第４章

２．クリーンエネルギーの拡大

エネルギーとカーボンニュートラルする資金支援が必要になると考えられる。

脱炭素に向けた歩みを速めていくには、発電量が変動しやすい再生可能エネルギー（再エネ）を無駄なく使うことが重要になる。発電の適地と消費地◆日本は送電網の整備が急務を結ぶ送電網や蓄電池、自給自足型の小型送配電網「マイクログリッド」と日本は国民負担の抑制と地域との共生を図りながら、＜図表 ４-８＞のといった再エネを最大限活用するためのインフラ構築が進むだろう。原子力はおり 2030 年度の電源構成に占める再エネ比率 36～38％を達成するため、特エネルギー安全保障の観点からも注目が高まっており、安全性を高める取りに太陽光発電・風力発電へ注力している。2022 年時点の太陽光の発電容量は組みを進めながら、世界的に活用の動きが広がっていくと考えられる。

78.8GW と 5 年間で 59％伸び、風力は 4.6GW と同 31％伸びた。また、地域間での再エネの需要と供給の差を解消するため、全国規模で電力系統整備を（１）太陽光と風力が世界の主力電源に進める方針である。具体的には、地域間を結ぶ送電線について今後 10 年間◆再エネ導入量は 2050 年にかけて 4 倍超に程度で、過去 10 年間とくらべて 8 倍以上の規模で整備を加速するとしてい脱炭素の要請が強まる中、発電時に二酸化炭素（CO2）を出さない電源とる。

して太陽光や風力といった再エネの導入が急速に進んでいく。世界の再エネの発電容量は 2023 年時点で約 4,141 ギガワット（GW）導入されており、う

図表 ４-８日本の太陽光・風力発電の設備容量と 2030 年目標

ち太陽光が 1,552GW、風力が 1,007GW だった。2023 年単年の増加量は506GW と前年から約 50％増え、うち 4 分の 3 を中国などにおける太陽光発電の増設分が占めた5。2050 年には、世界の再エネは STEPS でも 19,120GW（うち太陽光 12,639GW、風力 3,874GW）にまで拡大する見通しだ。
国際エネルギー機関（IEA）によると世界の再エネ容量は 2028 年までに7,300 GW に達すると予測される。米国・欧州連合（EU）・インド・ブラジ
ルでは、2023～2028 年における太陽光発電と陸上風力発電の導入量が約1,075GW と、それ以前の 5 年間と比べて 2 倍以上に増える見込みだ。
もっともこのペースでは 2030 年までに現在の 2.5 倍の増加にとどまり、国連気候変動枠組条約第 28 締約国会議（COP28）で採択された「2030 年までに再エネの発電容量を世界全体で 3 倍にする」という目標には達しないと（出典）Energy Institute, “Statistical Review of World Energy”, Jun,2023 .およびIEA , “Monthly Electricity Statistics”, Mar,2023 .より当社作成みられる。このため送電網インフラへの投資や新興国および開発途上国に対5IEA, “Renewables 2023”, Jan.,2024)

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第４章

◆再エネ設備の自給率も重要に
再エネ拡大によって電力自体の国内生産量は増えるが、現状では太陽電池や蓄電池、風力タービンといった関連機器を生産するための材料は一部の産エネルギーとカーボンニュートラル

日本はペロブスカイト太陽光電池の研究開発で世界に先行してきたが、足元では陰りも見える。年間の特許出願件数は 2019 年まで 5 年連続世界一であったが、2020 年以降は中国勢が日本を上回っている9。

出国に頼らざるを得ない。特に世界の太陽電池で用いられる結晶シリコンは中国が 8 割以上のシェアを占めている。この依存度を減らし、安定供給を確◆日本の風力は「浮体式」が切り札保することも重要な課題である。

