再生可能エネルギーは本当に世界を動かせるのか?

ラジャスタン州タール砂漠の、パキスタン国境からおよそ200キロメートル離れた平坦で石ころだらけの平原に、約1000万枚の太陽光パネルが鋼鉄のフレームにボルト留めされ、およそ56平方キロメートルの土地に広がる集電ボックスへと配線されている。これがバドラ・ソーラーパークで、2018年から2020年にかけて段階的に運転を開始し、フル出力時には約2250メガワットの定格容量に達する。これは余裕をもって、地球上で最大級の単一太陽光施設のひとつである。その注目すべき点は規模だけではなく、その平凡さにもある。今や世界は、数日ごとにバドラ1つ分に相当する規模を建設しているのだ。

そのペースは、一見単純だが実は厳密に計算可能な答えを持つ問いを突きつける。再生可能エネルギーは本当に世界を動かせるのか。スローガンの意味でではなく、地理学者が意味するであろう形で。すなわち、実際に設置された容量、電力1単位あたりの実際のコスト、実際の土地、そして太陽が照り風が吹くときにしか太陽と風から電力を取り出せないという厄介な物理法則とともに、である。誠実な答えにはいくつかの道具が必要だが、それらをいったん手にすれば、クリーンエネルギーをめぐるほぼどんな見出しも読み解けるようになる。

再生可能エネルギーがすでに到達した規模

すでにどれだけ建設されてきたかから始めるとよい。なぜなら、その数字はほとんどの人が想像するよりも大きいからだ。2024年末時点で、世界の再生可能エネルギーの設置容量は4.1テラワットを超えた。太陽光発電が約1560ギガワットで先頭を走り、水力発電はおよそ1410ギガワット、風力は約1020ギガワットで、そのうち洋上風力が約75ギガワットを占めていた。新規建設の年間の流れは、累積以上に多くを物語る。2024年単年だけでも、新規導入の主役は約450ギガワットの太陽光で、風力は約115ギガワットと大きく離された2位だった。

これを実感するために言えば、単年で導入された450ギガワットの太陽光は、バドラの容量の200倍にあたる。20年前には世界の電力網にほとんど痕跡を残さなかった技術が、今やどんな形であれ、どの年であれ、世界のどこに設置されるものの中で最大の新規発電容量の供給源になっているのだ。これが、残りの議論が行われる前提となる背景である。再生可能エネルギーはもはやニッチでも試験運用でもない。それは、世界が新たな電力を建設するときに当たり前に建設するものなのだ。

なぜその建設はそこに行き着くのか

地理学者の最初の本能は、どれだけかではなく、どこかを問うことであり、世界の巨大な太陽光発電所の立地は決して無作為ではない。事業規模の太陽光は、4つの特徴を共有する場所に集中する。平坦な土地、高い日射量(1平方メートルあたりに届く太陽エネルギーの量)、土地が安く競合の少ない低い人口密度、そして人々が実際に暮らす場所まで電力を運ぶための開発可能な送電回廊である。バドラはこの4つすべてを備えており、まさにそれゆえに、都市に近くて便利などこかではなく、タール砂漠に位置しているのだ。

同じ論理が、大規模太陽光の世界地図を一目で説明する。ラジャスタン、アメリカ南西部のモハーベ砂漠、チリのアタカマ、サウジアラビア北西部のタブーク高原が地球最大級の太陽光発電所を抱えている一方で、曇りがちなハンブルクや熱帯雨林に覆われたマナウスはそうではない。それらの都市がどれほどクリーンな電力を望もうとも、である。地理は再生可能エネルギーの運命を決定づけるわけではないが、その条件を定める。強く安定した日射と、空いていて建設可能な土地を持つ場所は、いかなる政策をもってしても他所では完全には作り出せない構造的な優位を持つ。これこそが、エネルギー転換の多くが、技術の下層において、特定の景観をめぐる物語である理由なのだ。

