発電し過ぎで太陽光電力を「捨てる」のは当然の話

朝日新聞の調査によれば、太陽光・風力発電などの出力制御が2023年に急増し、出力制御で「捨てられた電力」は、過去最多だった2021年と比べても３倍を超える19.2億kWhに達したのだとか。これについて朝日新聞は「再生可能エネルギーを生かし切れていない」と指摘します。ただ、電力供給が電力需要に対して増え過ぎれば、「優先給電ルール」に従って出力制御が行われるのは当然の話ではないでしょうか。

再エネの現状

再生可能エネルギーの定義

一般に再生可能エネルギーといえば、多くの場合、「自然界に存在する、または自然に由来する、永続可能なエネルギー源」のことを意味します。

ただ、再生可能エネルギーをこのように定義すると、基本的にこの「再生可能エネルギー」に該当するものは、結構たくさんありそうな気がします。

石油だって元を辿れば、「太古の海や湖に棲んでいたプランクトンなどの生物の死骸が、土砂の重みや地球の地熱などで何億年もの時間をかけて変化したもの」（※四国電力の説明）ですので、あくまでも個人的な感想で申し上げるならば、石油も広い意味では再生可能エネルギーではないか、とも思えてなりません。

しかし、再生可能エネルギーは、『エネルギー供給構造高度化法』第２条第３項で「太陽光、風力その他非化石エネルギー源のうち、エネルギー源として永続的に利用することができると認められるものとして政令で定めるもの」、と定義。

これを受けて『エネルギー供給構造高度化法施行令』第４条では、「①太陽光、②風力、③水力、④地熱、⑤太陽熱、⑥大気中の熱その他の自然界に存する④⑤以外の熱、⑦バイオマス」――の７項目が列挙されています。

したがって、日本国内で「法的に再生可能エネルギーといえるもの」といえば、この７項目のことを意味するのだそうです。

原子力の発電量を大きく下回る再エネ

さて、この「再生可能エネルギー」とそれ以外の電源量について調べていくと、興味深いことがわかります。

資源エネルギー庁の『総合エネルギー統計』というページに掲載されている『時系列表（参考表）』というエクセルファイルに収録されている『電源構成（発電量）』というデータによると、再エネ、とりわけ太陽光による発電量は年々増えていることがわかります（図表１）。

図表１　電源構成（発電量）

（【出所】資源エネルギー庁）

これによると原子力発電は2010年に2882億kWhだった原子力の発電量は、2011年に1018億kWhへと一気に半減し、2014年に完全にゼロとなり、その後は2022年に561億kWhにまで戻ったものの、2010年の水準には程遠いのが実情です。

また、再エネに関しては、とくに太陽光の発電量の伸びが著しく、2010年時点で35億kWhだった太陽光の発電量は、2022年にはなんと926億kWhへと、じつに26倍に増えた計算です。

ただ、2010年と22年を比較すると、原子力の発電量が2322億kWhも落ち込んだままであり、太陽光発電は増えたとはいえ、原子力の発電量の落ち込みをカバーできるというレベルではまったくありません。

原子炉１基で年間発電量はメガソーラーの3000倍！？

それに、原子力と太陽光だと、発電能力が根本から異なります。

一般に「メガソーラー」、つまり出力が1000kWを超える太陽光発電施設を建設するのに必要な面積は約２ヘクタールとされていますが、それと同時に太陽光発電施設は、日照時間しか発電しないという事実にも注意が必要です。

資源エネルギー庁の2021年12月時点の『太陽光発電について』というＰＤＦファイルの資料によれば、事業用太陽光発電の設備利用率は2020年６月から21年５月までの実績で14.5％（※10kW以上の施設）に過ぎなかったそうです。

ただ、ここで発電効率が非常に上昇するなどし、利用率が仮に20％だったとしても、「メガソーラー」と呼ばれる２ヘクタールの太陽光発電施設の１年間の発電量は、せいぜい約175万kWhです。

