再生可能エネルギーを一覧で紹介！基礎知識から取り入れるメリット・デメリットまで解説

脱炭素社会やSDGsなどが取り沙汰されている昨今、こうした点を意識して企業経営を行っていくことが、信頼性やブランドイメージを高めるためには重要です。

一口に再生可能エネルギーといってもその種類はさまざまで、仕組みや特徴は大きく異なります。活用するに当たっては、再生可能エネルギーの概要や特徴を理解しておくことが重要です。

そこで本記事では、再生可能エネルギーの概要や取り入れるメリット・デメリットを解説します。それぞれの再生可能エネルギーの仕組みや特徴も詳しく解説するので、ぜひ参考にしてください。

再生可能エネルギーとは？

再生可能エネルギーとは、太陽光や風力、水力など自然界に存在するエネルギーの総称です。石油・石炭・天然ガスなどの化石燃料と異なり、枯渇しない点や二酸化炭素の排出量が少ない点が特徴です。

詳しくは後述しますが、再生可能エネルギーを利用した代表的な発電方法には以下が挙げられます。

• 太陽光発電
• 風力発電
• 水力発電
• バイオマス発電
• 地熱発電
• 太陽熱利用
• 雪氷熱利用
• 温度差熱利用
• 地中熱利用

再生可能エネルギーは環境に配慮した経営ができる、エネルギーの自給率を高められるなどのメリットがあります。エネルギー資源が乏しい日本では特に注目されており、年々再生可能エネルギーの電源構成比率は高まっています。

一方で、発電が安定せず安定供給が難しく、設置場所が限られる点などが課題です。

企業に再生可能エネルギーを取り入れるメリット

企業が再生可能エネルギーを取り入れるメリットには「環境に配慮した経営ができる」「エネルギーの自給率を上げられる」などが挙げられます。それぞれ詳しく見ていきましょう。

環境に配慮した経営ができる

再生可能エネルギーは化石燃料に依存しない発電が可能であり、二酸化炭素や有害物質の排出を抑えられます。こうした特徴のある再生可能エネルギーを取り入れると、環境に配慮した経営が可能です。

環境に配慮した経営を意識することには、以下の利点があります。

• ブランドイメージの向上
• 消費者・投資家・ステークホルダーからの信頼性アップ
• ビジネスチャンスの拡大

まず挙げられるのが、ブランドイメージの向上効果です。環境問題が深刻化し、CSR（Corporate Social Responsibility：企業の社会的責任）の重要性も叫ばれる現代では、環境経営はブランドイメージを高めてくれる効果に期待できます。

また、消費者・投資家・ステークホルダーからの信頼性も高まります。特にESG（Environment・Social・Governance）投資の指標では「どれだけ環境に配慮しているか」も重要な評価項目です。

さらに、ビジネスチャンスが拡大する可能性も秘めています。ユーザーの環境への意識は高まっており、環境に配慮した製品・サービスの市場も広がりつつあるためです。

エネルギーの自給率を上げられる

再生可能エネルギーのメリットの一つに、エネルギー自給率を上げられる点もあります。

日本のようにエネルギー資源が乏しい国では、資源の大半を海外輸入に依存しているのが現状です。このような状況の場合、資源国や国際情勢の影響を受けやすく、急激なエネルギー価格の高騰や供給の断絶により、エネルギーの安定供給が維持できなくなる可能性があります。

再生可能エネルギーの場合、その場にある太陽光や風力、水力、バイオマス、地熱などの自然由来のエネルギーを利用します。エネルギーの自給率が高まると、燃料価格や国際情勢に影響を受けにくくなるため、エネルギーの安定供給が可能です。

企業に再生可能エネルギーを取り入れるデメリット

再生可能エネルギーには、先述したメリットだけでなく以下のようなデメリットもあることを把握しておく必要があります。

• 発電が安定せず、安定供給が難しい
• 設置場所が限られる
• 景観や環境破壊、その他のトラブルにつながる

まず挙げられるデメリットが、発電が安定せず電力の安定供給が難しいことです。例えば、太陽光発電や風力発電は天候や季節に、バイオマス発電は素材の質に影響されます。

また、設置場所が限られる点もデメリットの一つです。再生可能エネルギーを利用した発電には、膨大な土地と設備が必要であり、国土面積の狭い日本ではどこにでも設置できるわけではありません。

大規模な土地が必要になるということは、それだけその土地の景観が損なわれる他、環境破壊につながる可能性があります。加えて、風力発電の騒音問題や生態系への悪影響なども懸念されています。

