし続つづけてきました。そのために、二酸化炭素にさんかたんその量りょうが急激きゅうげきに増ふえてしまったのです。地球温暖化対策おんだんかたいさくとして、二酸化炭素にさんかたんそを出さないエネルギーの利用りように変かえていくための最大さいだいのカギが、再生可能さいせいかのうエネルギーなのです。

❷輸入ゆにゅうに頼たよらない「国産こくさんのエネルギー」をつくれる

次に「国産こくさんである」ということ。日本では、石油や石炭、天然てんねんガスなどの燃料ねんりょうは海外からの輸入ゆにゅうに頼たよっています。海外に頼たよりすぎていると、安定的あんていてきにエネルギーを確保かくほすることが難むずかしくなります。たとえば今、ウクライナとロシアの間に戦争せんそうが起きています。そのために燃料価格ねんりょうかかくが世界的せかいてきに上昇じょうしょうしたことなどから、家庭で使う電気代も上がり、そのほかのさまざまな物価ぶっかも上がっています。でも再生可能さいせいかのうエネルギーであれば、日本の国内でつくることができ、海外の影響えいきょうを受けることはありません。

一般いっぱん家庭でもソーラーパネルを屋根に設置せっちするなどして、自宅じたくで電気をつくることができます。また、蓄電池ちくでんちと組み合わせることで夜間も電気が使えるようになります。こうした設備せつびがあれば、災害さいがいで停電ていでんになった時などにも、自宅じたくで電気を使うことができます。

❸エネルギー源げんが「なくならない」

そして三つ目が、エネルギー源げんが「なくならない」ということ。エネルギーを作る方法ほうほうの一つに、石油や石炭、天然てんねんガスなどの化石燃料ねんりょうを燃もやす方法ほうほうがあります。しかし、このまま使つかい続つづけると、地中に埋うまっている石油や天然てんねんガスはいずれなくなってしまうと言われています。でも、再生可能さいせいかのうエネルギーを作り出すのは、太陽光や水、風力などで、いくら使っても無なくなることはありません。

再生可能さいせいかのうエネルギーにはどんな種類しゅるいがあるの？

再生可能さいせいかのうエネルギーには大きく分けて５種類しゅるいがあります。それが「太陽光」「風力」「水力」「バイオマス」「地熱ちねつ」です。それぞれについて説明せつめいします。

❶太陽光発電

太陽光を電気にかえる太陽光パネルを設置せっちして発電します。一般いっぱんの住宅じゅうたくにも設置せっちでき、家庭でも導入どうにゅうが進んでいます。

❷風力発電

風の力でブレード（羽根）を回し、その回転する力を利用りようして発電します。

❸水力発電

水の流れる力で水車を回して発電します。ダムを利用りようした大規模だいきぼなものや、農業用水などを利用りようした中小規模きぼのものがあります。

❹バイオマス発電

家畜かちくのふん尿にょうや生ごみ、木くずなど、動物や植物に由来する資源しげんからつくった燃料ねんりょうで発電します。

❺地熱発電

地下のマグマにあたためられた高温の蒸気じょうきや熱水ねっすいを利用りようしてタービンを回し、発電します。

現在げんざい進行形！新しい技術ぎじゅつと再生可能さいせいかのうエネルギー

❶貼はったり折おり曲まげたりできる？！ペロブスカイト太陽電池

東京都は2022年冬から、積水化学工業株式会社せきすいかがくこうぎょうかぶしきがいしゃとフィルム型がたペロブスカイト太陽電池という新しい太陽電池の共同きょうどう研究を開始しました。一般的いっぱんてきなシリコン系けい太陽電池は、割われやすいためガラスに貼はり付つけてシートではさむ構造こうぞうになっており、折おり曲まげることができず、ある程度ていどの重さもあります。ペロブスカイト太陽電池は印刷技術いんさつぎじゅつによりたくさん生産せいさんできることが期待されています。折おり曲まげやゆがみに強いという性質せいしつのほか重さもシリコン系けい太陽電池の10分の1くらいに軽くできます。軽くて柔軟じゅうなんなので、これまでの太陽光パネルが設置せっちできなかった重さに弱い屋根や、曲面にも設置せっちできます。東京都では、下水道局森ヶ崎もりがさき水再生みずさいせいセンター（東京都大田区）にフィルム型がたペロブスカイト太陽電池を設置せっちし、発電効率こうりつの測定そくていや腐食ふしょくにどれだけ耐たえられるかなどを検証けんしょうしていきます。

❷強い海風を利用りよう！洋上風力発電

新しい発電方法ほうほうの研究や実用化も進んでいます。日本は、海に囲かこまれている島国である、という特徴とくちょうもあります。このため、海に風力発電所を作る洋上風力発電には大きな可能性かのうせいがあります。

コラム：昼も夜もない！宇宙うちゅうで太陽光発電

さらに太陽光発電では、宇宙うちゅうで発電しようという「宇宙うちゅう太陽光発電システム」の研究も、経済産業省けいざいさんぎょうしょうとJAXA（宇宙航空研究開発機構うちゅうこうくうけんきゅうかいはつきこう）とで行われています。宇宙うちゅうで発電所を作るために多額たがくの費用ひようがかかることや、効率的こうりつてきに電気を送る技術ぎじゅつの開発などに課題かだいがありますが、究極きゅうきょくの太陽光発電として大きな期待がかかります。

今後の課題かだいや、私わたしたちにできることは？

ロシア・ウクライナ問題をきっかけとして、世界では自分の国で確保かくほできるエネルギーへの関心かんしんが今まで以上いじょうに大きく高まりました。それが「再生可能さいせいかのうエネルギー」です。日本は人の住んでいない広大な平地は少ないですが、自然しぜんのエネルギー資源しげんが豊富ほうふという特徴とくちょうがあります。エネルギーの自給率じきゅうりつを高めるとともに、地球温暖化おんだんかを食い止めていくためにも、再生可能さいせいかのうエネルギーを活用していくこと、一人ひとりひとりができることを考え、取り組んでいくことが必要ひつようです。

太陽光や風力は天候てんこうや季節きせつによって発電量りょうが変かわることへの対応として、多いときにつくられた電力をためる蓄電ちくでんシステムを電力網でんりょくもうの中でも確立かくりつされると、安定性あんていせいを確保かくほすることができます。住宅用じゅうたくようの蓄電池ちくでんちはすでに大きく普及ふきゅうしはじめていますが、電力網でんりょくもうの中で活用が期待される蓄電ちくでんシステムについても今、技術革新ぎじゅつかくしんが大きく進んでいます。

自宅じたくの屋根にソーラーパネルを設置せっちする。太陽の光で発電した電気をためることができる蓄電池ちくでんちをつけて、電気を夜にも使えるようにする。ソーラーパネルがつけられない人は、再生可能さいせいかのうエネルギーの割合わりあいの高い電気を供給きょうきゅうする電力会社から電気を買う。自宅じたくで再生可能さいせいかのうエネルギーを利用りようする方法ほうほうはさまざまあります。

また、太陽光電池を使ってスマホを充電じゅうでんしたり、照明しょうめいとして使える機器ききもあります。屋根にソーラーパネルをつけたソーラーカーでぜひ遊んでみてください。ソーラーカーは、効率こうりつの良よい角度で太陽にパネルを向けたときに速く走ることができます。そうした体験たいけんをしてみると、エネルギーをより身近に感じることができるでしょう。