• 054
  • 7a0nb2k4bile0
  • Dsc_5336
  • 049
  • 7a0na2k4bile0
  • 7a0nc2k4bile0
  • 7a0nb2k4bile0
  • 7a0nd2k4bile0
  • 7a0ne2k4bile0
  • 2020072701_02_1

« 立憲はいつまで「自然エネルギー立国」なんていうお菓子ばかり食べているのだ | トップページ | 馬鹿が作り、詐欺師が儲け、国民が負担する、再エネ »

2020年9月29日 (火)

再エネは工業国のベースロード電源たる基本的条件を持っていません

027_20200929032501

お断りしておくべきだったかもしれませんが、私は、再生可能エネルギーに対して頭から否定的だというわけではありません。
いやむしろ好きなくらいです。
私は、FIT(全量・固定価格買い取り制度)が影も形もなく、発電パネルが小型自動車並の価格だった頃の設置者でしたした。
今でも「太陽光発電所」という名称を与えられ、積算メーターが上り始めた時の感動は覚えています。
都市に住んでいた頃には「裏庭市民エネルギー」の実践者でしたし、台風にならないと回らないという台風警告器のような風車を作ったものです。
ですから、再エネとのつきあいはかれこれ30年以上になります。

いまでも自然エネルギーが、それぞれの地域の中でその特性を活かして無理なく動いている風景を見ると嬉しくなります。
だからこそ、再エネが工業国家の基幹エネルギーになるなんていう馬鹿げた夢を見てほしくはありません。
国が取り組んでいまや10年弱ですから、もう突き放して言ってやったほうがいいでしょうが、再エネはあくまでも補完的なエネルギー源でしかなく、恒常的なベース電源たりえません。
そうしようとすると、かえって再エネの良さが失われ、矛盾が極大化してしまいます。

仮に蓄電装置が進化しても本質的にはなにも変わりません。
自然エネ派の皆さんは蓄電器の進化に妙に思い入れがあるみたいですが、それはパッタリと発電しない時期があったり、狂ったように発電しっぱなしという気まぐれ電源の再エネの尻ぬぐいをしていた火力発電所の負荷が、多少減るていどのことです。
つまり(仮に各個の再エネ電源に蓄電器を配布できたとしてですが)、それでやっと人並みの電源に一歩近づいたていどのことでしかありません。

ただし蓄電装置なんぞを再エネの必須条件にしようもんなら、後述しますが、あまりに高価なために、電力料金を引き上げてしまいます。
再エネ発電の新規参入者は、あくまでも発電したらしただけ全量買ってもらえるという甘ったれた条件があるから異業種参入がひきもきらないのであって、蓄電器が参入条件となるとパタっと減ることでしょう。
となると撤退も増えるでしょうから、案外ちょうどいいバランスとなるかもしれません。

もし枝野さんが言うように100%再エネとした場合の試算を、GEPRフェロー諸葛宗男氏がしていますので、ご参考までに。 

「日射が少ない11月から3月までは発電量が需要を下回るため、需要電力を賄う電力は蓄電池からの放電に頼らざるを得ない。したがって、再エネだけで需要を賄う場合、図1に示す通り、年間需要電力量の17.5%に相当する容量の蓄電池が必要となる。日本の全国の年間電力需要を9,808億kWh[注2]とすれば、蓄電池はその17.5%、1,716億kWhの容量が必要となる。蓄電池の価格を政府の2020年目標価格9万円/kWh[注3]とすれば、蓄電池の購入価格は1,716億kWh×9万円/kWh=1.54×1016円となる。1.54億円の1億倍の膨大な額である」 (GEPRフェロー諸葛宗男 2019年06月19日 下グラフ2枚も同じ)

1億円の1億倍ってひょっとして1京円でしたっけ。
もう天文学的支出で日本国潰す気なら「自然エネルギー立国」やってみてよ、あたしゃ亡命します、という世界です。

その理由は、根本的には再エネが気まぐれなエネルギーであることです。これは電源としては致命的な欠陥です。
火力は秒単位で出力を調整することが可能で、その時の需給二合わせて増減をくりかえしています。
しかし風力発電ときたら、発電可能なのは風が吹いたときだけ、太陽光が発電するのはお天道様が照っているときだけ、です。
風が吹かねば羽根は回りませんし、曇りゃあ太陽光パネルはただの板です。

