エネルギー基本計画

２０２１年７月２１日、エネルギー庁が「エネルギー基本計画」の改定案を示しました。改定案の新たな２０３０年の電源構成目標は、化石燃料４１％、非化石燃料５９％になっています。再生可能エネルギーのうち、日本ではまだ本格的に導入されていない洋上風力発電にも期待したいところですが、設置までに時間がかかるという難点があります。

長期的には有力だとしても、２０３０年まで残り１０年を切っている現状では、難しそうです。そうなると太陽光発電と考えてしまうのですが、これも完璧な発電方法というわけではありません。太陽光発電は、ＣＯ２の排出量が少なく、環境にやさしい発電方法ですが、自然災害発生時における耐久力が問題になっています。

太陽光パネルを設置するために森林を伐採した結果土地が脆弱になり、土砂災害・地震災害等が起きた際に地盤が崩落する可能性が指摘されています。そのため、山間部での設置には何らかの規制が制定されるケースも増えてきています。太陽光発電にのみ大きな期待をするのも、厳しい状況です。

温度差不要の熱で発電する新しい技術が続々と登場しています。これまでも熱で発電する技術はありました。熱電変換素子といわれる半導体技術です。これは、素子の両側に発生する温度差により発電するため、温度差を常に維持する必要があります。この温度差というのが厄介なのです。

熱源は、人間の体温や太陽光、機械の排熱など確保が容易ですが、冷源の確保が難しいのです。温度の低い側を冷やし続けるためには、発電量よりもエネルギーが必要という本末転倒の状態になることもあります。そのため、熱電変換素子は、使える状況が限られてしまうものでした。そこで、温度差無しでも熱から発電できる素子の登場です。

環境との温度差がない状態でも発電する素子を利用して発電する技術が研究されています。今までの熱発電とは違い、発電性能は、温度差でなく、熱源の絶対温度に左右されるようです。また、ひとつひとつの素子による発電量は小さいのですが、並列化や積層化することで発電量を大きくできます。

太陽光も不要で必要なのは熱だけのため、太陽光パネルの裏や、壁の中、地中など設置可能な場所が多いのも特徴です。実用化されれば、夢のような技術です。ＳＤＧｓをはじめ環境問題を解決に導くのは、こうした新しい技術なのかもしれません。

熱発電についてはまだ研究途中のため、今後の動向にも注目です。いつか実用化された時には、一般家庭にも導入できる価格だと嬉しいです。参考・経済産業省エネルギー庁「エネルギー基本計画」改定案。ＮＨＫ時論公論「脱炭素への険しい道　エネルギー計画改定案」日経エレクトロニクス2021年7月号。