Renewable Energy is Good for Business
2020年は間違いなく、初めてのことが起きた年だったでしょう。 しかし、クリーンエネルギー産業において、前例のない成功を収めた年でもあったことをご存知でしょうか。
初めて、再生可能エネルギー発電は石炭火力発電を上回っただけでなく、最も安価で大規模な、実績あるエネルギー選択肢として確固たる地位を築きました。
企業や環境、社会、ガバナンス（ESG）投資ファンドは、その成長の大部分に拍車をかけました。 再生可能エネルギーがビジネスに適していることを証明するために、企業の電力購入契約（PPA）は急増し、RE100 のような、100% 再生可能エネルギーに切り替えるという企業の公的コミットメントも市場を上回りました。
何がエネルギー源を再生可能にして、なぜそれがそんなに人気があるのか？
再生可能エネルギーとは何か
エネルギーを再生可能にする2つの主要因があります。 まず、容易に補充可能な天然資源から生成されます。 第二に、再生可能エネルギーは、温室効果ガス（GHG）をほとんど排出しません。
多くの人が、再生可能エネルギーは新しいものだと考えています。
「再生可能エネルギーは最も安価なエネルギー・オプションである」
お金はものを言います。 そして、さまざまな資源を活用することで、再生可能エネルギーは、政府の補助金がなくても、しばしば最も安いエネルギーの選択肢であるということが語られています。
国際再生可能エネルギー機関（IRENA）は2020年5月にレポートを発表し、今日市場で最も広く普及し、汎用性が高く、コスト効率のよい太陽光パネル技術である実用規模の太陽光発電、つまり太陽光発電のコストが2010年から82%低下したことを示しました。 同じ期間に、陸上風力と洋上風力のコストはそれぞれ39%と29%低下しました。
つまり、電力セクターの脱炭素化は可能であるばかりでなく、手頃な価格であることが、再生可能エネルギーが化石燃料を置き換える理由を説明しています。 米国エネルギー省によると、2019年の米国のエネルギーミックスに占める再生可能エネルギーの割合は17%以上であり、2000年の9%の割合のほぼ2倍となっています。 保守的な予測では、今後10年後の2030年には30％を超えられるとされています。
市場シェアと成長率でランキングした商用再生可能エネルギー源のトップ5は以下の通り：
- 風力
- 水力
- 太陽光
- 地熱
- 新興&排出ブースター
#1: 風力エネルギー
「まだ、風は手つかずで、利用されていない力であり、おそらく今後なされるであろう最大の発見のひとつは、風を手なずけて利用することだろう。「
– エイブラハム・リンカーン
2019 Wind Powers America Reportにおいて、アメリカ風力エネルギー協会は、風をアメリカの再生可能な無公害エネルギー源のトップと位置づけています。 風力発電には、陸上発電（オクラホマ州の350MW Frontier IIやテキサス州の182MW Marynealなど）、洋上の巨大タワー、商業施設内や施設間に設置された小型タービンなどがある。 エネルギー情報局は、2020年には風力発電が全新電力容量の44%を占め、第1位の発電源になると予測している。
人類が風をエネルギーとして利用するようになったのは、紀元前3000年から1500年の間の最初の帆船までさかのぼることを考えると、風力発電が第1位になるのも不思議ではない。 風力エネルギーは、輸送のための動力として使われるにせよ、揚水や穀物の粉砕、蒸気機関の動力として機械的エネルギーに変換されるにせよ、クリーンで豊富であり、世界中で利用することができるのです。 陸上性能の大幅な向上と洋上風力タワーの巨大化により、現在最大のタービンは高さ722フィート以上、1基で9.5メガワットの電力を発生する。 将来のタービンは、さらに高く、空中を飛ぶことができ、軍事用の凧から、風の弱い環境で機能するマイクロジェネレータ、さらには羽根のないタービンも含まれます。
#2: 水力発電
「水は、正直言って、私が見るたびに新しい驚きの感情を常に呼び起こす現象です」
– Michael Faraday, 1853 最初の電気発明の発明家.
