【エネルギー】太陽光、風力発電･･･自然エネルギーが自然にやさしいという嘘　高校の知識で分かる不都合な真実

太陽光や風力といった自然エネルギー（再生可能エネルギー）は「自然にやさしい」というイメージがあります。しかし太陽光や風力は、水力発電と同じ電力量を生み出すのに、水力発電所の5倍の面積が必要だといいます。それは「エネルギー密度」が低いからです。筑波大学の掛谷英紀准教授は「高校までの知識で、自然エネルギーのウソは容易にわかる」といいます――。（第2回、全4回）

■大多数の人が知らない「自然エネルギーが自然を破壊する」

今回の話題は、「電気の未来」というタイトルで、大学のオープンキャンパスや高校での出前講義などの機会に、理系の高校生を相手に何度も話してきたものです。基本的に高校レベルの話ですし、普段高校生相手に話す内容に比べるとかなり平易にしています。

まず、講義で必ず聞くクイズを紹介しましょう。

福島第一原発の事故の後、「これからは自然エネルギーの時代」だと言われていますが、なかなか普及しません。それはどうしてでしょうか？

A　研究予算が足りないから
B　電源として不安定だから
C　自然を破壊するから
D　原理的に無理だから

Aを選ぶ人はテレビの見すぎです。お金があれば何でも解決するという考えは、技術を知らない人の発想です。

理系の高校生の大多数はBを選びます。Bは半分正解です。たしかに、太陽光発電や風力発電のように、気象条件で出力が大きく変化する、電源として不安定な自然エネルギーもあります。

しかし、その一方で水力発電や地熱発電のように電源として安定している自然エネルギーもあります。もし電源の不安定性だけがネックなら、水力発電と地熱発電はもっと普及するはずです。

答えはCなのですが、正解できる人は少数です。自然エネルギーが自然を破壊するという発想は、テレビや新聞だけが情報源の人からは全く出てこないでしょう。

それでも水力発電の話をすれば、自然破壊とのリンクが見えてくるのではないでしょうか。今でこそ話題にならなくなりましたが、民主党政権時代、八ッ場ダム建設反対で盛り上がっていたことはまだ記憶に残っていると思います。当時、ダムは自然破壊の象徴でした。水力発電のためにダムをつくることは、確かに大規模な自然破壊につながります。

■風力発電と太陽光発電は水力発電の5倍の開発面積を必要とする

では、自然エネルギーによる発電に大規模な自然破壊が伴うのはどうしてでしょうか？　その謎を解くため、講義で聞くクイズをもう一つ紹介します。

火力発電で重油を1立方メートル燃やして得られるのと同じだけのエネルギーを、高さ100メートルのダムを使った水力発電で得るには、何立方メートルの水が必要でしょうか？

これを知識として知っている人はほとんどいないので、講義では直感で答えてもらっています。今までの講義では10倍から100倍、つまり10立方メートルから100立方メートルといった答えが最も多いです。たまに1000倍といった回答もあります。しかし、実はそれでも全然足りません。

正解は「約4万立方メートル」です。この数値は高校で習う物理と化学の知識を使って計算することができます。

水力発電で得られるエネルギーは、高校の物理で習う位置エネルギーから計算できます。位置エネルギーは＜質量×重力加速度×高さ＞で表されます。水1立方メートルの質量は1000 kgです。重力加速度は9.8m／s／sです。今、ダムの高さは100mと仮定しています。これらの数字を掛け合わせると、98万J（ジュール）、すなわち0.98MJ（メガジュール）となります。

一方、重油1立方メートルを燃やしたときに得られるエネルギーは、化学の燃焼熱（反応熱）の考え方で求めることができます。詳細な計算は省略しますが、得られる結果は3万9000MJです。

よって、これと同じエネルギーを得るには約4万立方メートルの水が必要になるわけです（なお、これらの計算は全て変換効率100％、すなわち、もとのエネルギーが全て電気エネルギーに変換される場合での比較です）。

■自然エネルギーが自然にやさしいというイメージは虚構

自然エネルギーの最大の欠点は、エネルギー密度が非常に低いことです。そのため、広大な面積を使わないとまとまった電力を得ることができません。広大な面積を使うということは、それだけ自然を破壊することになります。自然エネルギーが自然にやさしいというイメージは虚構に過ぎないのです。