4つの柱と、すべてを変えたコスト

再生可能電力は、それぞれに固有の物理、地理、規模、コストを持つ4つの確立された技術の柱の上に成り立っている。太陽光発電は、可動部なしに光子を直接電流に変換する。風力タービンは、動く空気の運動エネルギーを取り出す。水力発電はダムの背後にたたえられた水の位置エネルギーを変換し、1930年代の大型ダム以来、再生可能電力の基盤であり続けてきた。地熱は地球内部から立ち上る安定した熱流を利用し、アイスランドやアメリカ西部のような場所で、小さいが持続的な発電の割合を支えている。太陽光が新規建設を率い、風力はそのすぐ後ろに付け、水力は古くからの基盤であり、貯蔵はこの10年の残りが建設しなければならない欠けた部品である。

これらの技術を、価値ある実験から史上最も安い電力へと変えたものは、ひとつの指標に集約される。すなわち均等化発電原価、つまりLCOEだ。LCOEは、それを建設するための資本、運転と保守のコスト、そして燃焼するあらゆる燃料を含めて、資産の全寿命にわたって平均した、メガワット時あたりの発電コストである。投資銀行ラザードが業界標準となる年次推計を公表しており、その2024年版の更新は印象的だ。補助金なしの事業規模太陽光はメガワット時あたり29ドルから92ドル、陸上風力は27ドルから73ドルで収まる。どちらも、ラザードが45ドルから108ドルとする新規のコンバインドサイクル天然ガスを大きく下回る。2020年代の再生可能エネルギーについての決定的な事実は、良い立地で補助金なしであれば、それらが端的に利用可能な最も安い新規電力である、ということだ。

なぜ1メガワットは1メガワット時ではないのか

ここが、エネルギーニュースの軽い読み方のほとんどが間違える場所であり、地理学者が懐疑的でいる資格を得る場所である。再生可能エネルギーの建設について最も根強い誤解は、1メガワットの設置済み太陽光容量が連続して1メガワットの電力を届け、それゆえ1年間で8760メガワット時(1年は8760時間を含むため)を生み出す、というものだ。それは違うし、その差は途方もなく重要である。

設置容量と届けられるエネルギーとの橋渡しをするのは、設備利用率と呼ばれる量だ。これは、ある発電所が1年間に実際に届けるエネルギーと、もしその全期間フル稼働したと仮定したときに理論上届けられる最大値との比率である。フルの8760メガワット時を生み出す1メガワットの発電所は設備利用率100パーセントになるが、現実のものはどれもそこに届かない。太陽光は約22パーセントで稼働する。なぜなら太陽は毎晩沈み、日中も雲が通り過ぎるからだ。陸上風力はおよそ35パーセント、水力は約40パーセント、そして連続稼働するよう設計された原子力は約92パーセントに達する。だから、典型的な1メガワットの事業規模太陽光発電所は、年間8760メガワット時を生み出すわけではない。太陽が単に常に照っているわけではないため、それは1927メガワット時に近い量を生み出すのだ。

このひとつの補正が、あらゆる比較を作り変える。ある国が1ギガワットの太陽光と1ギガワットの原子力を設置したと読んだとき、それは等しい量の電力を追加したと知ったことにはならない。約92パーセントで稼働する原子力発電所は、約22パーセントで稼働する太陽光発電所のおよそ4倍の年間エネルギーを届ける。これらはどれも太陽光を悪い投資にするものではない。なぜならコストの数字はすでにそれを織り込んでいるからだ。しかしそれは、もしあなたが気にかけているのが届けられる電力であるなら、設置メガワットを数える見出しは間違ったものを数えている、ということを意味する。設備利用率は、誤解を招く数字を誠実な数字へと変える、欠けた部品なのである。

この10年が解かねばならない貯蔵の問題

設備利用率は、再生可能エネルギーが直面する最も深い課題を浮き彫りにする。それはコストでも地理でもなく、タイミングだ。再生可能電力は間欠的である。太陽光は太陽が出ているときにしか生み出さず、風力は空気が動いているときにしか生み出さない。それでいて電力網は、1秒ごとに供給と需要を均衡させなければならない。なぜなら電力は、生み出された瞬間に消費されるからだ。したがって、ほとんどを再生可能エネルギーで運営する電力網は、太陽が高く風が強いときにエネルギーを置いておく場所と、そうでないときにそこから引き出す場所とを必要とする。その場所こそが貯蔵であり、それは完全に再生可能な電力網が回転する蝶番である。

