従来のエネルギーに変わる新エネルギー

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新エネルギーとは

 新エネルギー(しんエネルギー)は、主に日本で使用される用語で、有限な化石燃料に代わる再生可能エネルギーを指します。

日本では、新エネルギーの利用を促進するために特別措置法(新エネルギー法)が制定され、政令によって具体的なエネルギー源が指定されています。具体的には、バイオマス、太陽熱利用、雪氷熱利用、地熱発電、風力発電、太陽光発電などが新エネルギーに該当します。

なお、この概念は日本に特有なものであり、国際的には代替エネルギー(alternative energy)という概念に近いものです。代替エネルギーは、従来の化石燃料に依存せず、環境にやさしいエネルギー源を指す広い概念として世界的に使用されています。


 我が国は資源に乏しいため、エネルギー供給の大部分(約80%以上)を石油、石炭、天然ガスなどの化石燃料に依存しており、その多くを海外からの輸入に頼っています。特に東日本大震災後は、エネルギー自給率が10%を下回り、エネルギーの安定供給において課題があります。この点から見ても、再生可能エネルギーは重要な役割を果たし、エネルギー自給率の向上に寄与することができます。

再生可能エネルギーは、国内で生産可能なエネルギー源であり、その利用は地産地消につながります。これによって、エネルギー供給の多様化や国内のエネルギー自給率の向上が期待できます。また、再生可能エネルギーは環境に対する負荷も少なく、地球温暖化や環境破壊の抑制にも寄与します。

したがって、我が国では再生可能エネルギーの積極的な導入と開発が求められており、エネルギーの安定供給を確保する上で重要な取り組みとなっています。

新エネルギーの種類

新エネルギーは、一般的に「燃料分野」「熱利用分野」「発電分野」という3つの大きなカテゴリに分類されます。

日本では、「新エネルギー利用等の促進に関する特別措置法施行令」第一条によって、具体的な新エネルギーの種類が以下の10個で定められています。

1. バイオマス(動植物に由来する有機物)を原材料とする燃料製造
2. バイオマス(動植物に由来する有機物)熱利用
3. 太陽熱利用
4. 河川水などを熱源とする温度差熱利用
5. 雪氷熱利用
6. バイオマス(動植物に由来する有機物)発電
7. 地熱発電(バイナリー発電)
8. 風力発電
9. 水力発電
10. 太陽光発電

1. バイオマス(動植物に由来する有機物)を原材料とする燃料製造

バイオマスは、動植物などから得られる生物資源の総称であり、これらの資源から生成される燃料をバイオマス燃料と呼びます。

バイオマス燃料には、いくつかの種類が存在します。まず、固体燃料としては、ペレットなどがあります。これらはバイオマス由来の有機物を圧縮したもので、燃焼によってエネルギーを供給します。

また、液体燃料としては、バイオエタノールやBDF(バイオディーゼル燃料)が挙げられます。バイオエタノールは、穀物やサトウキビなどの植物由来の糖分を発酵させて得られるエタノール燃料であり、BDFは植物油や動物脂肪などを化学反応させて得られる燃料です。

2. バイオマス(動植物に由来する有機物)熱利用

バイオマスからは気体燃料も生成することができます。バイオガスと呼ばれるもので、有機物の分解によって生成されるメタンや二酸化炭素などの混合ガスです。バイオガスは燃焼させることで熱や電力を供給することができます。

バイオマス燃料は再生可能なエネルギー源であり、化石燃料に比べて環境への負荷が低く、二酸化炭素の排出量を削減することができます。そのため、持続可能なエネルギー供給や温室効果ガスの削減に貢献する重要なエネルギー源として注目されています。

3. 太陽熱利用

太陽熱利用システムは、太陽の熱エネルギーを集熱器(パネル)によって収集し、給湯や暖房などの用途に利用するシステムです。

このシステムは、効率的な熱交換によって太陽エネルギーを利用するため、比較的小さな面積の集熱器(パネル)でも、ガスや電気の使用量を削減することができます。そのため、屋根面積が限られている住宅でも利用することが可能です。

太陽熱利用システムは、給湯や暖房などの熱需要を満たすために使用されます。集熱器が太陽光を吸収し、それを伝熱媒体によって熱交換し、水を温めたり空気を暖めたりすることができます。このようなシステムを導入することで、家庭や建物のエネルギー使用量を削減し、持続可能な暖房や給湯の実現に貢献します。

4. 河川水などを熱源とする温度差熱利用

地下水、河川水、下水などの水源を利用した熱エネルギーです。 夏季には水温が比較的低く、冬季には水温が比較的高い傾向にあります。 このような水の持つ熱エネルギーを、ヒートポンプを使用して利用する技術があります。これを温度差熱利用と呼びます。 温度差熱利用は、冷暖房などの需要に応じて地域の熱供給源として、全国的に広まっています。

