再生可能エネルギーを取巻く最新動向
2019年10月9日
エネルギー環境保全マネジメント研究部会

横山 健児

目次

2

●再生可能エネルギーを取り巻く状況●再生可能エネルギーの導入（予定）量●再生可能エネルギーの主力電源化に向けた論点●エネルギー源別の状況と課題- 太陽光発電- 風力発電- バイオマス発電- 水力発電- 地熱発電●再生可能エネルギー導入拡大に向けた新たな取組み

「持続可能な開発目標」(SDGs) 2015年9月25日

3「持続可能な開発目標」(SustainableDevelopment Goals：SDGs)を中核とする「持続可能な開発のための２０３０アジェンダ」は、平成27(2015)年9月25日に、ニューヨーク・国連本部で開催された国連サミットで採択された。
1. 貧困の撲滅
2. 飢餓撲滅、食料安全保障
3. 健康・福祉
4. 質の高い教育
5. ジェンダー平等
6. 水・衛生の持続可能な管理
7. 持続可能なエネルギーへのアクセス
8. 包摂的で持続可能な経済成長、雇用
9. 強靭なインフラ、産業化・イノベーション

10. 国内と国家間の不平等の是正
11. 持続可能な都市
12. 持続可能な消費と生産
13. 気候変動への対処
14. 海洋と海洋資源の保全・持続可能な利用15. 陸域生態系、森林管理、砂漠化への対処、生物多様性
16. 平和で包摂的な社会の促進
17. 実施手段の強化と持続可能な開発のためのグローバル・パートナーシップの活性化

出典：環境省ホームページ（http://www.env.go.jp/earth/sdgs/index.html）

COP21-パリ協定 2015年12月12日

4企業を取り巻く環境5

 地球温暖化防止に向けた高いCO2削減目標を果たす必要あり
 再エネ活用によるCO2削減はCSRにとどまらず事業継続の必須目標
2015年9月国連サミット

SDGs

SDGsによる企業経営

持続可能な開発目標（SDGs:17 ゴール、169 ターゲット）を中核とする2016 年以降2030 年までの国際目標

企業

RE100
事業で使用するエネルギーを100%再エネで調達

2015年12月COP21

パリ協定

EV100

ESG投資

平均気温上昇を産業革命前から2℃より十分低く保ち、また、1.5℃以下に抑える努力を追求／適応能力を向上／
資金の流れを低排出で気候に強靱な発展に向けた道筋に適合する
2016年5月閣議決定

地球温暖化対策計画
温室効果ガスの排出抑制及び吸収の目標、事業者、国民等が講ずべき措置に関する基本的事項、目標達成のために、国、地方公共団体が講ずべき施策等

SBT取得取組みの公表

社用車を100%EV化

EP100

リスク・機会・戦略等

事業のエネルギー効率を2倍「2℃目標」達成への取組み次第で投資先に選ばれない/
自社製品が選ばれない

2℃目標を経営戦略に反映し財務報告での開示を要請

SBT
科学的根拠に基づき、CO2排出量削減目標を設定

80％削減

日本の温室効果ガス削減目標 円グラフ：電源構成（再エネの数値は水力を含む）
水力7.6％
水力以外
6.9％
再エネ
14.5％
他
85.5％

2013年

2016年

再エネ
22-24％
他
76-78％

再エネが主力電源に26％削減
2030年

数値参考 ： 第5次エネルギー基本計画（2018/7/3閣議決定）・ 日本のエネルギー「エネルギーの今を知る20の質問」（ともに資源エネルギー庁）

2050年

再生可能エネルギーのグローバル導入量6
地熱：13,329MW
バイオ（ガス）：17,692MW
バイオ（残渣）：12,624MW
バイオ（固形）：83,063MW

International Renewable energy Agency

集光型太陽光：5,469MW
太陽光：480,357MW

風力（洋上）：23,356MW

風力（陸上）：540,370MW

水力：1,126,466MW
水力を除いた場合の比率
風力：太陽光：バイオ：地熱48％ 41％
10％ 1％
6

再生可能エネルギーのグローバルコスト

7

Concentrated
Solar Power

均等化
発電原価

化石燃料
発電コスト

ドイツにおける電源構成

8 2018年度の再生可能エネルギー比率は40％を超えた
 風力が20.4％、太陽光が8.4％を占める

天然ガス

水力バイオマス

石炭風力

褐炭

太陽光

原子力

出所：独フラウンホーファーISE

日本の発受電電力量の推移

9 原子力が稼働していた2010年におけるエネルギー比率は新エネ等：2.2％ 石油等：8.6％ LNG：29％ 水力：7.3％ 石炭：27.8％ 原子力25.1％