この重みのほとんどを2つの技術が担う。揚水発電は、電力が豊富なときに水を丘の上の貯水池へと押し上げ、電力が乏しいときにタービンを通して放出するもので、依然として大差をつけて地球上で最大の貯蔵エネルギー資源であり続けている。急成長する新顔は、ラップトップや電気自動車と同じ化学組成を電力網規模に拡大したリチウムイオン電池だ。ラザードの2024年の数字は、4時間の事業規模電池システムの均等化コストをメガワット時あたり170ドルから296ドルとしており、それを充電する太陽光や風力のコストを大きく上回る。その上乗せ分こそが間欠性の本当の代償であり、それゆえ貯蔵は2020年代の残りが建設しなければならない部品なのだ。発電の問題はおおむね解決されている。その発電がいつ利用可能かという問いは、そうではない。

土地、鉱物、そして建設の集中

テラワット規模での建設は、誠実に名指しする価値のあるさらに2つの形で物理的な世界にぶつかる。1つ目は土地だ。1ギガワットの太陽光発電にはおよそ5から10平方キロメートルの地面が必要であり、それはどこかから捻出されねばならない実際の占有面積で、砂漠がこれほど魅力的である理由の一部となっている。1ギガワットの陸上風力はさらに多くの総面積を必要とするが、決定的な違いがある。タービンが占めるのはわずかな占有面積だけなので、その下の土地は農業用途のまま、基部の周りで作物や家畜を育てることができるのだ。2つ目の制約は鉱物である。どちらの技術も、重要鉱物のサプライチェーンに依存している。とりわけ、その出力を貯蔵する電池のためのリチウムと、風力タービンの内部に収まるレアアース磁石のためのものだ。エネルギー転換は、ある部分では採掘の物語であり、それらの鉱山の地理はそれ自体がひとつの主題である。

これらの制約は、建設がなぜこれほど地理的に集中しているのかを説明する助けになる。中国だけで2024年末時点で約887ギガワットの太陽光と520ギガワットの風力を保有しており、製造と設置の両面を、他のどこの価格や政治をも形づくるほどの度合いで支配している。エネルギー転換はその野心において世界規模だが、その実行においては偏っており、単一の国の産業基盤に大きく依存している。その集中は、本物の脆弱性であると同時に本物の効率性の源でもあり、どちらがより重要かについては良識ある人々の意見が分かれる。

重要なポイント

では、再生可能エネルギーは世界を動かせるのか。誠実な答えは、その構成要素は本物でおおむね手頃だが、計算は注意深く行わねばならない、というものだ。2024年末までに、太陽光発電は世界全体で約1560ギガワットの設置容量に達し、風力は約1020ギガワット、水力は約1410ギガワットとなり、太陽光は単年でおよそ450ギガワットを追加し、再生可能エネルギー全体は4.1テラワットを超えた。ラザードの2024年の均等化コストの数字は、補助金なしの事業用太陽光をメガワット時あたり29ドルから92ドル、陸上風力を27ドルから73ドルとしており、どちらも新規のコンバインドサイクルガスを余裕をもって下回る。だからこそ再生可能エネルギーは今や、補助金頼みの贅沢品ではなく当たり前の新規建設なのだ。落とし穴はコストではなくタイミングにある。設備利用率(太陽光で約22パーセント、風力で35パーセント、水力で40パーセント、原子力で92パーセント)は、設置メガワットと届けられるメガワット時とを結ぶ不可欠な橋渡しであり、それゆえ1メガワットの太陽光発電所は、素朴な8760メガワット時ではなく年間およそ1927メガワット時を生み出し、間欠性は高価な貯蔵の建設を強いる(事業用電池はメガワット時あたり170ドルから296ドル、世界の揚水発電とともに)。これに土地の占有面積、リチウムとレアアースへの依存、そして中国の圧倒的な887ギガワットの太陽光と520ギガワットの風力を加えれば、再生可能エネルギーの見出しを地理学者のように読むために必要なものがすべてそろう。すなわちそれは、特定の場所、特定の技術、特定の届けられる電力、そして特定の統合コストをめぐる問いであり、そこではトレードオフが本物でありながら、決定的なことに、計算可能なのである。