風力発電のうち、海上で風車を回して発電する洋上風力発電は、陸上に比この課題を技術革新によって解決する試みの 1 つが「ペロブスカイト太陽べて安定した風が得られ、景観・騒音面の影響が小さいといったメリットが電池」だ。現在太陽光パネルのサプライチェーンは中国に大きく依存していあり、今後大量導入の可能性を秘めている。米国エネルギー省（DOE）によるが、同電池の主要材料であるヨウ素は日本が世界シェアの 30%を占めるた

ると、洋上風力発電の導入量は、2022 年時点の 59GW から 2028 年までにめ安定供給が見込める。従来の太陽電池に比べて薄く柔軟、軽量であるため182GW を超える可能性がある10。

多様な場所に設置できるのが特徴で、主にフィルム型とガラス型の 2 種類の開発が進んでいる。

洋上風力発電には海底に固定した基礎に風力発電機を取り付けて発電する着床式と、洋上に風車を浮かべて発電する浮体式の 2 種類の設置方法がある。

フィルム型は建物の壁面や屋根、小型 IoT（モノのインターネット）デバ

水深が 50m を超える海域では、浮体式が着床式に比べて経済的に有利とさイスに使えるが、耐久性や大型化に課題がある。積水化学工業は東京都の港れている。浮体式について、DOE の報告書では今後の浮体式風力発電の導入湾施設で国内最大規模のフィルム型電池検証プロジェクトを実施しており、見通しについて複数機関の予測を比較して示しており、2030 年までに約電力は蓄電池に充電、港湾施設のデッキに掲げられているサインの点灯に活10GW、2050 年までに 300GW に達するなど様々に推定されている。

用する6。京都大学発スタートアップのエネコートテクノロジーズは三井不動

特に日本は近海で水深が急に深くなることから、深い海域にも設置可能な産レジデンシャルと組み、住宅の照明や家具などにフィルム型電池を設置し浮体式への期待が高まっている11。日本の洋上風力発電の導入見通しは、浮て夜間電力を確保する研究を進めている7。ガラス型は窓ガラスを代替でき、体式も含め 2040 年までに 30～45GW の案件形成を目標に掲げており12、住宅やビルにおける発電拡大が期待される。パナソニックホールディングス

2050 年に向けて浮体式洋上風力発電が普及すれば、日本の再エネ比率の大はガラス型の実証を神奈川県藤沢市のスマートシティで実施しており8、住宅幅な拡大が見込まれる。のバルコニーに設置して発電と景観の両立を目指す。
6

積水化学工業「東京都との港湾施設における国内最大規模のフィルム型ペロブスカイ
ト太陽電池の検証について」（2024 年 5 月 24 日）
7 エネコートテクノロジーズ「住宅用ペロブスカイト太陽電池の共同研究を開始」（2023年 10 月 17 日）
8 パナソニックホールディングス「世界初、ガラス建材一体型ペロブスカイト太陽電池
Fujisawa サスティナブル・スマートタウン内で長期実証実験を開始」（2023 年 8 月 31日）

9

日本経済新聞「曲がる太陽電池、中国猛追 特許出願はパナソニック首位」（2023 年11 月 28 日）
10 U.S. Department Of Energy, “Offshore Wind Market Report: 2023 Edition”,Aug.,2023.
11 NEDO によると、日本における浮体式を設置可能な海域は着床式の約 5 倍ある。
12 経済産業省「2050 年カーボンニュートラルに伴うグリーン成長戦略」（2021 年 6 月13 日）

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第４章

（２）原子力発電の再拡大

エネルギーとカーボンニュートラル場合を想定した低位予測による 2050 年時点の設備容量は 458GW、「低位予原子力発電はエネルギー安全保障と脱炭素化という二重の目的から再び世測よりも野心的であるが妥当性があり、技術的に実現可能で、気候変動に関界の関心を集めている。脱炭素に向けた国際的な取り組みが進む中でロシアする各国の政策を考慮」した場合の高位予測では 890GW に拡大すると予測によるウクライナ侵攻をきっかけにエネルギー危機が起こり、エネルギー自している。