 新エネ等の発電量は2016年で725億kWh（6.9％）。

経済産業省エネルギー庁「エネルギー白書2018」

日本の再生可能エネルギー導入目標
 日本では2030年に再生可能エネルギーの比率を22～24%に増加させることを目指している。
 水力を除く新エネ等を現状より倍増する必要あり（1500億kWh規模）
 不安的な再生可能エネルギーの導入に関しては余剰電力が発生することが懸念されている。

経済産業省資源エネルギー庁、国土交通省港湾局「再エネ海域利用法の運用開始に向けた論点整理」（2018年12月25日）

10

第5次エネルギー基本計画 -2050年に向けたエネルギー転換への挑戦-

11

あらゆる選択肢の可能性を追求する野心的な複線シナリオの採用●再生可能エネルギーの課題解決方針
・経済的に自立した脱炭素化した主力電源を目指す●原子力の課題解決方針
・実用段階にある脱炭素化の選択肢
・人材・技術・産業基盤の強化に直ちに着手●火力の課題解決方針
・CCS+水素への転換を日本が主導●熱システム・輸送システムの課題解決
方針
・難易度が高い領域を除き、電化・水素化への転換の可能性を追求●省エネルギー・分散型エネルギーシステムの課題解決方針
・効率的で脱炭素化した分散エネルギ
ーシステムの成立の可能性を高めていく

経済的に自立した再生可能エネルギーの主力電源化、蓄電池、水素の活用

再生可能エネルギーの主力電源化に向けた論点

12

 パリ協定の枠組みを受けた、第5次エネルギー基本計画（2018年7月）では、①再生可能エネルギーの主力電源化、②再エネの大量導入を⽀える次世代電力ネットワークの構築を方針として掲げている
 出力変動のある再生可能エネルギーの導入拡大を図るために、需給バランスを⼀致させる調整力を効率的かつ効果的に確保することが重要となっている

第7回総合資源エネルギー調査会省エネルギー・新エネルギー分科会／電力・ガス事業分科会
再生可能エネルギー大量導入・次世代電力ネットワーク⼩委員会

日本における調整電源の必要性・価値の高まり

13 再生可能エネルギーの主力電源化に伴い、火力(調整力)、揚水発電だけでなく、VPPを活用したディマンドリスポンス等、調整電源(kW、⊿kW)の必要性・価値が高まっている。
 2021年に創設予定の需給調整市場では、⼀般送配電事業者が周波数調整や需給バランス調整を⾏うために必要な調整力を市場を通じて、効率的に調達取引される。

経済産業省総合資源エネルギー調査会基本政策分科会（第25回会合） 配布資料

非化石証書市場の開設

14 ①非化石価値を顕在化し、取引を可能とすることで、⼩売電気事業者の非化石電源調達目標の達成を後押しするとともに、②需要家にとっての選択肢を拡大しつつ、固定価格買取り（FIT）制度による国民負担の軽減に資する、新たな市場である非化石価値取引市場を創設する。
 RE100における公的証明として認められる方向。