もちろん、現実には太陽光の利用率は20％に達するとも考えられず、せいぜい15～17％程度がよいところでしょうから、この場合の年間発電量は約150万kWhです。

これに対し、先月、関西電力株式会社が運転を再開した美浜原発３号機の場合は、出力が認可ベースで826,000kWですので、利用率を仮に70％と置いたとしても、年間の発電量は50億6503万kWhで、メガソーラーのなんと2891～3401倍（！）、という計算です。

太陽光、本当に環境に優しいの？

さらにいえば、太陽光パネルを敷き詰めるためには森林を伐採しなければならないケースもあること、太陽光パネルには耐用年数があり、これを破棄・処分する際には莫大な環境負荷が予測されることから、ライフタイムで考えて太陽光発電が本当に「エコ」なのか、個人的には大変疑問でもあります。

また、日本の国土がサハラ砂漠のように何もない大地で構成されているならば、話はわからないでもないのですが、現実には日本は山岳地帯だらけであり、森林を切り開いでパネルを敷き詰めると、その設置方法次第では、土砂災害などの温床になるのではないか、といった懸念もあり得るでしょう。

太陽光発電を含めた再エネは、果たして本当に環境に優しいものでしょうか。

はなはだ疑問でもあります。

出力制御

出力制御の仕組みとその必要性

そして、太陽光発電の問題点は、じつはそれらだけではありません。

ここで忘れてはならないのが「出力制御」という論点です。

ここで「出力制御」とは、電気を使う量と発電する量（需要と供給）を合わせるために、発電する量（供給）をコントロール（制御）することであり、この出力制御が実施されるのは基本的に①電力需要以上に発電された場合と、②送電量の容量をオーバーする場合です。

そして、こうした出力制御が行われるのは、資源エネ庁『出力制御について』や『再エネの発電量を抑える「出力制御」、より多くの再エネを導入するために』などの説明によれば、電力系統では電気を使う量と発電する量のバランスが崩れてしまうと周波数に乱れが生じて、最悪の場合は大規模停電が発生してしまうからです。

しかも、電力需要は季節や時間帯により変動しますし、太陽光発電はその日の天候によっても発電量が変わってきます。さらには、水力・原子力・地熱は「長期固定電源」と呼ばれ、出力を短時間で小刻みに調整することが技術的に難しい、という事情があります。

「優先給電」ルールとは？

そこでこの電源別の技術的な特性を踏まえ、出力制御をする場合の順序は、あらかじめ決められています。

それが、「優先給電ルール」です。

この優先給電ルールでは、出力制御をおこなう必要がある場合には、大まかに①火力（石油、ガス、石炭）の出力制御や揚水の活用、②他地域への送電、③バイオマスの出力制御、④太陽光・風力の出力制御、そして最後に長期固定電源である水力、原子力、地熱の出力制御がなされます。

優先給電ルール

1. 火力発電（石油、ガス、石炭）の出力制御、水力発電の揚水、蓄電池への活用
2. 他地域への送電（連系線）
3. バイオマス発電の出力制御
4. 太陽光発電、風力発電の出力制御
5. 長期固定電源（水力発電、原子力発電、地熱発電）の出力制御

（【出所】資源エネ庁等）

なぜ長期固定電源である水力、原子力、地熱の出力制御が最後に行われるのかといえば、そもそもこれらの電源は出力制御自体が技術的に困難だからです。これとは逆に、火力発電は炊き増しや制御が比較的容易である、という特徴があります。

太陽光発電は不安定！

この様子を非常にわかりやすく図示したものが、図表２です。

図表２　電力供給のイメージ

（【出所】資源エネルギー庁）

これによると電力供給は、発電量がほぼ安定している水力、原子力といったベースロード電源の上に、火力や太陽光などの発電が乗っかっている、というイメージです。太陽光自体は日照時間中でしか発電がおこなわれませんが、発電量自体も天候により安定しません。

