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I部 総論  0.発電類型 1.必要電力量供給 2.コ スト構造 3.CO2排出量 

II部 各論
<新エネルギー> 地熱発電(新電力総研へ移転済み) バイオマス発電 風力発電と送電線罔(新電力総研へ移転済み) 中小水力発電(小水力・栃木県の河川活用プロジェクト)
<从来型エネルギー> 火力発電(基本移転済み)   水力発電(揚水発電・一般水力) 原子力 発電(新電力総研へ移転済み)
<新電力と研究開発> 新電力(基本移転済み)  海洋発電'(新電力総研へ移転済み)   離島発電(新電力総研へ移転済み)



I部 総論

<0> 発電の類型と性質

原子力は様々な問題を抱えつつ,政府・自民党・電力会社・原発立地地域の利権構造の中で温存され,結果的に我々国民が過大な費用を負担している。
原発は(限界的な)発電費用が安いと喧伝されて来たが,地域への不透明な寄付金や,なんぼカネ注ぎ込んでも全く完成の見込みのない核サイクルなどその異様 な高コスト体制はエネルギーの安全保障というお題目とは裏腹に,日本の豊富な地熱発電を妨碍し,風力と云った自然エネルギーの利用を阻碍し,太陽光発電シ ステムの経年費用低減を阻止し来たのである。
そして,不幸にも,起こりえない筈の原発事故があっさりと福島で発現し,我々日本国民は膨大な原発事故の処理費用をも実際に負担しなくてはならなくなっ た。
原発が産業として一定の規模を占め,そのノウハウを日本は蓄積してきたとはいえ,このままの姿で推進して行くことは最早許されない事は明らかであるが,勿 論,安定的で廉価な電力の供給も勿論抛棄されてはならないのである。
从(したが)って反原発陣営の戦略ミスは明らかで,何万年に1度レベルの殆ど無さそうな危険を煽るよりは如何に原発無しでも大丈夫かに関してきちんと道筋 を立てて国民の漠然とした不安を解消してやらねばならないのである。
ここに,実際の発電規模やコスト,問題点を明らかにしつつ,新エネルギーなどの活用により可能な限り原発を減らして行く方策を妄想してみることにした。1.必要発電量2.発電コス ト3.CO2排出量である。(3は未)

発電の性質

まず種類として原子力・石炭火力・LNG火力・石油火力・一般水力・揚水発電・地熱・陸上風力・洋上風力・木質バイオマス専焼・木質バイオマス混焼・その 他バイオマス・太陽光(メガソーラー)・太陽光(個人)・中小水力・温泉発電ぐらいがある。

A.出力調整能力
発電の種類

用途
原子力(限界発電費用)・石炭火力
出力変動が得意ではない+安価
ベース電源向け
LNG火力・一般水力
出力変動が容易
中間
石油火力・揚水発電
出力変動が容易+高価
ピーク用電源向け
太陽光(12%)・
風力(陸上20%・洋上30%)
出力変動が困難
稼働率に課題
(周波数変動対策が必要)


B.コスト構造・CO2発生
コスト\CO2
非発生
発生

原子力(限界発電費用)・一般水力・地熱 石炭(大)・バイオマス混焼石炭・LNG

中小水力・風力(洋上>陸上)・バイオマス専焼([8]試算)

原子力(総コスト)・バイオマス専焼(現買取価格)・揚水水力・太陽光
石油
CO2発生の火力発電は効率を上げる為にCC化等を行い熱効率の上昇を模索。
出典:関電[3]

C.規模
規模
発電種類


原子力・一般火力・一般水力 一箇所毎に議論可能

バイオマス専焼・地熱 個別計画を集計しつつ議論出来る

小水力・バイナリー地熱(温水発電)・風力・太陽光
個々の建設を論じるのは余り生産的ではない。小規模発電のメモ(未完)はこちら
ウィンドファーム(風力)やメガソーラー(太陽光)は定格出力はそこそこあるが稼働率に劣る。。