Image001660x391

一見いつも同じていどの風が吹いていそうな風力すらも旬があります。

ところで再生可能エネルギーは、そのお天気任せの気ままな性格が禍してか、9電力会社が仕切る系統送電網には嫌われっぱなしでした。
そきため再エネは、たびたび電力会社から接続紀拒否されています。これはあながち電力会社のエゴというだけではなく、下図のような発電量の大きなブレがあったからです。

 

長島風力発電所2012年8月30日.gif

これは九州電力長島風力発電所の一日の発電量推移ですが赤線が発電量、青線が風速です。ご覧のとおり、一日でも細かな出力の上下動を繰り返し、青線の風速が落ちるとてきめんに出力が落ちるのが分かります。 
いいときは昼前後の時間帯で4万キロワットと定格出力の80%程度を発電していますが朝夕はがた落ちです。まさに風任せ。 

もう一枚のグラフはベタ凪の一日の発電量です。たぶんプロペラはピクリともしなかったとみえて発電ゼロです。

長島風力発電所_2012年9月3日.gif

このふたつのグラフでわかることは、風力発電は定格出力の0%から80%まで変化してそのつど電圧と周波数の変動がある間欠性電源だということです。このような電源を系統電源に組み込むためには手段は三つしかありません。 

一番目は、風力発電に蓄電器を取り付けて一定の余剰電力が生まれたら蓄えておくことです。
余剰電力を貯めて、発電が少ない時に送電し平準化して送電できるようにします。
 
この蓄電方式は、後述しますが、飛躍的進歩しているとはいえコストがかかりすぎてペイしません。
そのうち安価で優秀なバッテリーが出来るようになるまで実用化にはなりそうもないのが現状です。
 

二番目は、現行の方法でバックアップの発電所を常に待機させている方法です。
風車が止まったら代わりにその分を肩代わりして発電し、風車がブンブン回り始めたら止めるという具合です。
 
これに対応できるのは、出力の上げ下げが自在にできる電源は火力発電所しかありません。
ですから皮肉にも、ドイツでは再生可能エネルギーが伸びれば伸びるほど火力発電のバックアップで伸びて、今や約半分の電源は化石燃料、特に石炭火力が占めることになって大気汚染が心配されるようなってしまいました。

三番目は、ある地域の天候がダメなら、別の地域で補完できるような素早い電力融通ができるスマートグリッドです。
ただしこれらスマートグリッドや超伝導送電線、あるいは蓄電装置などの新技術は高コストを覚悟せざるをえず、いっそうの電力料金気値上げをまねくことでしょう。 

また4月から9月までは必要な需要に追いつきませんから、せっせと蓄電器から放出し続けねばなりません。

「風力発電は図3に示す通り4月から9月まで風況が悪く発電量が需要を下回り、需要電力を賄うのは蓄電池の放電に頼らざるを得ない。風力発電だけで需要を賄おうとすれば、需要電力量の13.1%の蓄電池が必要となる。太陽光の場合と同様、需要電力を9,808億kWhとし、蓄電池の単価を9万円/kWhとすれば、まず、蓄電池容量は
9,808億kWh×13.1%=1,285億kWh
となり、その建設費は、1,285億kWh×9万円/kWh=1.15×1016円となる。1.15億円の1億倍の膨大な額である」(諸葛前掲) 

Image001660x391

安定している再エネは水力と地熱だけですが、設置場所が限定されるうえに、いまや双方ともに新規の建設は地元の反対にあって不可能となっています。
おっと立憲さんは脱ダム宣言とやらで、もっとも安定した水力は仲間に入れてやらんのでしたっけね。

ではなにが原発の代替エネルギーになるのでしょうかそれは「エネルギーの価値尺度」を見ていかねばなりません。
ガス・コンバインドサイクルなどの技術的進歩は、この価値尺度の一部でしかありません。 
よく素人が技術的ブレークスルーに接すると、すぐこれこそが次世代の救世主と思ってしまうものですが、シェールガスや、メタンハイドレートのような新たなジャンルが誕生したのでなければ、その影響はこの価値尺度の枠の中で判定されるべきです。
そうしないと、新たな技術やエネルギー源が誕生するたびに宣伝文句に踊らされるはめになります。 

さて、このエネルギー価値尺度で世界的にもっとも有名なのは、マサチューセッツ工科大学(MIT)のテルツァキアン教授によるエネルギーの価値を判定する9の基準というリストです。