>>2につづく
http://president.jp/articles/-/25265

水力発電については、もともと自然破壊につながるとのイメージが持たれていますが、風力発電と太陽光発電にはそのようなイメージを持つ人はあまりいません。しかし、実は風力発電と太陽光発電は、水力発電以上の開発面積を必要とします。内山洋司著『エネルギー工学と社会』（放送大学教育振興会）によると、風力発電と太陽光発電は、水力発電と同じ電力量を生み出すのに、水力発電所の5倍の面積が必要であると算出されています。

科学というと、多くの人は今まで不可能だったことを可能にするものというイメージを持っている人が少なくないようです。しかし、実際は私たちが住む世界（宇宙）の制約を探す作業という側面が強くあります。たとえば、万有引力の法則は、私たちが重力の拘束から逃れられないことを示します。たしかに人間は飛行機の発明で空を飛ぶことができるようになりましたが、それは重力以上の揚力を生み出すことによって実現しているのであって、重力をなくしているのではありません。

万有引力の法則が私たちを拘束するように、エネルギー保存則も私たちを拘束しています。私たちにできるのは力学的エネルギーや化学的エネルギー、あるいは核エネルギーを電気エネルギーに変換することだけで、何もないところからエネルギーを新たに生み出すことはできません。自然エネルギーの研究によって、その変換効率を上昇させることはできますが、エネルギー保存則を打ち破ることはできないのです。

ですから、どれほど多額の研究費を投入しても、広大な開発行為なくして、エネルギー密度の低い自然エネルギーで従来の火力発電や原子力発電を代替させることは不可能です。その種の試みは必ず失敗します。

■太陽光パネルの寿命は「基本10年」

ここまで書かれていることを読むと、私が太陽光発電、さらには自然エネルギー全体を敵視しているように見えるかもしれませんが、それは誤解です。

その証拠に、私の家の屋根には太陽光パネルがついています。実は、上で紹介した計算は、東日本大震災のときの計画停電で、せっかく太陽光パネルがあるのだから、その電気を貯めて夜の停電中に使えないかと考えたことがきっかけになります。

最初は、蓄電池の購入を検討しました。しかし、1キロワット時の容量で10万〜20万円もすること、さらに寿命が5年から10年というのを見て断念しました。東日本大震災級の地震が今後10年以内にまた起きる確率はそれほど高いとは思えません。そのために10万円以上を投資する気にはなれませんでした。

そこで、「庭に穴を掘って揚水発電をしてはどうだろう」と考えました。昼の余剰電力で水を上に汲み上げておき、夜にその水を落下させて水力発電をしようと思ったのです。それで計算してみると、3mの高低差の場合、10m×10mのプールに水深約1.2mの水をはることが必要であると算出されました。さすがに、そんな広い庭はありません。

もちろん、水より比重の重い液体、たとえば水銀のプール（！）にすれば、プールの体積は約14分の1で済みますが、当然別の問題が生じます。この出来事をきっかけに、各種自然エネルギーのエネルギー密度を計算したことが、今回の内容の元ネタになっています。

ちなみに、我が家の太陽光発電は設置9年目の2014年から徐々に出力が落ち始め、2018年時点で出力は設置当初の10分の1程度まで落ちています。たまたま、大学の同僚で太陽光発電の専門家がいるので聞いてみたところ、太陽光パネルの寿命は基本10年だそうです。つまり、寿命20年というのは誇大広告なのです。これから太陽光パネルの設置を検討されている方は参考にしてください。

このように、自然エネルギーに対する過大な期待はどれも裏切られる運命にあります。それでも、自然エネルギー礼賛の声は衰えを知りません。自然エネルギーを喧伝している人たちは、果たしてここに書かれたことについて無知なのでしょうか。それとも分かった上でウソをばら撒いているのでしょうか。

実際には、両者が混在しているように見えますが、私は後者の人に遭遇したことがあります。意図的にウソをばら撒くのは、一体どこのどいつなのか。それはさすがにネット上のこんな目立つところでは書けません。答えを知りたい人は、拙著の116〜117ページを立ち読みして、その正体をこっそりご確認いただければ幸いです。

