
現在、日本において発電量の約90%は、化石燃料で賄われています。ところがこの化石燃料のうち石油は約50年で、石炭は約110年で枯渇すると推測されています。このため日本をはじめ世界においては、化石燃料から再生可能な自然エネルギーに転換していくことが急務になっています。
未来の自然エネルギー
まず第1に水力発電が挙げられます。水力発電は昔から使用されてきた発電方式で、ダムを使用した大型の設備のものから小型のものまで多様にあります。また水力は、比較的安定した供給が可能で、他のエネルギーと組み合わせれば非常に有益なエネルギーとなります。
次に今、最も注目されている太陽熱エネルギーがあります。一般家庭に設置されているものもありますが、広い敷地に設置されたメガソーラは、大きいもので10メガワットのものまであります。これは一般家庭で使用される電気3000戸分に相当します。
3番目に風力発電があります。開発当初は陸上に設置されていましたが、洋上に設置が可能となり大型の発電所が普及し始めています。そして洋上に設置することにより騒音や振動といった問題が解決されました。
4番目にバイオマス発電があります。現在、日本のバイオマス発電は、約9割が廃棄物を燃焼させた発電です。しかし微生物によって油を作り出す研究も進んでおり、今後の動向が注目されます。
このバイオマス発電は、燃焼が伴うため二酸化炭素が発生しますが、これは植物の成長過程で光合成として大気から吸収さたものであり、地球温暖化の原因に勘定されません。(これをカーボンニュートラルと呼びます。)
このほか日本では火山が多いため地熱発電の研究や、海に囲まれているため海流発電の研究もさかんに進んでおります。
スマートグリッドとは
現在、ほとんどの発電所は大型のものが郊外に設置されています。そして電気は、発電所から需要者側への一方向に流れています。
一方自然エネルギーは天候や季節、時間でその発電量は大きく左右されます。また需要者側も季節、時間で使用量が大きく変わります。そのため自然エネルギーが主流となる未来社会においては、需要と供給のバランスを保つための知恵が必要となります。
それぞれに蓄電池を配備し、電力の需給をコントロールするスマートメーターを取り付けます。そしてITを使って電気を上手に受け渡しするネットワークを設けます。これをスマートグリッドと呼んでいます。
今後の問題
今後エネルギーを転換していく上で、3Eと呼ばれる3つの大きな問題があります。一つは安定供給の問題です。先程も述べましたが、自然が相手なので天候に左右される要因が大きくなります。
次に、環境への影響です。地球は、植物や海のサンゴによって二酸化炭素を消費しています。これらを破壊することのないよう設備を設置していくことが重要です。
最後に経済成長を伴っていくことです。今のエネルギー単価に近づけるよう生産効率を上げることが重要です。また生産される生涯エネルギーが、設備に使用されたエネルギーより少なくならないことが大切です。