再生可能エネルギー一覧

再生可能エネルギーの一覧とそれぞれの特徴は、以下の表の通りです。

名称	概要	メリット	デメリット
太陽光発電	太陽の光エネルギーを利用する	太陽光とソーラーパネルがあればどこでも発電できる	●設置コストがかかる ●発電効率が天候に左右される
風力発電	風の運動エネルギーを利用する	発電効率が高くコストパフォーマンスに優れている	●風がないと発電できない ●景観が損なわれる ●騒音が発生する
水力発電	水の運動エネルギー・位置エネルギーを利用する	天候の影響を受けにくく、安定した電力供給が可能となる	●ダム建設にはコストと時間がかかる ●降水量や地理的条件の影響を受けやすい
バイオマス発電	生物由来のエネルギーを利用する	カーボンニュートラルを実現できる	●発電コストが高い ●素材の質に発電効率が影響される
地熱発電	地球内部の熱エネルギーを利用する	天候や季節に左右されずにエネルギーを供給できる	地理的制約を受ける
太陽熱利用	太陽の熱エネルギーを利用する	●太陽光発電よりも低コストで発電できる ●蓄熱により夜間でも発電できる	●広大な土地が必要となる ●日当たりの良い場所でないと発電効率が悪くなる
雪氷熱利用	雪や氷の持つ低温エネルギーを利用する	雪や氷を冷蔵庫や冷蔵に活用できる	豪雪地帯や寒冷地域でないと利用できない
温度差熱利用	異なる温度間に生じる熱エネルギーを利用する	物理法則を利用するので、環境負荷が小さい	初期コストがかかる
地中熱利用	地中熱を利用して冷暖房や給湯に活用する	省エネルギーで冷暖房を使えるようになる	初期コストがかかる

それぞれの再生可能エネルギーの概要や仕組み、特徴、課題をより詳しく見ていきましょう。

太陽光発電

太陽光発電は、太陽からの光エネルギーを電気に変換する発電方法です。太陽光を直接電気エネルギーに変えるために、ソーラーパネル（太陽電池）を使用します。代表的な再生可能エネルギーの一つであり、二酸化炭素を排出しないクリーンなエネルギー源として、日本のみならず世界中で活用が進んでいます。

太陽光のエネルギーを電気に変える仕組みは、以下の通りです。

1. ソーラーパネルに太陽光が照射される
2. n型半導体がマイナス電荷、p型半導体にはプラス電荷がたまる
3. 2により、マイナス極とプラス極が形成される
4. マイナス極からプラス極へ電子が流れ、電流が発生する

太陽光発電の特徴は、以下の通りです。

• 太陽光とソーラーパネルがあればどこでも発電できる
• 化学燃料が必要ない
• 発電時に温室効果ガスや有害物質を出さない

実際に導入するに当たっては、ソーラーパネルにコストがかかること、曇や雨、夜は発電効率が悪く天候に依存すること、広い設置スペースが必要となることなどの点は把握しておきましょう。

風力発電

風量発電とは、風の運動エネルギーを利用して電力を生み出す発電方式です。太陽光が地面を温めることで気圧差が生じ、これにより風力が発生するため、風力も再生可能エネルギーの一つに数えられます。

風力を電力に変える仕組みは、以下の通りです。

1. 風がブレード（風車の羽根部分）に当たると、回転する
2. 回転した運動エネルギーが発電機に伝わる
3. 発電機で電気エネルギーに変換する

風力発電では、発電機の部品製造時や設置時、廃棄時以外は環境汚染や地球温暖化の原因となる物質は排出されません。また、数ある再生可能エネルギーの中でも特に発電効率が高く、コストパフォーマンスに優れています。

一方で、風力発電は風に依存するため、風が十分に発生していないと発電量が低下します。加えて、景観が損なわれたり、騒音が発生したりする点も課題です。

水力発電

水力発電とは、ダムや河川を流れる水のエネルギーを利用した発電方法です。水の位置エネルギーや運動エネルギーを電気エネルギーに変えます。

水力発電の仕組みは、以下の通りです。

1. 水を高い位置でせき止める
2. 水を落下させ流れを作り出す
3. タービンの回転により運動エネルギーが発生する
4. 運動エネルギーを電気エネルギーに変える

再生可能エネルギーは安定的な供給が課題になることも多いですが、水力発電は天候の影響を受けにくく、安定した電力供給が可能となる点が特徴です。また、国土全体で高低差があり、水資源の豊富な日本に適した発電方法でもあります。

一方で、ダムの建設には多大なコストと時間がかかり、降水量や地理的条件の影響を受ける点がデメリットです。

バイオマス発電

バイオマスとは「バイオ（BIO）」と「マス（MASS）」を組み合わせた言葉です。「生物由来資源」や「植物由来資源」などと訳されます。

バイオマス発電の仕組みには、以下のものが挙げられます。

• 直接燃焼方式：バイオマスを直接燃焼させて蒸気を生み出し、タービンを回す
• 熱分解ガス化方式：バイオマスを高温で加熱し、可燃性のガスを得る
• 生物化学的ガス化方式：発酵など生物化学的なプロセスを経て、メタンガスなどを発生させる

バイオマス発電の特徴は、カーボンニュートラルを実現できる点です。バイオマスは成長過程で二酸化炭素を吸収しているため、燃焼により二酸化炭素が発生しても相殺されます。また、廃棄物や不要な有機物をエネルギー源に再利用できるため、廃棄物の再利用の観点からも地球に優しい発電方法です。