Photo_31

学者の言うことですから、やたら小難しい用語で書かれていますが、要は「安全・安心・安定」ということです。
これはエネルギー源の利用価値を計るもので、「産出/投入比率」と合わせて使われているものです。 (欄外資料2参照)
※関連記事
http://arinkurin.cocolog-nifty.com/blog/2012/09/post-3.html 


●テルツァキアンの判定項目
汎用性      ・・・どんな用途にでも利用可能
量的柔軟性   ・・・微細にでも巨大にでも調整可能
貯蔵性・運搬性 ・・・自在に移動することが可能
ユビキタス性  ・・・時期と場所を選ばない
エネルギー量  ・・・面積・体積・重量当たりのエネルギー量
出力密度     ・・・時間当たりのエネルギー量
出力安定性   ・・・エネルギー出力の安定性
環境負荷    ・・・CO2や窒素酸化物・硫黄酸化物などの排出量
供給安全保障 ・・・産出地の政治的安定性
 

石油や天然ガスはごらんのように〇ばかりで、政治的状況による供給安定性にだけ×がつきます。
一方
再生可能エネルギーは、脱原発のシンボルのように扱われたために実力以上に人気が高いエネルギー源ですが、ことごとくエネルギーの持つべき要件を持っておらず、いいのは環境負荷と政治的リスクです。 
ですから、再エネはその本来電源が持つべき条件がないにもかかわらず、経済外的要因で押し込まれている「政治的エネルギー」です。

そこであきらめきれない自然エネ派は、蓄電器をつけたら万々歳、ブレークスルーだという幻想を振りまいているようですが、気の毒ですがそれは電力コストの上昇とトレードオフの関係だということを忘れています。

「太陽光と風力の発電単価はMETIによれば、太陽光(メガ)は24.2円/kWh、風力は21.1円/kWhである。蓄電池寿命は約10年とされているが、ここではその2倍の20年使えるとする。
蓄電池コストに約1京円を投じ、これを年間発電量約1兆kWhの20年分20兆kWhで割ると、500円/kWhとなる。これに上述の再エネ発電単価を加えると、太陽光が524.2円/kWh、風力が521.1円/kWhとなる」(諸葛前掲)

太陽光、風力、共に500円/kWhという目の玉が飛び出す電力価格となります。

聞くところでは、「再エネ大国」ドイツでは既に、電源別の小売りが始まっているそうです。
意識高い系でものすごく高いが全部自然エネルギーで気分がいいという方には500円/kWhの電源を選んで頂き、少しでも安いほうがいいに決まっているゾというプアマンには火力中心・原子力多め・再エネ賦課金拒否の電源を選んで貰えれば平等ではないでしょうか。

いずれにしても、電気料金を高くしすぎると、ドイツのように製造業の海外逃避が始まりますのでお気をつけ下さい。

 

« 立憲はいつまで「自然エネルギー立国」なんていうお菓子ばかり食べているのだ | トップページ | 馬鹿が作り、詐欺師が儲け、国民が負担する、再エネ »

コメント

テルツァキンの表に単純に従えば、全部◯になるのって、今や化石燃料でも少数派な石油にしといてバックアップに自然エネルギーしか選択肢が無いわけですけど・・・。
環境負荷とかで化石燃料や原子力の分を全部風力や太陽光にするなんて、記事の通り現実的ではありませんね。
蓄電池は最近は全個体リチウム電池の試作品が出来たとか(あれはモバイル用でしょう)数千人レベルの都市での大型NaS電池の納入実績はあるようですけど、大都市や日本全体に行き渡らせたらいくらかかるのやら。
それに送電網の問題は全く改善される様子はありません。一頃「発送電分離」なんてずいぶんと議論されましたけど、今じゃ全く聞きませんね。誰がその「送電をやって利益」あるのか?と。
FITなんて無い時代に「夏は清川東風」「冬は北西からの季節風」になんとか風力発電を実現した当県立川町(現庄内町)なんか、NHKプロジェクトXに取り上げられたほどでしたが・・・東北電力はもちろん県庁の担当者もそうとう嫌がったそうです。立川から酒田・鶴岡というすぐ隣の都市への供給ですらです。
とにかく需給調整できなければどうにもならんから「蓄電池」という話に戻るわけで。。。