第15回 総合資源エネルギー調査会 電力・ガス事業分科会 電力・ガス基本政策⼩委員会 制度検討作業部会 配布資料（2017年11月28日）

各制度の導入時期

15

経済産業省第31回 総合資源エネルギー調査会 電力・ガス事業分科会 電力・ガス基本政策⼩委員会 制度検討作業部会 資料4（2019年4月22日）

再エネ法（2011年制定、2012年施行）

16

電気事業者による再生可能エネルギー電気の調達に関する特別措置法
第⼀条 この法律は、エネルギー源としての再生可能エネルギー源を利用することが、内外の経済的社会的環境に応じたエネルギーの安定的かつ適切な供給の確 保及びエネルギーの供給に係る環境への負荷の低減を図る上で重要となっていることに鑑み、電気事業者による再生可能エネルギー電気の調達に関し、その価格、期間等について特別の措置を講ずることにより、電気についてエネルギー源としての再生可能エネルギー源の利用を促進し、もって我が国の国際競争力の強 化及び我が国産業の振興、地域の活性化その他国民経済の健全な発展に寄与することを目的とする。
２ この法律において「再生可能エネルギー電気」とは、再生可能エネルギー発電設備を用いて再生可能エネルギー源を変換して得られる電気をいう。
４ この法律において「再生可能エネルギー源」とは、次に掲げるエネルギー源をいう。
⼀ 太陽光
二 風力
三 水力
四 地熱
五 バイオマス（動植物に由来する有機物であってエネルギー源として利用することができるもの（原油、石油ガス、可燃性天然ガス及び石炭並びにこれらから製造される製品を除く。）をいう。第六条第三項及び第八項において同じ。）
六 前各号に掲げるもののほか、原油、石油ガス、可燃性天然ガス及び石炭並びにこれらから製造される製品以外のエネルギー源のうち、電気のエネルギー源として永続的に利用することができると認められるものとして政令で定めるもの

（参考）利用促進法（2009年施行）
エネルギー供給事業者による非化石エネルギー源の利用及び化石エネルギー原料の有効な利用の促進に関する法律施⾏令
第四条 法第二条第三項の政令で定めるものは、次のとおりとする。
⼀ 太陽光
二 風力
三 水力
四 地熱
五 太陽熱
六 大気中の熱その他の自然界に存する熱（前二号に掲げるものを除く。）
七 バイオマス（動植物に由来する有機物であってエネルギー源として利用することができるもの（法第二条第二項に規定する化石燃料を除く。）をいう。）（特定エネルギー供給事業者が⾏う事業）

17固定価格買取制度

18

コストの高い再生可能エネルギーの導入を促進するため、電力会社が買い取る費用の⼀部を電気の利用者から賦課金という形で集めて、再生可能エネルギーで発電した電気を電力会社が⼀定期間、⼀定価格で買い取ることを国が約束する制度。 ※経済産業省資源エネルギー庁Web「なっとく！再生可能エネルギー」から抜粋
調達価格・期間の例（税抜、⼀部抜粋したもの）
太陽光
2MW～

