商業用再生可能エネルギー源トップ5

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でした。 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、最も安価で規模が大きく、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。
企業および環境、社会、ガバナンス（ESG）投資ファンドがその成長の多くを促進させたのです。 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、なぜそんなに人気があるのでしょうか？

再生可能エネルギーとは何でしょうか

エネルギーを再生可能とする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ることです。 第二に、再生可能エネルギーは、温室効果ガス（GHGs）をほとんど、あるいはまったく排出しません。 実際には、薪で料理をしたり、風の力で新しい場所に航海したり、水車で最初の工場を動かす方法を学んで以来、人類は自然資源から得られる力に頼ってきました。

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

金はものを言う。 国際再生可能エネルギー機関（IRENA）は2020年5月に報告書を発表し、現在市場で最も広く普及し、汎用性が高く、費用対効果の高い太陽光パネル技術である実用規模の太陽光発電のコストが、2010年以降82％減少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年間で、2030年には30％を超えるとされています。
市場シェアと成長率でランク付け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：

1. 風力
2. 水力
3. 太陽光
4. 地熱
5. 新興&排出量ブースター

#1． 風力エネルギー

「まだ、風は飼いなら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、風を飼いならして利用することであろう。「
-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
風力エネルギーは、41州および2準州で稼働する約6万の大規模風車により、アメリカ全体の電力の7%を提供しています–あなたの近くでどこで発電しているかは、アメリカの風車地図をチェックしてください。 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。 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年にかけて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ます。 陸上での性能向上と洋上での巨大な風力タワーの建設により、現在、最大の風車は高さ722フィート以上、1基あたり9.5MWの電力を発生させている。 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まであるかもしれません。

#2: 水力発電

「水は私にとって、正直、見るたびに新しい驚きの感情を絶えず呼び起こす現象です」
-マイケル・ファラデー (1853) 最初の電気発電機を発明した人。
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力源の1つです。 古代ギリシャの農民は、水を動かしてタービンを回し、穀物を挽くなどの作業を行いました。 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、780GW（従来型）の水力発電と2,200GW（揚水型蓄電）の水力発電を提供しています。 一方、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ることが示されています。 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、太陽が出ていない時間帯や、空気が静かな時間帯に太陽や風と連動させることができるようになりました。 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。 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、米国の8つの州ではすでに電力の5%以上を太陽エネルギーで生み出しています。 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灯すために利用したと言われています。 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シリコンPVと太陽電池が初めて開発された。 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最大のソーラールーフトップ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プロジェクトまでさまざまなものがあります。 研究者たちは、ソーラー技術のあらゆる進歩により、2050年（またはそれ以前）には、エネルギー生産が700％向上す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によって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、そして地球そのものからの熱を利用します」
– Lester R. Brown
地熱エネルギー（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であるザ・ガイザーズにあり、再生水も追加水源として利用している。
イタリアのトスカーナ州にある最初の地熱発電所は1904年に運転を開始した。 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、その発電量はわずか10キロワットで、電球5個分の電力に相当するものだった。 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す。 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資金を提供しているのです。

#5 新興の再生可能エネルギー& 排出削減

「宇宙の秘密を見つけたいなら、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、新しい再生可能エネルギー技術や、それ自体が厳密にエネルギーを発生しない技術革新が挙げられました。 他の再生可能エネルギー資源を補強するものです。 ブースター」は、風力や太陽光などの再生可能エネルギーの断続性を克服し、コストと排出量を削減するものです。

再生可能エネルギー ブースターには以下が含まれます。 また、エネルギー源が生産されていないとき（例えば、太陽電池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）や重力エネルギー貯蔵があり、これは急速に台頭しつつある機械システムで、将来的にはもっと多く見られるようになるでしょう。 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のプロセス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。 燃料電池は、現場でベースロード電力を供給するために使用されます。

エネルギー効率 – 建物、自動車、および装置すべてがより効率的になると、使用するエネルギーや生産する必要のあるエネルギーが少なくなります。 使用するエネルギーが少なければ少ないほど、発電の必要性も高まる。 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ために役立つ。 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には、次のようなものがあります：

• 潮力エネルギー – 海の干満から得られる再生可能な電力源です。 最もシンプルな方法は、海面下にあるタービンを潮の満ち引きに合わせて回転させ、電力を生産し、海底ケーブルで海岸線に送り返すものです。 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。 9059>
• Future Renewables – 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。 空気から燃料を作るものや、太陽電池の容量を飛躍的に向上させるものなど、非常に有望と思われるものもあります。

どの再生可能エネルギー源が、電力需要のある世界に必要な規模、安全性、信頼性を達成するかはまだわかりません。

不確実な時代にあっても、クリーン エネルギーへの需要は増え続けています。 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。 2030年のランキングと2020年のランキングを比べてみるのも楽しいかもしれません。 その時は、ぜひ更新をお願いします！

デューク・エナジー・リニューアブルズについて

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、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開発のステップ1である。

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