かがやけ!みんなのエネルギー

ストーリー5 2, 期待される再生可能エネルギー

学習のねらい
  • 発電の分野において二酸化炭素を出さない発電方法の開発が進められていることの意味について考える。
  • 再生可能エネルギーについてその性質や特徴を理解する。
指導上のポイント
  • 再生可能エネルギーなどの地球環境を守るための新しいエネルギー利用技術の開発・導入が進められている。
  • しかし現在の技術では課題が多く残されており、エネルギー生産量に占める割合はまだまだ小さく価格も割高である。
  • さまざまなエネルギー、利用技術の長所と短所。
関連する単元
  • 4年社会科住みよいくらしをつくる(電気やガスの確保)
  • 6年  理科 私たちのくらしと環境
  • 6年  理科 発電と電気の利用
関連ワークシート
  • ⑫ 再生可能エネルギーについて調べよう

再生可能エネルギー

石油、石炭などの化石燃料が限りあるエネルギー資源であるのに対し、太陽光や太陽熱、水力、風力、バイオマス、地熱などのエネルギーは、一度利用しても比較的短期間に再生が可能であり、資源が枯渇しないエネルギーである。これらは「再生可能エネルギー」ともいわれている。再生可能エネルギーは、温室効果ガスを排出せず、国のエネルギー安全保障※にも寄与できる低炭素の国産エネルギー源であるため、重要性が高まってきている。

再生可能エネルギーには大きな可能性があるものの、現在は出力が不安定、コストが高いなどの理由により普及が十分に進んでいない。こうした再生可能エネルギーの利用推進を図るため、2012年7月1日から、固定価格買取制度が施行されている。これは、再生可能エネルギー(太陽光、風力、水力、地熱、バイオマス)によって発電された電気を、電気事業者が、一定期間にわたって一定の価格で調達することを電気事業者に義務付けたものである。

※エネルギー安全保障…国民生活、経済・社会活動、国防等に必要な『量』のエネルギーを、受容可能な『価格』で確保できること。

再生可能エネルギー

太陽光発電・太陽熱利用

太陽光発電とは太陽電池を使った発電である。太陽電池は半導体の一種で、光エネルギーを直接電気に変える。これまでの技術開発により、光から電気にかえる効率(変換効率)が向上し、コストも下がってきたため、住宅用の電源としても普及し始めた。

長所:
エネルギー源が無くなる心配がなく、電気を作るときに二酸化炭素を排出しない
短所:
夜や雨の日などの自然条件によって、発電量が左右される。また、たくさん発電するためには、広い面積が必要。

風力発電

風力発電は「風」の力で風車を回し、その回転運動を発電機に伝えて電気を起こす発電方式である。風力発電は風の運動エネルギーの最大30~40%程度を電気エネルギーに変換でき、比較的効率の高いことが特徴である。

長所:
エネルギー源が無くなる心配がなく、電気を作るときに二酸化炭素を排出しない。
短所:
風向きや風速などの自然条件によって、発電量が左右される。また、たくさん発電するためには、広い面積が必要。

地熱発電

火山の地下深部にはマグマが存在し、膨大な熱エネルギーが眠っている。地熱発電はこの熱エネルギーの一部を蒸気として取り出し、利用するエネルギーである。地熱は発電のほか、浴用、施設園芸、道路融雪など熱水利用の熱源として利用されている。

長所:
天候に左右されず安定した発電が可能である。
短所:
利用できる地域は限られている。

バイオマス発電・バイオマス熱利用

バイオマスとは生物資源(バイオ/bio)の量(マス/mass)をあらわし、エネルギー源として再利用できる動植物から生まれた有機性の資源である。単に燃やすだけの熱利用から発電、化学的に得られたメタンやメタノールなどの自動車用燃料としての活用まで利用分野が広がっている。

長所:
バイオマスを燃やすと二酸化炭素を排出するが、排出された二酸化炭素は、光合成によって再び植物内に固定され、二酸化炭素バランスを壊さない(カーボンニュートラル)。
短所:
収集・輸送方法の確立やメタン発酵後の残渣処理方法に課題がある。

中小水力発電

日本は地形が急峻で、また雨量に富んでいるため、落差と流量に恵まれている。水力発電は重要な国産エネルギーとして利用が進められている。中小水力は未開発地点が多く新エネルギーの中に位置付けられ、今後の開発が期待されている。

長所:
河川や用水路などの流れを有効活用できる。
短所:
地域が持つ使用可能な水量や落差などの条件 に左右される。