10kW～2MW

2012年度40円

陸上風力～10kW
42円

2017年度

入札

21円

28円

2018年度

入札

18円

26円

2019年度

500k～
2MW

2MW～
入札

期間

5MW～
30MW

14円

24円

～
200kW

20円

2012年度

22円

55円

2017年度21円（陸上）36円（洋上）55円

2018年度20円（陸上）36円（洋上）2019年度19円（陸上）36円（洋上）

期間

20年間

地熱

15MW～

バイオマス
メタン
発酵ガス*1

⼀般木材バイオマス・農作物の収穫に伴って生じるバ
イオマス固体燃料*2

24円
34円

26円

39円

20MW～
10MW～

2019年度
期間

～20kW

10年間

24円

2017年度
2018年度

～10kW

20年間
中⼩水力

2012年度

10～500kW

20kW～20年間

15年間

21円
入札
入札～20MW
～10MW

24円
24円
24円

20年間

*1 下水汚泥・家畜糞尿・食品残さ由来のメタンガス、*2 製材端材、輸入材、剪定枝、パーム椰子殻、パームトランク *3 パーム油

農作物の収穫に伴って生じるバイオ
マス液体燃料*3―
入札固定価格買取制度における買取実績

19（万kWh）（万kWh）
4,500,000.0
4,000,000.0
3,500,000.0

発電形態
太陽光発電（10kW未満）
太陽光発電（10kW以上）
風力発電設備
水力発電設備
地熱発電設備バイオマス発電合計

2017年度

782,689.5
4,261,477.4
616,663.7
245,829.7
10,126.9
1,024,778.2
6,941,565.4

3,000,000.0
2,500,000.0
2,000,000.0
1,500,000.0

平成24年度
平成25年度
平成26年度

1,000,000.0

500,000.0

平成27年度
平成28年度
平成29年度

0.0

経済産業省資源エネルギー庁Web「なっとく！再生可能エネルギー」
C表 買取電力量及び買取金額の推移（平成30年6月末時点）から作成

日本の太陽光発電の導入状況
固定価格買取制度（FIT）開始後、産業用の導入が急拡大

20

世界の太陽光発電の導入状況

21

2000年以降、固定価格買取制度（FIT）等の⽀援策により世界各国で太陽光発電の導入が加速

出典：資源エネルギー庁
エネルギー白書

太陽光発電システムのメリット・課題

22

太陽光発電のメリット
クリーンで枯渇しない（サステナブルエネルギー）
設置場所を選ばないメンテナンスが容易で長寿命である
電気料⾦よりもkWh単価が安くなってきている。
太陽光発電のデメリット
現状はシステム価格が高い。（欧州の２倍）
電気を貯めることが出来ない。 → 出力制御
⾬のときは発電しない。（安定供給の確保が難しい）エネルギー密度が低い〈太陽電池の規模〉１ＭＷ：サッカーコート１⾯分（約7,400㎡）

太陽光発電の問題 -2019年問題-

23 2009年11月に開始した余剰電力買取制度における買取期間は10年。余剰電力買取制度以前の買取りも2019年に終了。
 2019年時点で買取りが終了する住宅用太陽光発電は56万件程度で、売電期間終了後の売電価格の想定が、当時の48円kWhから8円/kWh程度に下がる見込み。

2015年2月19日 「太陽光発電の現状と展望」自由民主党 再生可能エネルギー普及拡大委員会での説明資料| JPEA 太陽光発電協会

太陽光発電の問題 - 未稼働案件 -24

経産省の対応2012～14年度認定の事業用太陽光発電で、運転開始期限が設定されていないものが対象。
以下の期限までに運転開始準備段階に入ったものは、従来の調達価格を維持。間に合わなかったものは、運転開始準備段階に入った時点の２年前の調達価格（例：2019年度受領⇒2017年度21円/kWh）を適用。

※経済産業省ニュースリリース「FIT制度における太陽光発電の未稼働案件への新たな対応を決定しました」から抜粋

太陽光・風力発電の買い取り終了へ

25

・経済産業省は太陽光や風力発電の事業者がつくった電気を大手電力があらかじめ決めた価格で買い取る制度を終了する。買い取り費用の増加で消費者の負担が高まっており、新たな競争入札制度を導入してコスト低減を進める。2020年にも関連法を改正する。
（総合資源エネルギー調査会の⼩委員会で中間整理案）
・⼩規模の事業用太陽光や家庭用の太陽光では買い取り制度自体は残すが、買い取りは全量でなく自家消費で余った分だけにする
・地熱、バイオマス発電では買い取り制度の基本的な枠組みを維持Fグリーン電力サービス

26

お客様の敷地内に太陽光発電を設置、自家消費型でグリーン電力を供給。
さらに、非FITの太陽光発電所からグリーン電力を供給

風力発電
 特長： - 大きさの２乗に比例するスケールアップが容易（地上：3MW、洋上：6MW）- 大規模に発電できれば発電コストが火力並み- 夜間も発電稼働- 陸上と洋上で発電が可能
 課題：- 日本の発電コストは高止の傾向（海外風車メーカが7割のシェア（国内は2社のみ）、メンテナンス人材不足）- 系統接続に対する制約、環境アセスメントや地元調整等に対するコスト

日本における風力発電導入量の推移
新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO)ホームページ

27

欧州における風力発電28

 2030年のCentral Scenarioで323GW
 洋上風力のCAGR（年平均成長率）が高い

デロイトトーマツコンサルティング合同会社「平成29年度電気施設等の保安規制の合理化検討に係る調査 風力発電業界の構造調査」

洋上風力発電29

 洋上風力発電の利点- 陸上風力や太陽光に比べ発電効率が高い（陸上風力20～30%、洋上50%）。
- 風の強さや風向きが変わりにくく発電量が安定- 発電設備の大型化による建設費の減少- 欧州では長期的に石炭火力より発電単価が下がると予想
 世界の洋上風力発電量：2017年が510億kWh（16年比21%増）
2030年には5490億kWhにキロワット時に
 日本の状況：- 風力発電自体、地形の影響で風向きが複雑で、台風による強風が発生し、雷が多発することからあまり普及が進んでいない- 洋上風力も漁業権の問題や大陸棚がなく水深が急に深くなることからまだ事例が少ない- 但し、今後は石炭火力の建設計画の撤回に伴って拡大する可能性がある
東京電力ホールディングスと中部電力が共同出資するJERAが洋上風力発電事業に参入
東京電力ホールディングスはデンマークの洋上風力発電世界最大手のアーステッドと提携
中国電力とJFEスチールは、共同で進める千葉県の石炭火力発電所の建設計画を撤回
環境配慮などを企業に求める「ESG投資」にシフトする投資家からの圧力が強い