だからこそ、まずは火力発電の制御で（あるいはずには掲載されていませんが水力発電の揚水への出力利用で）供給側を調整するのですが、日照量が増える日中は、どうしても太陽光による発電量が余ってしまうことがあります。

そうなると影響を受けるのは、太陽光発電が盛んな地域――たとえば、九州です。

資源エネ庁によると九州は太陽光発電の導入が進んでいて、（少し古いデータですが）2018年７月末時点では九州地方の太陽光発電の導入比率は全国の約２割に及んでいるのだとか。

ただ、日照量に応じて発電量が増減するために、発電量が電力需要と一致しないという太陽光発電の特徴を踏まえると、その過不足分についてはまずは火力発電で調整することが必要なのですが、やはり、やむを得ず太陽光の出力制御をおこなわざるを得なくなることが増えてきます。

これが、九州で太陽光発電の制御が多いとされる理由です。

ただ、とりわけ2023年に関していえば、こうした出力制御が九州以外の地域にも及びました。ウクライナ戦争などの余波を受けた電気代高騰で電力需要が抑制されていること、再エネ施設の普及で他地域も送電を受け入れる余裕がなくなっていること、といった事情があるようです。

このあたりについては『企業省エネ・CO2削減の教科書』というウェブサイトに昨年11月15日付で掲載された『「出力制御」とは？2023年度大幅増加と太陽光発電所の対応策』という記事に詳しい事情が説明されているのも参考になるでしょう。

朝日新聞「捨てた再エネ電気が45万世帯分」

こうしたなかで、ちょっと気になる記事があるとすれば、これでしょう。

「捨てた」再エネ電気、45万世帯分　出力制御急増で　朝日新聞集計

―――2024年2月10日 5時00分付　朝日新聞デジタル日本語版より

これは、朝日新聞が２月10日付で配信した記事で、「太陽光と風力による発電を一時的に止める『出力制御』が2023年に出力制御が急増し、１年間に制御された電力量は全国で19.2億kWhに達したことが、朝日新聞の集計で判明した」、などとするものです。

これは過去最多だった2021年と比べて３倍超で、朝日新聞はこれについて「約45万世帯分の年間消費電力量に相当する」電力量であるとし、「再生可能エネルギーを生かし切れていない」、などと評しています。

正直、この「再生可能エネルギーを生かし切れていない」、のくだりについては、意味がよくわかりません。

そもそも太陽光・風力発電の出力制御は優先給電ルールであらかじめ決められているものですし、九州電力管内で玄海原発４号機（認可出力118万kW）、川内原発１号機・２号機（いずれも認可出力89万kW）も稼働しているわけですから、九州で太陽光の制御が増えるのは当然ではないでしょうか。

そもそも論ですが、太陽光も風力も、発電量は人為的にコントロールするのが難しく、再エネは技術的に、「余れば捨てるしかない」という特徴を持っているわけですし、そのようなものがベースロード電源たり得ないことは最初からわかっていた話でしょう。

余談ですが、朝日新聞の上記記事について、朝日新聞デジタルの公式アカウントによるＸへのポストを眺めると、これはこれで興味深いです。

本稿では敢えて引用しませんが、一般のＸユーザーがこの記事を読んでどう思ったのかについての反応の概要を知ることができるからです。

まったく面白い時代になったものだと思う次第です。

再エネ賦課金制度、見直しを！

いずれにせよ、そもそも太陽光発電自体が現在の日本に必要なのか、正直、よくわかりません。太陽光発電は発電量が安定せず、したがって電力の安定供給に役立たないだけでなく、そもそも発電量が増え過ぎると、制御しなければ電力系統を損傷してしまうという代物だからです。

このように考えていくと、巨額の再エネ賦課金を国民から事実上、半強制的に徴収することで成り立っている太陽光発電などの事業（※これも民主党政権の置き土産です）は、そろそろ抜本的に見直すべきではないでしょうか。