普及させるほど自然エネルギーはコスト高になる
artJazz/iStock
2021年8月経済産業省は、太陽光、風力、原子力、石炭、液化天然ガスなど電源の2030年における発電コストの精査結果を公表した。この発電コストは、LCOE（Levelized cost of electricity、均等化発電原価）と呼ばれ、発電所を新設した場合の建設や運営にかかるモデル費用である。
分析の結果、太陽光発電の2030年時点のコストが1kWh当たり8.2～11.8円と、原子力より安くなっている。
今回、原子力については安全対策費を上積みした結果、2020年実績の「11.5円以上」よりも増えた。火力（LNG、石炭）は、燃料費やCO2対策費を考慮して上昇傾向であり、洋上風力は2030年時点でなお26.1円であり、他の電源に比べると高い。
このコスト試算について、①送電網への接続費を含んでいない ②風力や太陽光を増やせば発電できない事態に備える石炭火力などのバックアップ電源が必要となるが、そのコストや系統安定化費用も織り込んでいない ③原料コストが不明確などの批判が出されていた。
さて、米国などでも、環境保護主義者、バイデン政権、および一部の州が、低コストで気候変動への対処に役立つとして、風力や太陽光などの再エネへの抜本的なエネルギー転換を推進している。しかし、最近の研究では、すべてのコストを考慮すれば風力や太陽光発電は発電コストが高く、そのような転換は環境的に成立しないことが判明した。
「Journal of Management and Sustainability」6月号に掲載されたラルス・シェミカウ博士らのレポート注1）では、FCOE（Full cost of electricity）の発想を取り入れ、eROI（energy return in energy invested）を議論している。
2021年以降EUなどで起きたエネルギー危機は、電力需要の増加、風力やソーラーによる発電不足、エネルギー原材料の供給不足、地政学的挑戦などによるものであり、価格高騰やエネルギー安全保障問題を引き起こした。そのため、教条的で空想的な「脱炭素」の声もどこへやら、多くの国で石炭火力への回帰や時限的強化が進んでいる。
LCOEは断続性を取り込んでいないので、エネルギーの選択をする場合には不十分な指標である。一方FCOEは、燃料、運転、輸送、貯蔵、バックアップ、排出、リサイクルなど10のコスト要因を挙げ、単位サービス当たりの材料投入量、設備寿命、エネルギー投資収益率の3つの指標で評価するものだ。
再エネについては、電力1テラワットを生産するのに、従来の石炭や天然ガスよりもはるかに多くの物質投入が必要であるという。
1TWに投入すべき原材料 （Other: iron, lead, plastic and silicon, 米国設備利用率に依拠）
出典：DOE 2015, Table10.4, p390
さらに、もう一つの重要な概念であるエネルギー投資収益率（eROI）についても言及している。現代の生活には最低でも5〜7のeROIが必要であるが、太陽光発電や風力発電の場合は2～4と低く、社会全体を支えるには十分な効率でないと指摘する。因みに、原子力と石炭＆ガスのeROIは、それぞれ75と30である。
風力発電と太陽光発電の課題は、断続性と低エネルギー密度である。そのため、すべての風車やソーラーパネルには、バックアップ電源や蓄電が必要となりシステムコストが高くなる。世界が100％自然エネルギーに移行すればエネルギー飢餓状態に陥る。
また、著者らは、「風力や太陽光発電は最もエネルギー効率が悪く、材料投入などの対策を考えると、普及させようとする取り組みは成立しないのではないか」と疑問を呈している。
破綻しつつある兆候は、既にEUで散見される。エネルギー政策の策定に当たっては、EUのように再エネに特化するのではなく、我が国が当初から言ってきたエネルギー・ミックスという取り組みが重要である。
エネルギーは地球資源の採掘に始まり、加工、利用となるが、その過程で環境に大いなる負荷を与える。これらのネガティブな影響を最小限にし、在来型のエネルギー資源に対しては、エネルギーと物質効率を向上させる投資を行っていくことが必要である。
注1）Full cost of electricity “FCOE” and energy returns “eROI”, Dr. Lars Shernikau, Prof. William Hayden Smith, Prof. Rosemary Falcon (Vers. 05/2022)
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