ものすごい偏向教育だなw

報道しない自由だからな

太陽電池の出力が15年程度で1/10になるのか

太陽電池そのものの劣化なんやろか？
太陽光発電てパネルの掃除に手間かかりすぎ
言われてたけど単に汚れてるだけやったり
しないんかな？屋根の上やと見えんやろ。

たとえば
家の屋根にソーラーパネルを設置することが一般化したら
自然を破壊せずにかなりの電力を得られるんじゃないの？

スペースが必要なんだけど、それは全部自然を壊してつくる
というのは悪意のある方に話を限定しすぎじゃないの？

小型化した核融合発電装置を各戸が
設置できるようになればいいよな。

いってることは正しいんだろうけど
それだったならば
原子力発電の場合に
核のゴミが出てそれを１０万年とか保管するコストもきちんと計算しないとね
どこかに掘って埋めるからいいとかいっても
どこにあるのか管理する必要があって
その管理のための人手もいるだろうし
その周囲の施設に破損がないか管理が必要だろうし
そういうことを１０万年続けるのにどれだけのコストがいるのか
しかも、今電力をつくるためにかかるコストなのに
必要な費用を積み立てているわけではない
将来の世代にとっては何の役にも立たないことのためのコストを
将来の世代に背負わせていることになる
そういうことの問題点もあわせて考えないとね

火力発電の重油と水力発電の水の体積比べて、
水力発電のほうが4万倍必要！環境に悪い！ってアホか
風力発電に必要な空気の体積も比較すんのか？
必要な面積や体積と環境負荷はイコールじゃないだろ

太陽光なんてあまった土地でできるから美味しいんだよ
いちいち土地開発してやったらコストにあわないってわからないのは理系バカだからなのか？

詐欺業者発狂

太陽光パネルが発電するエネルギー　＜　パネル作った時の消費エネルギー　だぞ

不等式が逆になったら　魔法の世界になってしまうわｗ

>>7
家の屋根とかビルの屋上とかへのパネル設置なら自然破壊の問題はないね
建物が密集している東京でそれを徹底すれば原発１基分くらいの電力は得られるはず

ただ実際には田舎にいくと休耕田を使ったりわざわざ山林を切り開いたりして
ソーラーパネルを敷き詰めて売電してる現実が至るところにある
田舎に行ってソーラーパネルがべたーって並んでる景色みるとうんざりするのは確か

農地はソーラーパネルで潰すんではなくちゃんと耕して食料自給率を上げることを考えるべき

>>7
一般家庭は昼間に電気を使うことは少ないよ。

>>10
エネルギー密度が高いほうが環境負荷は小さいというのは事実だろう
たとえ毒性の高い物質を扱うとしても占有面積が小さければ局所的な自然破壊で済む

ちなみに太陽光パネルは半導体なので製造過程で毒性の強い薬液や
温暖化係数の超高いガスなんかをたっぷり使ってる
エネルギー密度が低いだけでなく毒性も高いといえる

1/10というのはおそらくパネルではなくシステムとしての寿命だな
パワーコンディショナーが10年毎に寿命を迎えて全体が役立たずになる。
家庭用は工賃込み30万円くらいでこれを交換すれば7/10くらいの性能に復活するかも
15年もするとパネル間の配線が劣化するから再配線人件費が20万円かな
20年目にまたパワコン交換で30万円
30年目も同様に30万円と再配線20万円
さらに電池の土台が腐り始めて屋根ごと修理で+100万円として合計150万円か

>>1

プレジデント誌かw

いや、プレジデントの心配もどうやら先日のニュースで解消されたようだなw
つまり、「水にレーザー光を当てるだけで、高温（１０万度）のプラズマを発生させる」ことに成功したようだからだ。

もう以前から、東工大などで「水プラズマ」を利用してのゴミの焼却（というよりガス化）が提案されてるが、
東工大も気づいていないが、これは単なる「ゴミ処理」の問題で終わらない。

ゴミ以外でも、すべての物質（砂でも石でも）をガス化してエネルギー化できることになるからだ。
つまり、人類はようやく、自然の摂理に反した核分裂エネルギーの呪縛から逃れて、真の超効率エネルギーに到達したってことだ。

日本政府は、学識者を集めて、早急にプロジェクトを立ち上げよ。
現在、原子力発電に投じてる費用をすべてその「水ブラズマエネルギー」の実用化に向ける方がいい。
（原子力発電がすべて止まっても、日本に何の電力不足が起きなかったことは、すでに実際に証明されてしまってる）