給率向上と脱炭素を両立する電源としての価値が再評価されている。

図表 ４-９

世界における原子力発電の設備容量の見通し◆世界の設備容量は 2050 年に 5 割増
IEA の STEPS シナリオによると原子力発電の設備容量は 2050 年に 2022年の約 1.5 倍の 620GW に達し13、増加分の大半は中国とその他開発途上国が占めている。原子力発電を容認している国では運転期間の延長や新規建設が増加し、世界全体の原子力発電の設備容量は拡大する見通しである。例えば中国では 2023 年 12 月に世界初の高温ガス炉（高い発電効率と炉心溶融を起こさない固有の安全性を持つ原子炉）原子力発電所が商業運転を開始した
ほか14、英国は 2024 年にウェールズ地方において大型の原子力発電所を新設する計画を発表した15。
IEA の APS シナリオでは 2050 年の原子力発電の設備容量は 770GW、NZE シナリオでは 900GW を超えると予測されている。いずれのシナリオにおいても大型炉が主流になると見られているが、産業での熱供給や水素製造など多様な用途が見込める SMR（小型モジュール炉）の開発が進展すること（出典）International Atomic Energy Agency, “Energy, Electricity and Nuclear Power
Estimates for the Period up to 2050”, Oct.2023.

よって、長期的には原子力発電利用の可能性を広げると指摘している。
国際原子力機関（IAEA）も 2050 年の原子力発電の見通しを発表している◆日本もじわり見直しが進む

４-９＞のとおり、「現在の市場、技術、資源の動向が継続し、原日本では 2023 年に成立した「GX 脱炭素電源法」に基づいて原子力発電所子力発電に影響する明確な法律、政策、規制の追加的な変更がほとんどない」の運転期間延長が認められるようになるなど、原子力政策が新たな段階に入16。＜図表っている。2021 年に策定した「第 6 次エネルギー基本計画」では、可能な限IEA, “World Energy Outlook 2023”, Nov.,2023
日本貿易振興機構（JETRO）「世界初の第 4 世代原子力発電所、山東省で商業運転開始」（2023 年 12 月 27 日）
15 日本貿易振興機構（JETRO）「英政府、ウェールズ北西部で大型原子力発電所の新設
1314計画発表」（2024 年 6 月 3 日）
16 International Atomic Energy Agency, “Energy, Electricity and Nuclear Power
Estimates for the Period up to 2050”, Oct.,2023

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第４章

エネルギーとカーボンニュートラル

り原子力発電への依存度を低減するとして、2030 年の電源構成目標を 20～には、2023 年度から 3 年間でそれぞれ 460 億円、431 億円が投資される予22%としているが、足元ではエネルギー安全保障上の課題や、デジタル経済定である。の拡大に伴う電力需要の増加といった新たな課題が顕在化している。2024 年

ただ実際に国内で原子力発電を再び推進していくには、高い安全性の維持度中に行われるエネルギー基本計画の見直しにあたっては、既存施設の再稼や廃棄物処理、建設コストの削減など多くの課題が存在する。廃棄物処理に働だけでなく、＜図表 ４-１０＞のとおり「GX 推進戦略」で示されている

ついては原子力発電所で使用された燃料（使用済燃料）を再処理して再使用次世代革新炉開発の具体化に向けた議論も進められることが予想される。

する「燃料サイクル」の実現がカギになる。使用済燃料の再処理施設は建設

図表 ４-１０

次世代革新炉の主な利点と運転開始時期が進められているものの、原子力規制委員会による審査への対応などが進まず完成時期が見通せていない。使用済燃料はいったん各原子力発電所の燃料プールに保管するが、2023 年時点で全国のプールの容量の 8 割が埋まっている。このため電力会社は発電所の敷地外に一時的に使用済み燃料を保管する「中間貯蔵施設」の建設を進めている。
一方、フランスでは北西部ラ・アーグにおける再処理施設について、政府が 2040 年以降も使用済燃料の処理と燃料サイクルに関する政策を推進する方針を示し、大規模投資を決定している17。これによって年間 1,000t の使用済燃料の再処理・リサイクルが可能となる。同工場へは日本の発電所で発生した燃料の処理も依頼しているが、日本が本格的に燃料サイクルを回してい（出典）資源エネルギー庁資料より当社作成

