再生可能エネルギーの発電量はどのくらい？ 設備容量と設備利用率について

震災、福島第1原発の事故以来、再生可能エネルギーの話題が大変多くなってきました。その中で再生可能エネルギーで原発○基分可能と言った記事を見ることがあります。例えば100万kWの太陽光の場合、設備容量は確かに原発1基分ですが、得られる発電量は原子力の約1/5。ここで、原子力○基分というと、誤解が生じてしまうわけです。

というわけで、「設備容量」と「設備利用率」の話です。


さて、設備容量100万kWの発電所があるとします。ここで1年間でどの位の電力が発電できるでしょうか？

発電量は、出力x時間（Wh）で計算されます。
１年間では24時間ｘ365日=8760時間なので、１年間目一杯発電したとすると、

　100万kW x 24 x 365 = 876,000万kwh = 87.6億kWh

しかし、どの発電方法でも常に100%出力できるわけではありません。で、実際の発電量を設備容量（x時間）で割ったのが設備利用率です。

　設備利用率　＝　実際の発電量　/　(設備容量x時間）

要は、フルに発電できた場合と実際の発電量の割合です。原発の設備利用率が60%に低下した。なんてニュースで使われたりしています。

参考　世界の原子力発電の設備利用率の推移

平成21年度エネルギー白書より

ちなみに平成21年度の日本の原子力発電所の設備利用率は64.7%だったそうです。

http://www.meti.go.jp/committee/materials2/downloadfiles/g100305a04j.pdf#page=12

原子力発電は安定電力と言われていますが、それでも設備利用率は100%ということはありません。火力発電でも、点検、出力調整、故障等で設備利用率は下がります。水力発電は雨量に関係します。風力、太陽光などの再生可能エネルギーは変動が大きく、設備利用率は相対的に小さくなります。（地熱を除く）最近話題の風力発電では、設備利用率20～30%、太陽光発電は12～15%程度と言われています。

設備利用率を原子力65%、太陽光12%、風力20%とした場合、全て同じ100万kWの設備容量であったとすると、年間の発電量は

　原子力　100万kW x 24時間 x 365日 x 65% = 569,400万kWh
　太陽光　100万kW x 24時間 x 365日 x 12% = 105,120万kWh
　風力　　100万kW x 24時間 x 365日 x 20% = 175,200万kWh

と、同じ設備容量でも発電方式で得られる電力（発電量）は大きく異なります。日本の原子力発電の設備利用率が60%台というのは国際的に見て低いですが、それでも他の発電方式と比べると発電量は大きい。同じ設備容量だと、原発は風力の3倍以上、太陽光の5倍以上の電力を発電することになります。

ここでは、原子力の設備利用率を65%を使って計算していますが、これが80%だと原子力の発電量はさらに大きくなります。もちろん、風力を30%として計算することもできます。（洋上風車だと30%くらいか？）ただ、日本の現状では風力の設備利用率は20%以下になっているようです。太陽光は雨、曇天、夜間は発電しないので設備利用率はどうしても低い。

このように、発電の方法により設備利用率は大きく異なります。また、太陽光は夜間は発電できない。季節によって風の強さも変わる。水力は雨が少ないと発電できないなど、発電の特性も違います。単純に設備容量を足し合わせて、原発○基分とか、原発がなくても電気は足りると言うことはできません。

原発の代替えを再生可能エネルギーで！と言う声が大きくなってきていますが、再生可能エネルギーにももちろん欠点があります。風力発電の反対運動が大きいのも事実。大規模ダムは今後作るのは難しいでしょう。あまりにもてはやすのではなく、利点と共にそれぞれの発電特性、コスト、リスクも考える必要があります。


関連ページ
大規模洋上風力発電九州大グループが研究開発へ　１ユニットで原発１基分の発電　低リスク・低コストで実現可能
http://www5.sdp.or.jp/policy/policy/electoric/electoric_wind01.htm
有名な社民党ホームページにある風レンズ洋上風車。「１ユニットで１００万キロワット級の洋上風力発電は、原発１基分の総発電能力」とありますが、総発電能力というのが何を差すのかがはっきりしません。少なくとも設備容量100万kWの洋上風車で、原発1基分の発電量を得るのは無理でしょう。

池田信夫氏　原発1基分＝山手線内側分面積の太陽光パネル[NEWSポスト]
http://www.news-postseven.com/archives/20110512_19990.html
100万kWを発電するためには、（太陽光）パネルが約42～56平方km必要になる（山手線内は約58平方km）。としているが、100万kWが発電量なのか設備容量なのか分からない。（記者も分からずに書いているよう）ここでも「発電能力」という言葉が出ています。割と一般的な言葉なのでしょうか？

資源エネルギー庁　電力調査統計
http://www.enecho.meti.go.jp/info/statistics/denryoku/result-2.htm
2-(4)発電設備利用率に各発電方式での設備利用率あり。（ただし、水力は可能発電電力量に対する実発電電力量の比なので、一般的な設備利用率とは異なるので注意）九州電力の地熱は約80%で安定。風力は季節変動が大きい。

勝手に風力発電講座　定格出力と設備利用率
http://blog.goo.ne.jp/fun_energy/e/a08334ada4cdae6bf1fe22356a36d648
風力発電の設備利用率について以前に書いた記事。今回とほぼ同じ内容です。


2011/5/23 更新