D.資源賦存

種類
その他・備考
国内
プルトニウム(原発副産)・太陽光・風力・地熱・水力

海外(普遍)
ウラン・LNG(中東・ロシア・北米)・石炭

海外(偏在)
原油


E.新技術
石炭…IGCC(石炭ガス化コンバインドサイクル発電)
地熱…延性帯
石油…重油残渣
原子力…溶融塩炉


<1>必要電力量の(安定的)確保
原発を再稼働させたくて仕方が無いサンケイ(>>) は盛んに原発動かさないと大変な事になると煽っているけどその記事に拠ると
> 九電の試算によると、川内1、2号機再稼働による収支改善効果は月200億円。24年度決算で3324億円の最終赤字を計上し、25年度も1250億円の 赤字決算を見込む九電にとっては、傷から流れ出る出血を止める包帯の役割は果たすが、傷の完治には至らない。合 計出力236万キロワットの玄海3、4号機が動いてこそ、九電は赤字から脱却できる。
と ある。読んでると原発動かさないと電力会社はおろか日本が潰れて仕舞いかねず,再稼働申請をした原発の出力量が日本にとって最低限死活的に必要な電力量で ある様な気になってくるけど,冷静に見れば問題点は<1>発電量の確保,<2>低廉な電力の供給,<3>環境型の促進という事になる。

詰まり最優先で動かせると思われる最低限の原発(川内1・2号機・玄海3・4号機・伊方3号機・大飯3・4号機・高浜3・4号機)の計9310MW分を自 然エネ ルギー(再生可能エネルギー)や通常の火力発電で補えるようにしたい。で,出来れば再稼働申請や建設中のもの19,500MW(19.5GW)をなんとか したい。更にこれ(見かけ上,安い原発の発電量)を高コストな石油火力ではない他の電力で賄えれば良いのである。最終的にCO2は自然エネルギーを混ぜる ことで排出を下げることが出来ればそれでよい。

そもそも電力不足とは云うが,現況でブラックアウトは発生していない。勿論綱渡りで"安定供給"とは言い難いし十分ではないのは明らかで老朽化して高コス トの石油火力発電迄総動員しているのが現状である(尤も最も厳しい筈の関電でも停めてる発電所があるようだ→ここ参照)しかし以下で見るようにこれからの5年10年で新規の電力開発が進む見込みなので電力量自体は安定的である。

また本項では次世代の電力供給システムを考える上で,上で見たような性質を踏まえ,再生可能エネルギーは1.中~小規模発電系(中小水力・温泉発電(バイナ リー発電)・太陽光発電・風力発電),2.大~中規模(バイオマス専焼・地熱開発),そして3.通常火力発電開発に分けて検討する。そして先ずは電力供給量を検討し,その後そのコスト構造を検証し,最後にCO2排出について展望する。

1.中~小規模発電系
ここで対象とするのは中小水力・温泉発電(バイナリー発電)・太陽光発電・風力発電(とりま陸上)である。
前2者は安定的に発電可能であるが,後2者は稼働率が課題である。(太陽光発電で12%・陸上風力で20%)
洋上風力は未だ開発段階なので此処では省く。

●再生可能エネルギー導入状況
資源エネルギー庁は、平成25年12月末時点の再生可能エネルギー発電設備の導入状況を取りまとめて発 表した。 引き続き、太陽光発電設備の導入が順調に継続し、固定価格買取制度導入後の再生可能エネルギー発電設備の導入量は、累計で7044MW となったとのこと。H24.6月までの20,600MWに対してまだまだ見劣りする量だが,これは以前から取組は行われていた事,また一部電力供給体制に 組み込まれつつあった中小水力の比重が大きいことに拠る様だ。また稼働率が違うものを一律に計上するので数字上は余り意味のないものになっている。
再生可能エネルギー
発電設備の種類
固定価格買取制度導入前
設備導入量
固定価格買取制度導入後
設備導入量(=発電開始量)
将 来
平成24年6月末までの
累積導入量
対象実効
定格出力
平成24年度
の導入量
(7月~3月末)
平成25年度
の導入量
(4月~12月末)
→3月末
買 取制度
導入後計
(定格出力)
買 取制度
導入後計
(実効定格)
未設置含む
認定出力総量
対象実効
定格出力
太陽光(住宅) 約4700MW 約564MW
96.9万kW 104.7万kW
→130.7万kW
2,016MW(A)
241.9MW(a)
太陽光合計
47,313MW
太陽光合計
5,677.6MW
太陽光(非住宅) 約900MW 約108MW
70.4万kW 412.5万kW
→573.5万kW
4,829MW(B)
590.3MW(b)
風力 約2600MW 約520MW
6.3万kW 1.1万kW 74MW
14.8MW
973MW
187.4MW
中小水力 約9600MW
0.2万kW 0.3万kW 4.8MW
4.8MW
22.9MW
22.9MW
バイオマス 約2300MW 約2300MW
3.0万kW 8.9万kW 119MW
119MW
845MW

