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原発5基分の電力が燃料費タダで手に入る (日経ビジネス)
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投稿者 BRIAN ENO 日時 2011 年 10 月 06 日 09:29:10: tZW9Ar4r/Y2EU
 

原発5基分の電力が燃料費タダで手に入る

廃棄物発電の潜在力と再生可能エネルギー全量買取法の弱点


脱炭素時代の実現と同時に脱原発時代の実現のために新エネルギーの普及が期待されている。その切り札として再生可能エネルギー全量買取法(FiT法)が8月26日に成立した。
 これまでもさまざまなエネルギー改革制度が導入され、枠組みだけは欧米に近づいていた。新エネルギー導入先進国の国際比較研究から、固定価格全量買取制度(FiT、新エネルギーによる電力を電力会社が一定期間固定価格で全量を買取る制度)がもっとも有効と言われてきたので、新エネルギー推進派には悲願とも言える法律が成立したわけだ。
 FiT導入は地球温暖化ガス25%削減(2020年目標)を国際公約した民主党政権の既定路線だったが、菅前首相退陣の花道としてスケジュールが早まった。
 しかし、現時点で最も発電単価の高い太陽光発電が優遇される一方で、最も安価な廃棄物発電はFiTの対象から除外された。
 原発事故とFiT導入を契機として日本のエネルギー政策がどう変わるか、その問題点とこれからの方向性を考えてみたい。

なぜ、廃棄物発電はFiTから除外されたか

 現時点でもっとも安価な非化石燃料発電は廃棄物発電である。発電しなくても焼却炉は必要なため、イニシャルコストは熱交換器や発電機などの追加設備だけですむ。燃料は無料であり、逆に処理費をもらえる場合もあり、ランニングコストがほとんどかからない。
 それにもかかわらず廃棄物発電がFiTから除外された表向きの理由は、迷惑施設である焼却炉が乱立することを避けたいからということだが、環境省も経済産業省も廃棄物発電や廃棄物燃料化をサーマルリサイクル(熱源再利用)として推奨してきた。
 現在、廃棄物発電の能力は一般廃棄物焼却炉167万キロワット、産業廃棄物焼却炉64万キロワット、合計231万キロワットである。これは原発約2基半に相当し、太陽光発電(263万キロワット)や風力発電(219万キロワット)に匹敵する実力である。
 一般廃棄物焼却炉の発電能力が高いのは、自治体が清掃工場を建設する際に、熱回収率10%以上の発電設備を併設すれば補助金を得られるからであり、発電施設の平均熱回収率は11%となっている。
 これに対して民間企業が設置する産業廃棄物焼却炉で補助金を得るには、熱回収率23%以上(施設規模により15.5%以上〜25%以上)という技術的限界に近い基準が設定されている。さらに自治体と違って電力会社から余剰電力の買取を拒否されることが多いため、多くの施設で自家消費用の小型発電設備に甘んじている。この差は歴然で、発電設備のついた産業廃棄物焼却炉の熱回収率は平均3%である。

既存の廃棄物発電に500万キロワット以上の潜在的能力

 しかし逆に言うと産廃用焼却炉の発電余力は大きい。代表的な最新式の100トン級キルン・ストーカー炉の場合、熱回収率15%で5000キロワットの発電が可能だが、自家消費用に限定すると500キロワット程度の出力に抑制されてしまう。利用可能なエネルギーがムダに捨てられているのである。大型炉ほどムダは大きく、廃棄物を燃料として大量に焼却しているセメント焼成炉の熱回収率はわずか平均0.6%にすぎない。

http://business.nikkeibp.co.jp/article/topics/20110930/222923/?P=1

熱交換器などを大型化して熱回収率を15%まで引き上げると、既設の発電設備付き産業廃棄物焼却炉で50万キロワット、セメント焼成炉で200万キロワットの発電能力追加が可能である。さらに発電設備のない焼却炉1000炉に新たに平均1000キロワットの発電設備を設置すれば、100万キロワットの発電能力を得ることができる。
 つまり、焼却炉を新設しなくても、廃棄物発電は500万キロワット以上の潜在的能力があると言える。原発5基分の電力が燃料費タダで手に入るのだから、廃棄物発電の芽を摘んではならない。
 FiT法では、バイオマス系廃棄物発電だけが固定価格買取の対象とされたが、木くず、生ゴミ、汚泥などのバイオマス専焼発電は、燃料のカロリーが低く水分が多いため、焼却前に乾燥したり、助燃剤として重油を加えたりしないと自燃しないこともあり、熱回収率が低く発電コストは高くなる。カロリーの高い廃プラスチックなどと混燃するほうが現実的である。
 将来的な開発可能エネルギー量は太陽光のように無尽蔵ではないが、安価な廃棄物発電ならば企業や国民が負担する電気料金にコストを転嫁しなくてすむ。太陽光発電のコストが十分に下がるまで、廃棄物発電を拡大するメリットは大きいし、原発停止による電力不足に対しても、既設焼却炉の熱源を開発すれば設備期間が短く即効性のある対策になる。