第2位（2020年に風力が上回るまでは第1位）は、生命の源である水と、その代替エネルギーである水力発電です。 全米水力発電協会によると、川や小川、海の潮流など、水の動きによって生み出されるエネルギーは、総発電量の7%を占めています。
水力発電は、地球上で最も古い電源の1つです。 古代ギリシャの農民は、水を利用してタービンを回し、穀物を挽くなどの仕事をこなしていました。 アメリカの産業革命の時代には、水力発電は繊維やその他の機器の生産に必要な機械的エネルギーを提供しました。 1882年、ウィスコンシン州アップルトンに米国初の水力発電所が建設され、製紙工場や複数の家庭の照明に電力を供給した。 米国最大の商業エネルギー保有会社の一つであるデューク・エナジー社（デューク・エナジー・リニューアブル社の親会社）は、1900年に水力発電会社として事業を開始しました。 同社は現在も31の水力発電施設と2つの揚水発電施設を所有、運営しています。
現在、41の州と2つの準州にある2,500のダムから、78ギガワット（GW）の従来型水力発電と22 GWの揚水発電を提供しています。 それに対して、発電していないダムは全国に8万基以上あります。 これらのダムのすべてが発電に適しているわけではありませんが、米国エネルギー省の研究によると、これらのダムのうちわずか100基に発電能力を追加するだけで、最大8GWの新たな再生可能エネルギー容量を追加できる可能性があります。これは約320万世帯に電力を供給し、既存の従来型の水力発電装置の規模を10%増加させるのに十分です。 魚や自然の生態系への悪影響はよく知られており、多くの古いダムは取り壊されることになっています。 しかし、水力発電を蓄電池として利用することで、太陽が出ていないときや、空気が静かなときに風力発電と連動できる可能性があります。 ハイブリッド再生可能エネルギー発電については、リストの5番で詳しく説明しています。
#3: ソーラー
「私は太陽と太陽エネルギーに賭けますね。 なんという動力源なのでしょう。 石油や石炭が枯渇してから取り組むのは勘弁してほしいね。 もっと年数があればよかったのに！」
-トーマス・エジソン
太陽も自然のエネルギー源で、毎秒、世界のエネルギー需要を2時間以上満たすだけのエネルギーを放出しています。 ですから、太陽光発電などの太陽エネルギー発電が、最も急速に成長している商業用再生可能エネルギー資源の1つであることは驚くことではありません。
太陽発電は、太陽が照っている場所ならどこでも機能し、すでに米国の8つの州で電力の5%以上を太陽から得ています。 カリフォルニア州は約19％でトップ、Duke Energy Renewables社が本社を置くノースカロライナ州では、エネルギーの6％が太陽光発電でまかなわれています。 米国の太陽光発電市場は、2021年に300万件、2023年には400万件に達すると予想されています。
太陽の力を利用した発電の歴史は古く、紀元前7年に人類が初めて火をつけるために利用したときにさかのぼります。 1954年、ベル研究所のDaryl Chapin、Calvin Fuller、Gerald Pearsonによって、太陽エネルギーを日常の電気機器を動かすのに十分な電力に変換できる最初のシリコンPVと太陽電池が開発されました。 世界で最も長く稼働している太陽光発電所であるSolar Energy Generating Systems（SEGS）は、1980年代にモハベ砂漠で商業規模の太陽光発電を開始しました。
今日、太陽光発電には、バックパッキングに適した超軽量の携帯用ソーラー充電器から、コロラド州のAmazon最大のソーラー屋上などの大規模ソーラー事業、大学や学校のソーラーからテキサス州の200MW Holstein Solarプロジェクトなどの実用規模のものまで、さまざまなものがあります。 研究者たちは、太陽光発電技術のすべての進歩により、2050年（またはそれ以前）までに、700%のエネルギー生産の向上を達成できると推定しています。
#4 地熱
「古い経済では、エネルギーは何かを燃やすことで生産されていました…」。 新しいエネルギー経済では、風のエネルギー、太陽からのエネルギー、そして地球自体の熱を利用します」
– Lester R. Brown
地熱（地球からの熱）は、商業用再生可能エネルギーのトップリストの 4 番目です。 温水は、地表のさまざまな温度と深さに自然に存在します。 この地下貯留層に1マイル以上の非常に深い井戸を掘り、蒸気を取り出して地表に送り、発電、冷暖房、その他の直接利用など、さまざまな用途に使用することができます。 米国では、地熱貯留層は西部の州に多く存在する。 世界最大の地熱発電所群は、カリフォルニア州北部の地熱フィールド、ザ・ガイザーズにあり、再生水も追加水源として使用しています。
イタリアのトスカーナ州にある最初の地熱発電所は1904年に操業を開始しました。 イタリアのトスカーナ地方にある最初の地熱発電所は1904年に操業を開始したが、発電量はわずか10キロワットで、電球5個分に相当する。 地熱発電は燃料を必要としないため、燃料費の変動に左右されないことが大きな特徴である。 しかし、掘削費用を中心とした資本コストは高くなりがちである。
地熱の未来は、その副産物、特に貴重な鉱物であるリチウムにあるのかもしれません。 リチウムは、蓄電システムや電気自動車に使われる大型バッテリー技術に不可欠な成分である。 カリフォルニア州は、この希少な鉱物の新しい供給源を作るため、既存の地熱発電から収益性が高く、排出のない副産物を作り出すリチウム抽出プロジェクトに融資しています。
#5 新興の再生可能エネルギー& 排出削減
「宇宙の秘密を知りたいなら、エネルギー、周波数、振動で考えなさい」
-ニコラ・テスラ