地熱 約500MW
0.1万kW 0万kW 1.4MW
1.4MW
13MW
13MW
合計 約20,600MW
(約20.6GW)
約3492MW
176.9万kW 527.5万kW 7044MW
(約7GW)
972.2MW
(0.97GW)
49,166.9MW
(49GW)
5900.9MW①
(5.9GW)
※ 各内訳ごとに、四捨五入しているため、合計において一致しない場合がある。

上表に拠るとH25.12現在の太陽光の固定価格買い取り制度認定され且つ導入された設備の定格出力が6,845MW(A+B)である。残念ながら太陽光 の稼働率は 低く12%位で見積もる と"実効定格出力"(定格 出力想定稼働率=実効定格出力という概念で計算)が832.2MW(a +b)ほ ど。
太陽光のもう一つの課題は高コストだけど政府の試算だと価格は低下すると予定している様だ。

この後に書けて導入が進むと思われるが,認定額単価が高い内に認定とってパネルの値下がりを待つ悪徳業者の存在も指摘されていて,一部は取り消される可能 性もあるので太陽光の実効出力5.68GWがどのくらい実現するか一抹の不安もあるがまあこのまま計上しておく。

かくして此処での対象の中小水力・温泉発電(バイナリー発電)・太陽光発電・風力発電(とりま陸上)の開発認定量・導入済量の実効定格を取り敢えず新エネ 新規開発電力発電定格量と計上する。①5900.9MW(=5.9GW)である。①の内訳は殆どが太陽光である。

2.大中規模再生可能エネ発電

ここでは個別具体的に細かく見て行く事が良い。

<大規模地熱>
上表には載っていないが,現在の地熱発電能力が540MW程であるが,計画段階のものが一定数あり,順調にいくとそれでだいたい500MW(②)超である。これからも更にもっと具体化することを期待であるが 上表 によるとまだ申請は殆ど無いようで有る・・。

<鶏糞・木質バイオマス(専焼・混焼)・その他バイオマス>
個人的に期待している鶏糞発電は建設中のものも含めて21.51MW。制約は拡大には鶏糞供給に限界があること以外は見当たらない。(勿論この制約によって規模的には小さなものである。。)
木質バイオマス100%発電も計画中のもの等併せて570MW程ある。
木質バイオマスの課題は高コストだが,[8]に拠ると結構減らすことが出来そうであ る。そして>>934に 拠るとスイスなど欧州では本来はバイオマスは温熱供給がメインで発電はサブだそうでそういう方向性への有効活用も必要かと思われる。
また石炭混焼にすればコスト的には石炭火力と変わらないとのこと。>>936に よると9.4~9.7円/kWhだそうな。電力会社が既存の発電所に対し積極的に導入している(=排出CO2は減らせるが発電量が増える訳ではない)が幾 つか民間からの新規参入もある。石炭混焼新設(相馬・響灘・中山名古屋共同) で330MW
また汚泥その他のバイオマスもあるから計1000MW(③)程

<新技術系>
その他の新技術として以下のようなものが有る。
ますは洋上風力(稼働率30%想定)で開発を予定されているのが400MWで実効120MW程
実証実験が終わった常磐共同火力のICGG(250MW)。酸素吹ICGGの大崎クールジェン実証実験が166MW。
更にJX日鉱エネルギーの重油残渣を利用した発電の100MW>>1792
これらを併せると700MW(④)程である。

以上を併せると2200MW(②+③+④=⑤)程になる。更に自然エネルギー等全体(①+⑤)で8100MW(8.1GW)⑥となる。
なかなかの頼もしい数字ではあるが再稼働申請の電力量には1GW程足りない。尤もそもそも電気は綱渡りながら足りてるのであるからこれだけ追加出来れば十分な余裕が生まれると云えよう。