遅かれ早かれ、アメリカを中心として世界の国々はそのことに気づき、国家の総力を上げて「水プラズマエネルギー開発」に向かうことになるだろう。
この日本では、２chの科学通が一早く気づいた。真っ先に向かえばその利は膨大にある。
（日本の１０００兆円に及ぶ財政危機を乗り切れるかも知れない。もちろん、消費税はゼロとなる）

自然破壊が問題になるほど
地熱も風力も太陽光も増えてない

この教授は馬鹿

家の屋根につけるのは多種多様な場所に小規模なパネルを貼るので設置コストが高くつくしあまり意味はない
本格的な電源として太陽光発電を考えるなら広大な土地に大量設置して設置コストを下げることだ
つまり砂漠に大量のパネルを張って長距離送電が最適解だ
問題は日本にそんな砂漠がないこと

＞広大な面積を使うということは、それだけ自然を破壊することになります。

このおっさんは森や林をぶっ壊して設置することを頭から前提としている詭弁屋だな。
サハラ砂漠に太陽光パネルを設置すれば自然破壊せずに大量の電力が得られる。

>>14
地表に照射された太陽光は何もせずに消滅しているわけではない
太陽光（その他自然エネルギー利用）発電を礼賛してる奴の多くが「無駄になってるエネルギーの有効利用」と思ってるようだが
発電量が膨大になれば大面積の気象的エネルギーを横取りし局所に廃熱として放出することでその分布を著しく乱すことになる
その意味で廃熱を放出するだけの化石燃料や核燃料より性質が悪い

>>20
インテリジェント送電（配電路の多様化）もまだまだだよ。
結局は目先のコスト。

>>22
問題はアルベド係数だろう
太陽光パネルは砂漠の砂よりアルベド係数が小さいので砂漠を太陽光パネルで埋め尽くすと温暖化に振れる可能性はあるな

そ〜ら〜ダメだろ、山を切り崩して自然破壊して設置してもね。
数年も経たずシナ製パネルは劣化し、汚れで発電量減り、いずれ産廃となる。
パネルの林立は見た目も墓石の様で味気なく異様で美的でも無い。
精々自分の家の屋根につけるぐらいでいい。まあ文系脳の考えそうなアホなことだ。

太陽光パネルの寿命だけはなぜか人に聞いたことを全て信じる
発電量が 1/10 になってもなぜか原因を調べようとしない

パナや三菱電機や京セラの 20 年保証の製品がそろそろ 10 年の寿命が来て
全て交換することになるとでも言うののかね？ こんなのが准教授とは筑波大はアホだな

なんでこの人は自然を破壊してソーラーパネル敷くことしか考えられないの？
まだソーラーパネル載ってない屋根がどれくらいあることか

>>21
砂漠にメガソーラー敷き詰めるって話は気候のバランスを崩す懸念がある

>>22
基本的に太陽光発電は地表の温度を下げる効果があるから
大規模に敷設する場合、気候への影響は無視できなくなってきますね
一方で都市部での屋上パネル設置はヒートアイランド現象を緩和する効果も期待できる
多角的な視点で効果検証すべき

自然、自然って、環境が変わるだけで、悪いこととは言えないんだよ。
そんなに自然が大切なら、全員死ねよ。
　
ダムも自然は破壊するが、発電はもちろん、
水害や水不足などから人間の生活を守っているからな。
風力も太陽光も据える場所によっては評価が全然違うだろうに。
　
原子力が良いのは今だけだろ。
将来的に破たんするのは見えているし、見えていないのは廃棄物処理技術だろうが。
利権と「今が良ければ良い」というエゴで推しているクソは全員死ね。
　