しかし、他の再生可能エネルギーと比較して発電コストが高かったり、素材の質に発電効率が影響されたりするなどの課題も抱えています。

地熱発電

地熱発電とは、地球内部の熱エネルギーを電気エネルギーとして取り出す方法です。地球の内部には高温の地下水やマグマなどがあり、その熱エネルギーによる蒸気でタービンを回して、電力を生み出します。

地熱発電の特徴は、天候や季節に左右される太陽光発電や風力発電と異なり、常に安定したエネルギー供給ができる点です。また、エネルギー資源の乏しい日本では貴重な、純国産の発電方法です。

一方で、地熱発電を行えるのは火山帯や地殻活動が活発な地域に限定され、地理的制約を受けます。また、自然景観を保ちながら環境に配慮して開発することも重要です。

太陽熱利用

太陽熱利用とは、太陽光をレンズや鏡などで反射・集光させ、その熱エネルギーを利用して発電する方法です。太陽光発電が太陽の光エネルギーを直接電気エネルギーに変換するのに対して、熱エネルギーを介して電力を生成する点が違いです。 太陽熱利用には、以下に挙げる種類があります。

• パラボラ・トラフ型：パイプ内に曲面ミラーの仕組みを作り集光する
• リニア・フレネル型：凹面鏡を用いて集光する
• タワー型：地上に無数にある平面鏡をタワーにある集熱器に当てる
• ディッシュ型：パラボナアンテナのような放物曲面状の鏡を用いて集光する

特殊な道具や燃料を必要としないため、太陽光発電よりも低コストで発電できる点がメリットです。蓄熱すれば、夜間でも発電が可能となります。

一方で、発電所の設置には広大な土地が必要となる他、日当たりの良い場所でないと発電効率が悪くなる点がデメリットです。

雪氷熱利用

雪氷熱利用とは、冬季に降り積もった雪や氷の持つ低温エネルギーを保管し、冷房や冷却が必要な夏の時期に利用するものです。

雪氷熱利用の特徴は、豪雪地帯や寒冷地域にある特有の自然資源である雪や氷を、エネルギーとして効率的に活用できる点です。雪や氷は放置すれば、夏が近づくにつれて自然に溶けてしまいエネルギーとして活用できません。そこで雪や氷をそのまま冷房として冷蔵庫や冷蔵システムに組み込めば、電力消費を抑えられます。

一方で、日本では北海道など、利用できるのが高緯度地域に限られている点が課題です。また高緯度地域でも、気温が高くなってくると溶けてしまうので、巨大な貯雪庫が必要です。

温度差熱利用

海や河川の水温は、大気と比べて夏場は冷たく、冬場は暖かく保たれています。温度差熱利用とは、異なる温度間に生じる熱エネルギーの流れを利用する技術です。

温度差熱利用の基本的な仕組みは、高温側から低温側へとエネルギーが移動する物理法則を利用しています。温度差熱利用の仕組みを利用した代表的な家電製品は、エアコンや冷蔵庫、ヒートポンプ式電気給湯器などです。自治体を挙げて温度差熱利用に取り組んでいるところもあり、例えば札幌市では、下水処理水の排熱を利用して暖房を使用しています。

しかし、初期コストがかかる点がデメリットです。

地中熱利用

地中熱利用とは、地面の浅い部分に蓄えられた地中熱を利用して、冷暖房や給湯に活用する技術です。大気と比較し、年間を通して温度がほぼ一定に保たれる地中の性質を利用しています。先述した地熱発電との違いは、発電自体を目的とせず、主に建物や施設の冷暖房に用いる点です。

地中熱利用のメリットは、省エネルギーで冷暖房を使えるようになる点です。また二酸化炭素を排出しないので、地球に優しいクリーンなエネルギーといえるでしょう。地中熱利用は東日本大震災をきっかけに広がり、一般住宅や公共施設、工場などで利用されています。

こうした利点がありますが、設備にはコストがかかる点が課題です。

再生可能エネルギーの課題と目標

近年注目を集めている再生可能エネルギーに関して、課題と今後の目標を見ていきましょう。

日本のエネルギー課題には、一次エネルギーの自給率が他のOECD諸国と比較して低く、再生可能エネルギーの利用率が低い点が挙げられます。2014年度の6.3%以降徐々に増えてはいますが、2021年度時点で自給率は13.3%であり、国内供給量で補えない分は海外から輸入される石油・石炭・天然ガスなど化石燃料に依存しているのが現状です。

こうした状況を受け、日本政府も対策を進めており、2012年7月にFIT制度（固定価格買取制度）を導入しました。これにより、再生可能エネルギーの電源構成比は大幅に上昇しています。2021年10月に閣議決定された第6次エネルギー基本計画では、再生可能エネルギーの電源構成比の目標値を36〜38%としています。

※参考：経済産業省 資源エネルギー庁.「エネルギー自給率の推移」（入手日付2024-10-13）.

※参考：総務省.「2050年カーボンニュートラルに向けたコミットメント」,（入手日付2024-10-13）.

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