しかし量は足りてもコスト的には心許ないものがあるのは事実である。ここでコストに優れる石炭火力などが浮上してくるのである。

3.火力発電
以上のように新エネルギーの開発は目覚ましいものがあり,更に和歌山@関電,能代@東北や松浦@九電等の新規の火力発電も計画が進んでいる(下に簡単に纏 めたがこの辺こ の辺参照。東電の6000MWは老朽火力の建て替えの様だ(→この辺参照)が, それを除く各社4700MW分は新設とある。実際は建て替えかも知れないけど)。脱原発は量自体は問題無さそうである。新電力も発電力量を積極的に増やし ている。

で,問題点は新エネルギーの高コストを如何に旧エネルギーの廉価で補えるかが鍵となる。現状は少々電気の余裕が足りない+電力会社が赤字を垂れ流している,で,電力が今後整備されることを考えると問題としては後者の方が大きいのである。

●火力発電の新設計画(入札予定)能力量+新規建設能力量(単位:MW)

予定・計画
工事中
合計
その他・備考
北海道
1708.2(石狩湾新港・2028迄に) 1,708.2

東北 1,200(能代[石炭]・上越[LNG]自社応札) 560(新仙台更新) 1,760

東京 6,000 340(新日鐵住金+電発・鹿島・640・石炭火力・USC)+380(中電+東電・常陸那珂・600) 6,720

中部 1,000
1,000

関西 1,500 3700(関電・和歌山・LNG) 5,200

九州 1,000(松浦[石炭]自社応札)
1,000

合計
10,700(10.7GW) 6,760 17.4GW

東京の6000MWが増強ではなく更新だとして除くと4,700+6,200=約11,400MW(11.4GW)
再緊急の再稼働分(先行する高浜・大飯・伊方・川内・玄海 (9130MW))を上回る量の低廉な電力が今後5~10年で続々と出てくることを考えるとこれで十分カヴァーできそうである。再稼働分も5~10年で不要になるかも。。

新エネ発電力量⑥に上表の(ほぼ)決定分新設火力発電8960MW(=9.0GW)(⑦:工事中の6,760に札割れがない東北・九電の2200を足した分)等を足せば約17,000MW(⑥+⑦)となり,全再稼働申請+αの殆どをカヴァー出来そうである。

以上を表にしてみると以下のような感じ。更に入札が巧く行けば約19,000MWである。短期的には兎も角中長期的に脱原発は殆ど可能である。


実効出力(MW)
その他・備考

中小再生可能エネルギー計
5,900 中小水力・陸上風力・太陽光

地熱開発
500


バイオマス
1,000


新技術
700
洋上風力・IGCC・重油残渣など

大中新エネ合計(②+③+④)
2,200

新エネ粗合計(①+⑤)
8,100
新エネルギー類で補完出来る電力量。結構纏まった量になる。

火力発電新設
8,960
从来型発電で補完出来る電力量矢張りこちらがメインになるが。

新規電力量粗合計(⑥+⑦)
19,000
原発の穴を埋めうる電力量

原発再稼働申請(優先・先行組)
9,130
比較的安全性が早期に確認できそうな原発発電能力量

原発再稼働申請プラスα(総数)
19,500
新基準でも稼働が可能そうな全原発稼働出力量

不足電力出力量(⑩-⑧)
▲500

ここ2,3年の短期的には兎も角,早晩火力発電が立ち上がり,電力の安定供給は可能であるようである。(逆に言うと規定の大飯・高浜・伊方・川 内・玄海の一部は当面必要となる。北海道の基盤の弱さを考えると泊辺りも動かしても良いかも。)併しまた5~7年という視野でみればベース電源的に使いう る地熱発電やその他の自然エネルギー も更に一定規模,上積みされよう。この様に更に開発が進めば優先原発の幾つか迄も停めることが出来,更に脱原発の実現可能性も十分に視野に這入って来る。
揚水発電は現在1日に45分程度しか使ってない(>>2188) そうで現在も増強されつつある(ソース)ので,自然エネルギーを積極的に導入している欧州でも注目されているように揚水発電が自然エネルギーの不安定性を カバー出来そうである。まあ揚水発電は高コストなんだけど自然エネルギーの増加で稼働率が上がれば計算上のコストも下がろう。

