クリーンエネルギーの種類とそれぞれの特徴

公開日: : 太陽光発電の役立つ知識

クリーンエネルギーの種類とそれぞれの特徴

再生可能エネルギーとは?

再生可能エネルギーとは、自然界に存在し、人間が利用するよりはるかに多い速度で補充されるエネルギー全般を指す言葉です。太陽光、風力、波力・潮力、地熱、バイオマスなど自然に常に存在するものが原料となっており、広義には発電だけではなく給油、冷暖房、燃料などのエネルギー全体に用いられます(ここでは、主に発電について論じます)。反対の言葉は枯渇エネルギーといい、石油、石炭、天然ガス、メタンハイドレード、ウランなどがそれにあたります。

同じ意味を指す言葉として、自然エネルギー、グリーン・パワー、新エネルギー、代替エネルギーなどとも呼ばれます。地下資源が高騰、枯渇性資源が減っていくことへの対策、地球温暖化の緩和などを目的として、人類の注目を浴び続けているものです。このことは、2010年のデータにおいて、世界の新設発電所の役1/3が再生可能エネルギーを用いる発電所であること、そしてその投資額は円感で2110億ドルに達したことからもよくわかります。

再生可能エネルギーの種類

光を利用するもの

→太陽光発電
太陽電池を利用して太陽光を電力に変える発電方法です。光があたる場所ならばどこでも発電できるという優れた特徴を持っていますが、逆にいうならば光の当たらないところや太陽が出ていない夜間には発電を受けるほか、曇りや雨の日にはその天候に影響を受けて発電することができません。

一般的には住宅の屋根や空き地に設置して発電を行いますが、携帯用の太陽電池も売られており、人工衛星などでも使われています。また、熱が低い地域の方が有利という特徴も持っています。価格が高いことが問題でしたが、中国が製造する安価な太陽光パネルが登場してからは低価格で導入できるようになりました。

熱を利用するもの

→地熱発電
日本は火山国であるため、地熱は色々な場所で利用されています。地熱発電所の運転は1966年と歴史が古く、今もなおクリーンエネルギーとして注目されています。発電量は少ないのですが、安定して発電ができる国産エネルギーです。また、太陽光発電とは異なり、地下に掘削した井戸から熱を採取するため、夜でも吹き出る蒸気によって発電し続けることができます。ただし、1000~3000mも掘削しなければならないため発電所の開設条件が厳しく、発電所は点在することとなり、地元の協力を得ることや多数の発電所を開設することが難しいと言えます。

バイオマスを利用するもの

バイオマスは動植物から生まれた生物資源の総称であり、それを用いた発電方法をバイオマス発電といいます。利用できるものは多岐にわたります。
木材・竹などの植物を薪として燃やす、それらを不完全燃焼させて炭にして燃やす、植物性バイオマスを高密度で固形化したバイオコークスを用いる、動物のフンを乾燥させて燃料として使う、動物の糞尿を発酵させ、発生したメタンを使う、穀物や果実に含まれるブドウ糖を発酵・化学反応させて利用するなど、様々な方法があります。

水流を利用するもの

→水力発電
ダムなどに水をため、これを落としてタービンを回して発電します。再生可能エネルギーによる発電の中でも多くを占めているものの、開発のためには森を切り開いてダムを作る必要があり、環境への影響が多いことが問題となります。

→海流発電
海流を羽に受けて原動機を回し、発電します。沿岸や浅い海では、そこに棲む生物やそれを対象とした漁業との関係が問題となります。

→波力発電
波力発電には3種類あります。
●海面が上下に動く運動によって装置の内部に気流を起こしてタービンを回し発電するもの
●内部に抵抗の大きい液体を入れて、これによって水流を発生させてタービンを回し発電するもの
●海面の上下運動をジャイロでタービンの回転に変換して発電するもの
です。あまりなじみがないものかもしれませんが、灯浮標や海洋気象ブイなどの海上にある無人機器の電源としてよく使われています。

→潮力発電
 潮汐によって起こる海水の動きを利用して水車を回し発電します。

気流を利用するもの

→風力発電
風を羽に受け止めて回し発電します。風は無限のエネルギーであり、年間を通じて安定的に風が吹いている地域では有効な発電方法となります。また、安価で設置できるのも特徴です。ただし、鳥が突っ込んで損傷を与えるバードストライクなどの問題があり、建設の際にはその土地の生態系に配慮する必要があります。また、バードストライクへの懸念から、自然保護地域への設置ができないこともあります。再生可能エネルギーの中での占める割合が多いのも特徴です。

再生可能エネルギーのメリットとデメリット

再生可能エネルギーは、どれをとっても共通するメリットとデメリットがあります。

メリット

→エネルギー源を補充せずとも、半永久的に利用ができる
→運用したときに二酸化炭素を排出しない、もしくは排出量が少ないため環境にやさしい
→エネルギー源が設備周辺で簡単に得られるため、燃料の運搬コストがかかりにくい
→利用後に残る副産物が有害物質ではない
→化石燃料に変わる新たなエネルギーになる
→新たな産業となり雇用を生む

デメリット

→既に利用されている燃料との競合によって紛争が発生する可能性がある
→エネルギー資源が得られない場所もあるため、事前調査が必要となる
→海流・波力・潮力発電では漁業権との競合が生まれる
→地熱発電に温泉を利用することで観光業との競合が生まれる

いまだ多くの問題を抱えているに違いありませんが、それらの問題を克服していく価値が十分にあるものであり、人類の未来を支える切り札でもあると言えます。

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