>>7
アパートとかマンション住まいだとほとんど意味ない。
というか、一軒家が少ない都市部だとほぼ無理。

それ以前に365日のうち48日しか発電しない(日本の気候だと発電できる
時間は平均13％＝3時間8分。年換算48日以下)ソーラーなんて非効率すぎ。

ちなみにこの13％って値は事業者も認めてて、扇島のメガソーラー試験場の
資料でもこの数字使ってるから最大発電量と平均発電量もこの値。

http://livedoor.blogimg.jp/chuunisoku/imgs/d/8/d898a5fc.jpg

普通なら熱にかわるはずの太陽光が電気に変換されるから
屋根にソーラーパネル置くとそれだけで室内の温度が下がる効果はあるんだよ
あんまり知られてないみたいだけど

自然を破壊
なんでこれが理由になれるの
不思議

>>28
気候だけじゃないよ。

エネルギーが高いのが青〜紫外線だから、その波長を吸収するし、一部は
反射もしてる。
密集させたらその近辺は紫外線で殺菌されてたはずの微生物が大繁殖…。

普及しない理由は高いから

>>1
原発よりははるかにいいよ。

残念、電事連さん

これ、データが全部ウソすぎる。

たとえば太陽電池の寿命は大昔は１０年でだめになるって
言われたけど、今現在で２０年前の４８wのパネルが４０wの
発電を続けてるし、現在の新しいパネルはもっと寿命が長い。

電源が不安定ってのは電池価格が激安になってきて、車に
家庭用電力の４日分くらい貯められるようにすぐなるけど、
そうすると各家庭に余った電力をキープできる。

この人って社会全体のシステムが変わるってことを理解してない。

>>35
ぜんぜん高くないよ。
日本以外はね。

海外の大規模契約は、もう太陽発電でも、日本の原発の1/3の
とこもできてるくらい、予想より価格が下がってる。
風力ですら６円とか７円まで下がってきて、日本の原発の
半額以下。

>>39
安ければ普及するし
そのロジックなら日本は原子力になるよｗ

太陽光パネルと風力発電の材料は再生不能であったり、
有害な物質を含むことがあるから別の意味でも自然破壊なんだよ。
水力発電と地熱発電は再生可能な材料を使うから
自然への負担は少ない。

>>39
自然エネルギー利権乙

最後の方を読んだら安心した

太陽光だけでは不安定で完結できないからバックアップ用の電源が必要
パネルが安いだけじゃダメだよ

震災で壊れた工場跡地が太陽光パネルになった、確かに電力は供給しているが
会社が出て行って3000人の雇用が無くなったり配置転換で人が出て行った

>>38
製造業者や自然エネルギー利権のなんちゃってデータがそーすですかｗ
車の排出ガス規制で出鱈目なデータを出した自動車の企業も腐る程あるからなｗ

>>18
10万度程度じゃ核融合しないぞ

カンナオトと民主党の負の遺産

田舎の有り余ってる土地の有効活用だぞ

すでに開発してしまったところで自然エネルギー作ればいいんじゃね？
太陽光発電なら、家の屋根なら自然破壊とは言わないだろうね。
今後コンパクトシティで田舎はどんどん寂れていくから、そういったところも住宅地を太陽光発電供給地にしていけばいいんじゃね？
新たに山を切り開いて太陽光発電所を作るのは禁止してもいいと思うよ。

>>48
自民党が再エネをもっと普及させる修正案を出して可決

10年で1／10か
10年で元がとれる予定だったので
設置しなくてよかったわ

安定して発電できる地熱発電ももっともっとやるべきなんだよなぁ

あと、屋根以外のソーラーパネルの場所なら休耕地がいくらでもある

>>9
加えて各自治体に払う大量の補助金もコストだよな。

まず、自然エネルギーが普及しない理由が自然破壊であるという根拠がない。

自然エネルギーに自然破壊が伴うことは事実だが、普及しない理由は別だろ

蓄電が普及しないのは、蓄電して自家消費増やすと売電量が減ると損だから

分かって嘘言ってるのは
これで儲けた朝鮮禿に決まってるだろ

今はまだ、売電のほうが儲かるから蓄電はあまり普及しない
しかし、ある時点からで売電よりも自分で作るほうが安くなるだろう
海外ではすでにそうなってる国もある
これを境に爆発的に普及しだす
蓄電システムもそう

自分で作るじゃなく自分で使うだった

太陽光は自宅や自前の建物で自給自足できる
原発とか水力とかの中央が全部制御するタイプと能力が違う

安倍が「太陽光を勧めるわ」って言ったら、マスコミは一斉に反対に回るだろう？

>>56
結局、いろいろなエネルギーって出所が太陽って話だな
そしてそれなら太陽から直接エネルギーを受け取るのが無駄がない
つまり化石燃料はそれができるまでの年月が必要で
生みだされる量より消費量が多いと枯渇するけれど
太陽から直接エネルギーを取り出せばそういう枯渇の心配もない