また安定性としては日本の250GWの発電能力に対して不安定な太陽光が6.3GW,風力が1.2GWと7.5GWとまだまだ大丈夫なレベルであろう。

<2>再生エネルギーを含む発電ポートフォリオのコスト構造
問題はコストである。特に自然エネルギーのコストはそれなりに高い事が解る。以後,コストを下げうる技術革新に期 待をしたい所である。
散々非原発系電力を非現実的と嗤って来た原発が一番非効率・非現実的・非人間的であった事が解ったのであるから,原発マネーで潤った連中は自らの不明を恥 じて以後は脱原発の沿った電力行政の健全なる批判勢力としてその監視に努めて欲しい所である。

1kWh辺りコスト

想定稼働率

石炭
9.5~9.7
[1]
80%
割安。CO2排出や需要変動対応に難有り。技術革新(例えばIGCC)により効率化が図られている。
LNG
10.67~11.1
[1][2]
80%
日本は割高なLNG契約を結んでいる。
シェールガスの輸入が開始される予定。(シェールガスも枯渇の危険の記事もあったが・・)
石油
36.0~38.3
[1][2]
50~10%
(ピーク用電源だからか?)
やたら高い。枯渇性資源であり,CO2を排出し尚且つ高い事を考えると此処を 可能な限り減らすのも重要な政策目標であるべき。
需要変動に柔軟に対応できるがそれはLNG火力でも同様。
こいつのフル稼働が現在の電力会社赤字の主因ではないか?(サンケイは原発が動け全て解決的にミスリードしようとする記事書き垂らしてるけど・・)
ただし結構割高だからピーク時用電源としてたまにしか使わないから稼働率が下がって余計に割高になっている可能性はある。。
原子力
8.9~??
[2]
70%
様々な未計上のコストを積み上がると結構高くなる可能性が各所から指摘 されている。更に事故処理コストを含めると∞に。。
水力(一般)
3.88~10.6
[5][2]

幅 があるが,重要な指摘に嘗てと比べて水力発電の稼働率が劇的に低下していると云うものがある。調べてみると実際にその通りであり,どうやら水力発電の負荷 追从性を優先してベース電源的位置づけ(高稼働率)から調整役的な色彩を強めてきたようである。その結果が巨大なダム事業と公共工事批判であった。
今後は巨大なダム事業を伴わずベース電源的な調整能力を不要で安価な中小水力を優先したいところ。
水力(揚水)
51.87
[5]

原子力・石炭など出力を調整しにくいけどランニングコストが低い(原発は色々誤魔化して安く見せてるだけだけど。。)電力のバッ クアップ用。
それなりに高コスト。例えば[5]や[7][9]で前提として議論されている様に出力調整の難しい原発と一体のシステムとして認識されることが多いことが 解る。
実際には稼働率は極めて低く,原発と必ずしも不可分の施設ではないようである。
自然エネルギーの増加で稼働率が上がるとコストが大きく低下する可能性もあるのではないか?
太陽光
33.4~38.3
→9.9~20.0
[2]
→[3]
12~13%
R&Dにより高効率化の可能性(あくまで可能性)あり。
太 陽光発電の供給ピークと冷房の需要ピークが一致することによりピーク時の発電必要量と分散型の発電で送電罔の負荷を下げうる可能性があるのでは?この部分 のメリットが从来型の発電の限界費用のみを考慮し送配電罔への負荷を考えない発電のコストという指標そのものを機能不全にしているかも。
ただ,急に曇ったりして冷房需要電力が落ちないのに電力供給が急減するなどの危険性もあるのかも知れない。
地熱
9.2~11.6
[3]
80%
出力安定して,日本に大量に賦存する資源で価格も安くCO2の排出もな いと次世代の本命にも思える。
しかし開発が国立公園内規制が厳しく,また温泉の枯渇などの不安もある。出力量的に何処迄開発できるかであろう。
風力(地上)
8.8~17.3
[3]
20%
それ程安定性は高くない。資源賦存は非常に大きく可能性は高い。
東北・北海道に偏在しているので送電線の整備と安定性の為の設備が必要。
風力(洋上)
8.6~17.6
[3]
30%
地上よりも安定して出力できる。コストは洋上建設・維持の為に割高。
バイオマス(木質専焼)
17.4~32.2-21
[3]-[8]
80%
原料の安定的確保が問題であるが矢張りそれ以上に高いのも問題・・。
ただ未利用木材の木質バイオマス専焼でもコストを直ちに21円程度に引き下げられる(但し発電 所建設に農水省の補助金前提)様ではある[8]
小水力
19.1~22.0
[3]
60%
エネルギーの地産地消の究極の形態かも。出力が余り大きく取れないこ と,コストが割高なのが難点。
技術者の配備などで規制緩和が行われた。