洋上風力発電促進法案

30

 2018年11月30日の参院本会議で「洋上風力発電など海洋再生可能エネルギー発電設備を推進するための海域利用促進法」が成立した。

 洋上風力発電事業者に最大30年間の⼀般海域の占用を認めることが柱。これまで3～5年の短期だった許可年数を長期の統⼀ルールに延ばす。⼀般海域の中から「促進区域」を指定し、事業者を公募、選定した後、国交省が占用許可を決定する。
 2030年度までに5カ所の促進区域での運転開始をめざす。陸上を含む風力発電全体の導入容量を16年度の330万キロワットから、30年度までに1000万キロワットまで引き上げる。

経済産業省資源エネルギー庁、国土交通省港湾局「再エネ海域利用法の運用開始に向けた論点整理」（2018年12月25日）

バイオマス発電の状況31 18年3月時点で政府が固定価格買い取り制度（FIT）で認定しているバイオマス発電の容量は約864万キロワット。稼働したのは約15％（129万キロワット）。
 国内の燃料調達コストが上昇しているため、⼀般木質・農作物残さにおける海外からの輸入燃料（輸入材、パーム椰子殻）を利用した発電計画に集中。
 最近では新たな燃料として、マレーシアからのパーム油を燃料とした発電が計画されている。

メタン発酵ガス

未利用木質
2MW未満 2MW以上

一般木質・農作物残さ

建設廃材

一般廃棄物・木質以外

建設資材廃棄 剪定枝・木くず、
製材端材、輸入材、物（リサイクル 紙、食品残さ、パーム椰子殻、も木材）、その他 廃食用油、黒み殻、パーム油
木材液

具体的な燃料下水汚泥・家畜糞尿・食品残さ由来のメタンガス

固定買取価格(円/kWh)※１393240241317

導入容量（MW)※2
未稼働容量（MW)※2
認定容量（MW) ※2

473380164056312
126438667
6990
7657

13748723784320

間伐材、主伐材（未利用分）

合計※1 2017年度価格※2 固定価格買取制度 情報公表用ウェブサイトから作成。2018年6月末時点。新規認定分、バイオマス比率考慮あり129173478638

一般木質・農作物残さによるバイオマス発電 木質ペレットの場合、海外メーカーの工場で生産される輸入品の価格は国産の2分の1～3分の1とされる。人手不足もあって国内の森林資産を生かし切れず、燃料の輸入頼みに拍車がかかっている。
 パームやしの実殻（PKS）においては、主産物であるパーム油の生産過程で熱帯⾬林を伐採するため、環境破壊につながる危険性がある。

32

水力発電 – 中小水力発電 -33

 再エネ法で⽀援する対象は、これまで活用されてこなかった30MW未満の中⼩規模が対象
 FIT施⾏後に新たに導入された出力30MW未満の中⼩水力は285施設、発電容量は約24万キロワット（17年3月時点、環境エネルギー政策研究所調べ）で増加傾向。
 中⼩水力発電における注意点①適切な落差や安定した流量が必要で、これらに適した設備を選択②歴史的な利害関係が存在する可能性が高い③法規制が複数の省庁に跨る（国立公園法、河川法）【⼩水力発電の例】 東京都下水道局 「森ヶ崎水再生センター」
処理水の放流きょは、高潮などにそなえて海⾯より数メートル高い位置に設置。この放流落差を利用してサイフォン式水力発電機を実施（年間約80万kWh）。