素人の質問ですみませんが、余剰電力で水素と酸素分離して備蓄し、火力発電の代わりに水素発電を稼働させるのも、水素の備蓄の難しさや取り扱いの難しさもあって、現時点では難しい(費用がかかりすぎる)のでしょうか。
次回機会があればこれについても解説していただければ幸いです。
洪水調整に使える池やトンネル整備をセットにした揚水発電も出来ないかと考えますが物理的にそれに適した立地の水力発電も限られているでしょうから・・・。

電力の需要と供給の現状を簡単に等式に書くと、
原発+水力+火力+風力+太陽光+(風力+太陽光のバックアップ:火力)=総需要
ある瞬間に、総需要と同量を発電(同時同量という)しなければ即停電となる。風力+太陽光はお天気任せで発電がゼロになるから、バックアップ(=余剰設備)の唯一可能な火力が常に「待機」している。従って、風力+太陽光が増えれば、この余剰火力も増える。この余剰火力は電気の高コスト化と余分なCO2ガスの原因となる。風力+太陽光は消費者と環境に良いとはいえない。

電気自動車が普及しないのは技術的にもコスト的にも蓄電池が原因。原理的に蓄電池の大幅改善はこれ以上期待できない。風力+太陽光のバックアップに蓄電池が実用できないのも電気自動車と全く同じ理由。

梅匂人心さん。

こちらもまだまだ不勉強ですが、ヨーロッパでは北海の風力発電で水素を作る計画が持ち上がってますから、目の付け所はすごく良いと思います。
テレビの石油元売り系CMや特番とかでも「水素時代がやって来る」的なことを目にしますけど・・・うーん、難しいんじゃないかなあと。
『水素は気体発生させるのは小学校の理科室の設備レベルで簡単』ですけど液化するのにコストかかりますし、輸送や保存にも(最小の分子ですので)タンクは400気圧のカーボン製が必要。しかもバルブやホースはプロパンや天然ガスの合成ゴムパッキンでは漏れてしまいます。
現在の技術では正直難しいというのが私の見立てです。別に否定はしませんけど。
あと、水素は化学的発電以外に燃焼に使っても熱力が圧倒的に低くて半世紀もの昔から研究されてきた航空エンジン用としてもケロシンの3倍の容積が必要になります。
つまり取り扱いが難しくて、ちょっと間違えば「ヒンデンブルグ」になる代物で。。

自動車業界ではトヨタなんかは主要取引先の会社と共同で高圧タンクを搭載する試験をしてましたけど、やはり充電じゃない充水素ステーションをじゅうらいタクシーのプロパンガスステーション並みに整備するとなると社会的インフラ整備が無理。

蓄電池もおそらく2〜3年程度で劣化していくでしょうからそれに合わせて増設&交換をしていく事になるのでしょう。
喜ぶのはその技術開発に関わったメーカーだけですね。

個人的にはSFに出てくるような衛星軌道上の太陽光パネル基地と軌道エレベーターによる地上へのエネルギー供給が可能になるまで安定した供給なんて難しいのではないかと思っています。
でも今度はデブリや隕石衝突、磁気嵐などのリスクとか出てくるのか…
この手の妄想は楽しいのですが現実との区別はしっかりしないといけませんね。

私も昨日のコメントだけ読むとまるで化石燃料信奉者みたいですが、好きなんですよエコ。水素時代も憧れ。生きている間に実用化を見てみたいと願っています。
都度都度小さい単位でフィットする環境があり、メインに押し出さずに進化させていけば良いのだと思います。
100にするんだとか極端な発言があるから「はぁ?」と耳に手を当ててしまうだけで。

6年前のドイツでは、値上がり著しく電気代を払いながら電圧の不安定な生活を送りました。
室内の明かりが日に何度もフワッフワっと揺らいだり、何もしてないのにブレイカーが落ちたりもします。1年持たないで電球が切れてしまう部屋があったり。
送電網や配電工事などにも不備があるのでしょうが。
世界のベンツ様が走るアウトバーンの彼方に風力発電のプロペラが並ぶ景色は彼らの抱える問題をよく映し出していました。(車はディーゼル排ガス偽装、アウトバーンはいつも工事中で道路ボコボコの1車線、プロペラはチーンと止まってる)
日本は石油をかき集め国民が高額支払いに耐えて、まがりなりにもこのコンスタントな電力生活を人々が受け取っているのは、関連企業の努力のたまもので感謝しています。