第5位は、新興再生可能エネルギー技術や、それ自体では厳密にエネルギーを発生しない革新的技術が含まれています。 他の再生可能エネルギー資源を補強するものです。
Renewable Energy boosters include:
- Energy Storage – ある時点で生産されたエネルギーを捕らえ、別の時点で使用するために貯蔵することにより、エネルギー貯蔵は、新しいエネルギー源が無駄にならないことを保証する重要な手段として考えられています（例…再生可能なエネルギー資源が無駄にならないことを保証するための方法）。 また、エネルギー源が生産されていない時（例えば、ソーラーパネルが太陽からのエネルギーを吸収していない夜間）にも利用可能である。） バッテリーエネルギー貯蔵システム（BESS）は、最も急速に普及し、最も広く導入されているエネルギー貯蔵システムであり、太陽光発電や風力発電プロジェクトと組み合わせることで、エネルギーの回復力を高め、大幅なコスト削減を実現することができます。 例：36MWのNotrees Battery Storage Projectは、風力発電所における米国最大の蓄電池プロジェクトです。 その他のエネルギー貯蔵システムとしては、揚水発電（PSH）と重力エネルギー貯蔵があり、これは急速に出現している機械システムで、将来はもっと多く見られるようになるでしょう。
- 燃料電池とグリーン水素 – 燃料電池は電池のように動作しますが、消耗したり充電したりする必要はありません。 燃料が供給される限り、電気と熱を作り出します。 現在、その燃料は、化石燃料を使って水の電気分解で作られた水素が一般的です。 グリーン水素は、同じ電気分解でも、風力や太陽光を燃料とするもので、ノーエミッションを実現するための燃料源である。 9040>
- エネルギー効率 – 建物、自動車、および機器がすべてより効率的になるにつれて、使用するエネルギーや生産する必要のあるエネルギーは少なくなります。 使用するエネルギーが少なければ、発電の必要性も少なくなる。 高いレベルのエネルギー効率を保証することは、あらゆるエネルギー生成源の必要性を低下させる。
- 電化-これは、機械またはシステムを電力に変換することである。 建物の冷暖房から自動車、バス、トラック、船舶、航空機に至るまで、電化はエネルギー需要をよりクリーンなエネルギー源に転換し、ネットゼロ・エミッションをより早く達成するのに役立つ。 エネルギーの未来は、自動車の脱炭素化と電動化であると多くの人が指摘しています。
注目すべき新たな再生可能エネルギー技術として、
- 潮流エネルギー – 海の干満から得られる再生可能な電力源。 最も単純な方法では、海面下にあるタービンが潮の満ち引きに応じて回転し、電力を生産して、海底ケーブルで海岸線に送り返します。 また、潮流エネルギーは、河川を横断するように設置された大きな構造物（通常は河口付近で海に接する）、いわゆる堰（せき）によっても生産される。 しかし、海や海岸の生態系への影響を抑える方法がまだ確立されておらず、コストも高いため、米国には実用規模の潮力発電設備は存在しない。
- バイオガス – バイオガスは、動物や植物の廃棄物を嫌気性細菌が分解することによって生成されます。 これは、バイオマス/バイオ燃料とは異なります。木材やサトウキビなどの燃料は再生するので再生可能と呼ぶ人もいますが、現在は「高排出」燃料源とみなされているので、このリストからは除外されています。 バクテリアは好き嫌いがない。 これらの微生物は、農業廃棄物、糞尿、都市ごみ、下水、生ごみ、生ゴミを食い荒らす。 その結果得られるバイオガスは、天然ガスとも呼ばれるメタンであり、これを燃焼または燃焼させて電気を発生させる。 例えば、デューク・エナジー社は、同社のサービス地域内の酪農家と協力して、糞尿から発生するメタンを天然ガスパイプラインで発電施設に送り込んでいる。
- 放射エネルギー – 波動、特に電磁波の動き（例：磁石＋動き）で伝わるエネルギーとして、この自然エネルギー形態は、環境から直接集めることも、分画という方法で通常の電気から抽出することも可能です。 放射エネルギーを利用した初期の無線電話は、1916年にニコラ・テスラによって発明された。 現在では、通常の電気料金の99％を放射エネルギーでまかなうことができる。 放射エネルギーを利用した自走式デバイスのパイロット版は多数ある。 発電所は必要ない。 究極の再生可能エネルギーは、装置そのものの中で起こるものなのです。 9040>
- 未来の再生可能エネルギー-世界中の研究所で、多くの革新的な技術が研究されています。 空気からの燃料や、太陽電池の容量の飛躍的な向上など、非常に有望なものもあります。
Which renewable energy source is best for you?
Even in uncertain times, the demand for clean energy continues to grow. 本当に素晴らしいニュースは、過去10年間で、再生可能エネルギーの革新が、非常に手頃な価格で、ますます信頼性が高くなり、幅広い人々が一般的に利用できるようになったことで、「代替エネルギー」のカテゴリーから主流へと踏み出したということです。 2020年時点の再生可能エネルギーのトップが何だったのか、2030年のリストと比較してみるのも楽しいかもしれませんね。
Duke Energy Renewablesについて
再生可能エネルギーの主な種類を含む再生可能エネルギーの基本を学ぶことは、あなたのビジネスのための持続可能なエネルギーソリューションを開発するためのステップです。 このような状況下において、当社では、お客様を省エネ、エネルギー自立に導く専門家として、お役に立ちたいと考えております
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