地熱発電

34

 地下からくる蒸気には蒸気卓越型と熱水卓越型がある。
 蒸発の潜熱が大きいことから、乾燥した蒸気だけを分離する必要がある。
 山中にある地熱発電所では、大量の冷却水は得られないことから冷却塔で冷やして再利用する必要がある。
 地熱発電が増えない理由①地下の状態を正確には調査できない②地熱発電の建設による影響がはっきりしないため反対される※2019年1月29日に国内中規模以上の地熱発電が22年ぶりに運転を開始
九州電力ホームページ
http://www.kyuden.co.jp/effort_renewable-energy_geothermal.html

国の水素基本戦略

35※経済産業省ニュースリリース「「水素基本戦略」が決定されました」から抜粋

Power to Gasのシステムイメージ
再生可能エネルギー → 水素

再生可能ｴﾈﾙｷﾞｰ

再生可能エネルギー → メタン

再生可能ｴﾈﾙｷﾞｰ 最近では再生可能エネルギーから液体燃料を製造する動きも（Power to Fuel）

36

余剰エネルギーの貯蔵方法

37

電気エネルギー貯蔵方式の比較（IEC White Paper “Electrical Energy Storage”）

ガス貯蔵（水素やSNG(メタン)）は他の方式と比較して大量に貯蔵することが可能できる（日単位や月単位の貯蔵）。再生可能エネルギーの大量導入対策には現状ガス貯蔵が有効欧州のPower to Gas

38

2013年時点で29ヶ所確認されており、その内確認されているだけでメタン変換している実証プラントは7ヶ所。今後も増えるものと予想されている。

需給調整市場の商品設計

出所：第６回需給調整市場検討⼩委員会

39

国内VPPサービスの形態

40 国内VPPサービスでは、分散電源をアグリゲートするリソースアグリゲータ―とこれらを集約するアグリゲーションコーディネーターの2階層となっている。

経済産業省資源エネルギー庁ホームページ：
https://www.enecho.meti.go.jp/category/saving_and_new/advanced_systems/vpp_dr/about.html

電気式熱源機 消費電力量 kWh/h
その他 kWh/h

下げ調整運転のイメージ
電気式熱源 消費電力量 kWh/h
その他 kWh/h

上げ調整運転のイメージ※上げ調整は不安定電源の出力抑制があるため三次調整②では制度化されない方向

23:00

22:00

21:00

20:00

19:00

18:00

17:00

16:00

15:00

14:00

13:00

12:00

11:00

10:00

09:00

0.0
08:00

0.0
07:00

50.0

06:00

50.0

05:00

100.0

04:00

150.0

03:00

契約調整電力

02:00

300.0
ベースライン

01:00

[kWh]

00:00

250.0

00:00
01:00
02:00
03:00
04:00
05:00
06:00
07:00
08:00
09:00
10:00
11:00
12:00
13:00
14:00
15:00
16:00
17:00
18:00
19:00
20:00
21:00
22:00
23:00

需給調整サービスイメージ41[kWh/h]

300.0

250.0

200.0

上げ調整吸収運転

200.0

150.0

100.0

国内における需給調整方法（三次調整力②）42

 アグリゲーションコーディネータが制御可能量と30分間単位の基準値を設定
 45分前に制御指示がDSOから送付され、基準値から±10％の精度で制御指示量を変動させる
 制御指示量が変更される場合は、同様に45分前に指示され、変更指示時間から該当時間までは前後の制御指示量±10％の範囲に収まっていることが必要
 評価は取引メータで実施

蓄熱槽による需給調整

43

電力需給調整運転開始時刻になると、蓄熱槽の熱量の放熱、蓄熱とともに、熱源機の台数制御によって、施設内の空調運転に影響を与えず、電力の需給調整を⾏う(蓄熱量による調整電力の創出)。

N階
空調機

空調機

空調機
(複数台)

2階
空調機

1階

機械室

空調用熱源機
熱搬送ポンプ
熱交換機(放熱空調)(複数台)

蓄熱用熱源機(蓄熱槽蓄熱)蓄熱槽(夜間蓄熱、昼間放熱)

⼀般的なビルにおける代表的な蓄熱槽イメージ

蓄熱槽に関係するシステムの基本構成例

蓄電池による需給調整

44

蓄電池システムのように制御応答性がよく、周波数調整に使用できる調整力は、調整開始時点の施設の電力需要に対する電力の変化分⊿kWで評価される。

蓄電池に関係するシステムの基本構成例

蓄電池の活用方法