バイオマスも[8]に拠れば直ちに10円程下げれる(政策経費込みなので市場価格ではないけど市場ベースでも5円程度は下げうるようだ。)上に,[10]の本来 温熱 供給向けと云う指摘を受け,ガスコジェネ同様熱源供給も考えれば,大体石炭火力,LNG火力,地熱,バイオマス(木質専焼),ガスコジェネが10円 /kWh前後で並ぶ事になる。太陽光も技術革新がなれば同じく10円内外で並ぶ事になる。原発の社会的な総費用をカウントすれば寧ろ低廉な電力を供給が可 能ですらあるかも知れず,かくして10年単位で見れば脱原発も,未考察の脱CO2 を除けばそれなりに行けそうな感じである。またCO2対策費用もコスト[3]の表を見るとそんなに高く無さそうな感じ もする。。

<3>CO2
上記で検討したような電力ポートフォリオだと
全容量46GW程のCO2を出さない原子力発電をどう置換してゆくかである。

既設と将来見込みを併せると
太陽光 6.3GW
風力(陸上+洋上) 1.1GW(0.7GW+0.4GW)
バイオマス 約4.0GW
中小水力 約9.6GW
地熱 1.0GW
────────
    21GW
ほど。あと熱効率をCC化で高める方策や低効率の石油火力をLNG代替で補ったりの施策では正直云って難しそうであるが46GWに対して半分ぐらいは再生 可能エネで代替出来そうだとも云える。。

其処で賦存量をどの程度使用するかの検討をしてみると
風力発電協会が云う使用量が50GW(地上25GW・洋上25GW)である。本項独自の指標である実効定格での対応を考えるとこれは27.5Gとなる。
世界有数である日本の地熱の賦存量や技術革新などを考えて,この辺を総動員すれば達成は可能となるやも知れぬ。


参考文献及び数値出典:
[1] ITメディアWeekend Quiz

[2] 関西電力

[3] 関西電力

[4]http://d.hatena.ne.jp/abz2010/20110707/1310080497


[5]本 当の原発コスト 原子力発電の電気代は一番高い!
「原発は出力調整が難しいため、夜間など余剰発電分で水を汲み上げてエネルギーを貯める揚水発電を付帯させます。実際、揚水発電の容量は1970年以降、 原 発の発電容量に比例する形で増えています。つまり揚水発電を原発の必需品と考えれば、発電コストも原発と揚水発電を合わせて考えるのが適切ではないか。揚 水発電には事実上、原発で発電した電力が含まれるわけですから。両者を平均すると10.13円/kWh(表1の「原子力+揚水」)と、火力よりも高くなり ます。」


「財政支出を加えた総合の発電コスト(1970~2007年平均)は一般水力が3.98円/kWh、火力が9.9円/kWhで原子力は10.68円 /kWh。揚水発電とのセットで考える「原子力+揚水」は12.23円/kWhになります。財政まで加味したコストは、原発が一番高いわけです。」


[7]綾の照葉樹の森に送 電鉄塔は不要だったのだ。

[8]
未利用材バイオマス発電 補助金4重取り(2013.1.21) WEDGE編集部
木質バイオマス発電 買取価格32円はおかしい 価格決定の透明化を(2012.11.20) 朝野賢司 (電力中央研究所社会経済研究所主任研究員)

[9]揚水発電vs原発
カ ンタンな答 - 難しい問題には常に簡単な、しかし間違った答が存在する 揚 水発電は本当に原発の付属物なのか?


[10]
木 質バイオマスで発電なんて


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