今朝は自然エネルギーが政治的エネルギーという件に深くうなづきました。再エネ参入
条件に熱愛中の蓄電池導入を条件ってのはナイスアイデアなのでは!でもその蓄電池導入にどっさり補助金とかは勘弁してほしいですが。
ど真ん中でやるには荷が重すぎる再エネに無理やりセンターを任せても、それ自体の良さを損ないロスが大きくなるばかりだとつくづく思います。
子どもが素晴らしくて未来があるからといって、子どもに永田町も霞が関も任せて、それを倍の人数の大人が手取り足取りサポートするような本末転倒感です。

毎日の更新ありがとうございます。

再エネが主電力になりえないことはわかっているつもりでしたが、
もしかしたら・・・などと考えてしまいました。

我が家も太陽光使ってます、電卓に腕時計、屋外照明(配線不要で結構明るく便利)等。
適した使い方がありますよね、再エネは。

うろ覚えですが、日本の電力は、産業の保護・育成のため、産業用の電力を割安で
販売する一方、住宅向け等を割高にして薄く広く販売して成り立っているとのこと
だったとおもいます。
そのため、万が一、住宅向けや商業ビル等に太陽光や蓄電池が普及した場合、
産業用の電力もこれまでよりも高く売らなければならないと考えられ、エネルギー費用の増加により産業も疲弊するではないか?また、これまで質のよい電力をほぼ平等な価格で販売していたものができなくなり、収入格差の影響をうけるのではないのか?などとおもうようになり再エネがコスト面や発電の不安定さを克服すれば・・・などと妄想してしまいました。

そのようななか、なぜ国は再エネの主力電源化を掲げたり、エネルギー供給構造高度化法で再エネ利用を一層促進しようとするのか、疑問です。

  普通の沖縄の人さん

 国が再エネの拡大目標を掲げたり、一層の促進しようとする事はおかしくはないです。
新しい技術によって再エネがローコストなベースロード電源たるにふさわしく万一ならないとも限らないし、(今のところ、理論上ですら無理のようですが)、ようは技術開発を促す意味があります。
また、主電源とはついになり得なかったとしても、高効率とローコストを追求した再エネ技術は世界的に需要が大きい事もあるでしょう。
一方で政府は、きびしい検査を通った原発について、再稼働を促す政策もとってます。

いずれにしろ、現段階で再生可能エネルギーが、火力や原発に取って代わる技術ではない事は明らかです。
そうすると、まだ目に見えない段階である「再エネを原発の代わりにする」という事を政党が公約的に掲げるというのは、「お菓子ばかり食べている」という比喩がピッタリです。

民主党の時にマニュフェストというのがありましたが、あれについて民主党は「マニュフェストに書いてある事は必ずやるんです!」と絶叫してました。公約とは元来そういうものです。
また、どういうふうにやるかを示す事を出来ないでは、公約とは言えません。当該技術がないのに公約には出来ません。

「脱原発」はいいが、そのために現段階では見込みのない再エネ技術を、さも有望かのように政党が党是のごとく掲げる事の馬鹿々々しさ。
ドイツの「緑の党」うり二つです。

山路さん、ご教示頂きありがとうございます。

極端に振れる考えは、よくないですね(苦笑)、すいません。
宮古島は早くから電力のユニバーサルサービスに懸念をもち、
積極的に再エネ導入を進めていますよね。
積極的に再エネを導入することにより、燃料費の削減に繋がり
成果もあるようです。
これらの成果が本島やひいては本土にも繋がる取り組みも
長期的に考えれば必要ですよね。

ブログ主様はじめ、コメント欄の常連の方々のように
俯瞰する目と、高い知識・見識を少しでも見習えるよう
にしたいと考えていますので、これからもよろしく
お願いします!

話変わりますが、今日の沖縄タイムスの一面の大学生の
コロナ関連の不正受給が掲載されてておもわず笑ってしまいました。
本当に面の皮厚いし、お前がいうな!っておもいました。

コメントを書く

(ウェブ上には掲載しません)

« 立憲はいつまで「自然エネルギー立国」なんていうお菓子ばかり食べているのだ | トップページ | 馬鹿が作り、詐欺師が儲け、国民が負担する、再エネ »