温度差熱利用は、水源熱ポンプと呼ばれる装置を使用して行われます。この装置は、水を循環させながら、水中の熱をヒートポンプによって抽出します。夏季には冷却目的で水中の熱を吸収し、冬季には暖房目的で水中の熱を放出することで、建物や地域の冷暖房需要を満たします。

また、水源を活用するため、地域の水循環にも配慮したエネルギーシステムとして注目されています。全国的に普及が進んでおり、さまざまな建物や地域で採用されています。

5. 雪氷熱利用

冬季に降った雪や、冷たい外気を利用して凍らせた氷を保存し、冷房や冷熱が必要な時季に活用する技術です。

このシステムでは、寒冷地の気象条件を活かし、雪や冷たい外気を利用して氷を形成します。形成された氷は保管され、冷房や冷熱が必要となる時に使用されます。このようなシステムは寒冷地に限定されることがありますが、資源が豊富に存在するため、注目を浴びている取り組みです。

具体的には、冬季に雪や外気を利用して氷を作り、それを蓄熱材や保冷材として活用します。夏季や需要がある時には、氷を溶かし、冷房や冷熱の需要を満たします。このようなシステムは、エネルギーの効率的な利用や省エネルギー効果をもたらし、持続可能なエネルギー供給に貢献します。

ただし、この技術は寒冷地の気候条件に依存するため、利用地域が限られることがあります。しかし、寒冷地では雪や冷たい外気が豊富に存在するため、資源の有効活用が可能です。このような環境では、雪や氷を利用した冷房や冷熱供給システムは注目されています。

6. バイオマス(動植物に由来する有機物)発電

バイオマスは、動植物などから生まれた生物資源の総称です。バイオマス発電は、この生物資源を「直接燃焼」や「ガス化」などの方法で利用し、電力を発電する技術です。
現在、技術の進歩により、多様な生物資源が有効に活用され、持続可能なエネルギー供給に貢献しています。

バイオマス発電は再生可能エネルギーの一形態として注目され、農業や林業の副産物、廃棄物、エネルギーキャンプなど、さまざまな原料が利用されています。このようなバイオマスの利用は、二酸化炭素の排出量を削減し、循環型社会の実現にも寄与しています。

7. 地熱発電(バイナリー発電)

日本は火山帯に位置しているため、地熱利用が戦後早くから注目を集めてきました。地熱発電所は本格的に運転を開始したのは1966年であり、現在では東北地方や九州地方を中心に展開されています。

地熱発電の総発電量はまだ少ないですが、安定して電力を供給できる純国産エネルギーとして大きな注目を浴びています。地熱は持続可能なエネルギー源であり、二酸化炭素の排出量を削減するため、地球温暖化対策にも有望です。日本の地熱資源は豊富であり、今後さらなる地熱発電の拡大が期待されています。

8. 風力発電

風力発電は、風のエネルギーを電気エネルギーに変換する技術です。日本では欧米諸国に比べて導入が遅れていましたが、2000年以降、導入件数が急速に増加しました。2016年度末までには2,203基の風力発電設備が稼働し、累積設備容量は335.7万kWにまで増加しました。
これにより、風力発電は日本国内でも重要な再生可能エネルギーの一つとして認識されるようになりました。

9. 水力発電

日本は豊かな水資源に恵まれており、古くから水力発電の利用が盛んであり、国内で重要なエネルギー源となっています。一般的に水力発電と言えば大規模なダムを思い浮かべますが、近年では中小水力発電の建設が活発化しています。中小水力発電は様々な規模で展開されており、河川の流水を利用するだけでなく、農業用水や上下水道などの水源を活用することもあります。
大規模な水力発電所と比べると、まだまだ開発の余地があり、未開発のポテンシャルが多く残されています。今後さらなる中小水力発電の開発が期待されています。

10. 太陽光発電

太陽光発電は、太陽の光エネルギーを太陽電池(半導体素子)によって直接電気に変換する発電方法であり、シリコン半導体などに光が当たると電気が発生する現象を利用しています。
日本では太陽光発電の導入量が近年着実に増加し、2016年度末の累積導入量は3,910万kWに達しました。太陽光発電の導入実績では、中国やドイツと並んで世界をリードしています。

まとめ

自然環境を活かした新エネルギーは、社会の維持と発展に不可欠な重要な電源です。私たちは課題に対して着実に取り組み、主力電源化への道を着実に進めることが重要です。

持続可能なエネルギーの普及や技術の進歩により、新エネルギーはますます重要性を増しています。
私たちは新エネルギーの導入を進め、環境への負荷を軽減しながらエネルギーの供給を確保する取り組みを続ける必要があります。主力電源化への道はまだ道のりが長いかもしれませんが、一歩ずつ前進し、持続可能な未来を実現するために努力を続けることが大切です。

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