くには国内で設備を確保することが重要になる。
日本が目指す「2050 年カーボンニュートラル」達成に向けて原子力発電は一定の役割を担うことが必要と考えられる。特に資源に乏しい日本において◆安全性確保や廃棄物、課題も多くは、次世代革新炉技術の開発と導入が、エネルギーミックスの多様化にも貢原子力発電の技術開発においては、既設の軽水炉を基にした安全性の高い献できるだろう。2050 年に向け、GX（グリーントランスフォーメーション）「革新軽水炉」の開発が進められている。例えば三菱重工業の「SRZ-1200」

や DX（デジタルトランスフォーメーション）の潮流による電力需要の増加は、安全性を大幅に向上させた次世代の軽水炉として注目されている。またに対応するためには、安全性の向上を進めながら、同時に立地地域の住民や高レベル放射性廃棄物の容量を減らせる高速炉や、水素製造と発電の両立が広く国民の理解を得ていく取り組みも重要になるだろう。

期待される高温ガス炉の実証炉の開発も進んでいる。これらのプロジェクト
Revue générale nucléaire, “Le Conseil de politique nucléaire annonce desinvestissements importants à Orano La Hague”, Feb.28, 2024
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第４章

（３）再エネ利用の効率化・最大化
クリーンエネルギーへの移行、特に再エネの導入拡大においては、導入のエネルギーとカーボンニュートラル

去 5 年間で約 2,000 億ドル増加し 2022 年には 7,500 億ドルに達したが、世界の送電網への投資は年間約 3,000 億ドルで横ばいとなっている。

適地とエネルギー消費地をつなぐ送電網の整備や蓄電池の導入が極めて重要送電網への投資の遅れはクリーンエネルギーへの転換の遅れに繋がる可能である。情報通信技術（ICT）を活用して需要と供給のバランスを最適に調性がある。送電網の整備が遅れると再エネの導入と化石燃料の使用抑制が進整するスマートグリッド技術は再エネの変動を吸収し、電力供給を安定させまないと考えられ、IEA によると、＜図表 ４-１１＞のとおり、APS シナリる役割を果たす。EU では再エネへの移行を加速させるために、スマートグオ（発表誓約）に比べて CO2 排出量の削減が遅れると予想される。送電網のリッドの導入を促進する行動計画が 2023 年 11 月に発表されている。

整備が遅れた場合、2050 年までに電力部門から排出される CO2 の量（累計）は APS シナリオに比べて 58Gt 多くなる計算だ。

◆再エネの拡大には送電網整備が欠かせず
IEA は 2050 年ネットゼロを達成するという世界の気候目標を達成するた◆蓄電池が再エネの主力電源化に貢献する

めには送配電網を 2030 年まで毎年約 200 万キロメートル拡張する必要があ

蓄電池は電力の供給と需要のバランスを取るために活用でき、車の電動化ると指摘する18。2040 年までには累計 8,000 万キロメートルの送電網を増設や再エネの主力電源化に不可欠とされる。IEA が 2024 年 4 月に公表した報または改修する必要があるという19。再エネによる発電設備への投資は、過告書によると、電力分野における蓄電池（定置用）の新規導入数は 2023 年

図表 ４-１１

世界の電力部門の CO2 排出量の見通し（送電網遅延ケースと APS シナリオ）に 41.5GW と前年の 2 倍以上になった20。バッテリー用途の大半を占める電気自動車（EV）向けの導入（車載用）は、2023 年に前年比 40％増加し、EV の台数ベースでは約 1,400 万台だった。
同報告書では太陽光発電と畜電池は現在、インドにおける新規の石炭火力発電と同等のコスト競争力があり、今後数年で中国の新規石炭火力発電や米国の新規天然ガス火力発電と並ぶ競争力を持つと指摘している。STEPS シ
ナリオでは、＜図表 ４-１２＞のとおり、蓄電池と太陽光発電を組み合わせたプロジェクトの世界平均 LCOE は 2030 年までに 40％減少すると予測されている。これによって、太陽光発電と組み合わせた蓄電池は最も競争力のある新電力源のひとつとなるという。ただし、導入コストのさらなる低減や（出典）IEA, “Electricity Grids and Secure Energy Transitions”, Oct. 2023.

長寿命化、大規模な蓄電池の場合は広大な適地が必要となるなど、課題も多い。蓄電池市場は車載用・定置用ともに拡大する見通しで、2050 年では車載

1819IEA, “Net Zero Roadmap”, Sep., 2023.
IEA, “Electricity Grids and Secure Energy Transitions”, Oct., 2023.

20IEA, “Batteries and Secure Energy Transitions”, Apr., 2024.

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用が 53 兆円、定置用が 47 兆円規模の市場に成長する見込みである21。
図表 ４-１２ 2022～2030 年 STEPS シナリオにおける中国、インド、米国における太陽光発電と蓄電池、石炭、天然ガスの LCOE と VALCOE）

エネルギーとカーボンニュートラルギー源によって、特に人口減少やインフラの保守人員が減少する地方においては、マイクログリッドが一つの解決策になり得るだろう。
茨城県つくば市はマイクログリッドを活用して 2030 年までに中心市街地エリアの脱炭素化を目指している22。既存の都市インフラである地域冷暖房共同溝を活用した自営線マイクログリッドを構築し、民間及び公共施設に太陽光発電や蓄電池を導入するとともに、市内の医薬品工場にて発生する魚油等を燃料とするバイオマス発電を導入する計画だ。このように再エネの利用拡大とともに、マイクログリッドはエネルギー供給の柔軟性を高め、地域社会の持続可能性を支える重要な役割を果たすことが期待される。
日本電機工業会がまとめた報告書23によれば、2050 年の「分散型グリッド」の絵姿として、カーボンニュートラルを目指す地域の中小都市（4～5 万世帯）の在り方が示されている。分散型グリッドは、域内で分散型エネルギー源（再エネ電源、蓄電池、次世代自動車、ヒートポンプなど）を統合管理すること（出典）IEA, “Batteries and Secure Energy Transitions”, Apr. 2024.
（注）LCOE（Levelised Cost of Electricity）：電源別発電単価のこと。建設費、資金調達、燃料費、炭素価格などすべてのコスト要素を１つの指標にまとめたもの。
VALCOE（Value-adjusted LCOE）：価値調整済み電源別発電単価のこと。電源のエネルギー価値、容量価値、柔軟性価値を LCOE に組み込んだもの。

で、電力の混雑緩和・平準化を実現し、災害時には防災拠点や避難所向けの電力を確保することを可能とする。こうした分散型エネルギーによる地産地消によって、各家庭においては電力供給・電気料金の安定化や停電リスクの減少が実現することが期待される。

◆地域の電力供給をマイクログリッドで強靭化
マイクログリッドは地域単位で独立した電力供給システムを構築する技術である。このシステムは小規模ながらも発電、蓄電、そして消費を一元的に管理し、再エネを効率的に活用しつつ電力を安定して供給することを目指している。自然災害による大規模な停電時でも、地域内で電力を供給し続けることが可能である。太陽光発電や風力発電、蓄電池、水素など多様なエネル
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蓄電池産業戦略検討官民協議会「蓄電池産業戦略」（2022 年 8 月）
茨城県つくば市のホームページ「脱炭素先行地域づくり事業」

日本電機工業会「社会課題を解決する 2050 年分散型グリッドの絵姿」（2023 年 3月）
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