電力自由化と電源の多様化が遅れている理由

 産業廃棄物処理業者が焼却炉に大型の発電設備を取り付けようとしたところ、電力会社から系統連携や余剰電力買取を拒否されたという話をよく聞く。廃棄物発電所を工業団地内に建設し、隣接の工場に直接給電しようとしたところ、購入予約した工場が電力会社から給電を停めると脅かされ、直接給電を断念したという話すら聞いたことがある。

 2000年の電気事業法改正によるPPS(特定規模電気事業者、電力会社の送電線を借りるなどして50キロワット以上を工場などに小売り)の導入により、超高圧、高圧の電力小売は自由化されており、電力会社はPPSからの系統連携申請を拒めないこととされているので、産廃業者のこうした不満を電力会社は表向き否定している。
 しかし、PPSの電源が逆潮流になって系統が混乱し、電力の安定供給が損なわれるという理由、あるいは系統を強化する費用が高額になるという理由により、電力会社には系統連携拒否権が認められている。このため実際には電力会社から系統連携を断られたためにPPS参入をあきらめたり、余剰電力が生じないように自家発電装置をわざと小型のものにしたりという事例が少なくないのである。
 PPSは、制度発足当初には話題を集め、大工場や官庁などの大口需要家の間で急速に普及したが、本年9月1日現在、事業者数は45社、発電シェアは電力全体の約3%にとどまっている。最大手のエネット(NTTファシリティーズ、東京ガス、大阪ガスの共同出資)が約50%のシェアを持っているが、発電能力は約300万キロワットであり、既存の電力会社(10社合計約2億キロワット)に対抗できる規模ではない。
 エネットは、電源の大半を企業の自家発電の余剰電力の購入によっており、余剰電力を電力会社よりも高く買い、電力会社の電気料金よりも安く売ることで競争力を保っている。したがって企業の自家発電装置に余力があるだけではなく、それが系統に接続されていないと、電力の供給量を増やせない。企業の自家発電能力の総量は6000万キロワット以上(原発60基分以上)あり、すべてを活用できれば脱原発をすぐにも実現できる。
http://business.nikkeibp.co.jp/article/topics/20110930/222923/?P=2

 PPSの中には、国や自治体などのさまざまな補助金を活用して風力、太陽光、バイオマス(木質系)などの新エネルギー発電所を建設し、RPS法(電力会社に一定割合の新エネルギー発電または購入を義務付ける法律、2003年施行)により電力会社に売電し(2009年から電力会社による余剰電力買取義務)、さらにグリーン電力証書(新エネルギー発電者の自家利用分を証券化して第三者に広く販売する仕組み)を発行するなどして、コスト競争力をつけているところもある。しかしまだ、PPSの電源の主流は蒸気タービン発電(火力発電)であり、その活用はFiT法では担保されない。
 電力会社が送電線使用を許可したとしても、高額の使用料を請求されることになり、そのコストもPPSの大きな参入障壁になっている。使用料は東京電力の高圧線(6000V)で、基本料金577.5円/キロワット、電力量料金昼間2.71円/キロワットhである。PPSの電力調達コストは10円/キロワットh程度なので、送電線使用料はかなりの負担である。さらに電力会社が30分ごとにPPSに割当てる電力量と3%以上の誤差を生じた場合、電力会社が誤差を補填して安定供給を維持するかわりに、通常の電気料金の数倍のインバランス料金を請求される。
 PPSの最終段階として2008年に予定されていた家庭やオフィス、コンビニなどで用いられる100〜200V電力の自由化は、2013年の再検討まで先送りされた。時期尚早という理由だが、ライバルとなったPPSのシェア拡大をはばみ、独占を維持しようという電力会社の思惑が見え隠れする。
 欧米ではPPSのシェアが50%を超えた国もあり、既存の電力会社も合併で巻き返すなど、電力業界再編が進んでいる。日本では枠組みだけは欧米並みに整えたものの、実質的な種々の参入障壁によって電力自由化が遅れ、電力会社10社の地域独占が事実上続いている。

FiT導入で新エネルギーは増えるか

 FiT法成立によって、これまでのRPS法による余剰電力買取制度が全量買取制度となった。
 たとえば、発電能力2000キロワット、自家消費率25%の太陽光発電施設を設置し、電気料金を1キロワットh20円、電力買取価格を同40円とすると、余剰電力買取の場合、自家消費分を除いた電力買取価格は1時間最大6万円、日照条件がよく平均稼働率20%で1年間発電できれば、約1051万円の収益となる。
 同じ条件で全量買取の場合、電気料金は1時間最大1万円、電力買取価格は1時間最大8万円、差引収益は1時間最大7万円、稼働率を同条件として、1年間約1226万円の収益となる。
 全量買取の場合は、発電量をいったん高い買取価格で売って、必要な電力を安い電気料金で買い戻すことで価格差益を得られる。このため、他の制度よりも新エネルギー導入のインセンティブが高いとされている。
 太陽電池のシステム価格を1キロワット20万円とすると、2000キロワットでは4億円となる。施設整備補助金がないと採算ベースには乗らないイニシャルコストである。
 それでも平成23年度の買取価格1キロワットh40円(余剰電力買取の場合)は、太陽光発電事業に1000億円の投資を行うと表明しているソフトバンクをはじめとする参入企業が要望していた最低ラインをぎりぎり満たしている。同社のようなIT企業は、天文学的なメモリー容量を持つ大規模データセンターの維持に大量の電力を消費し、電気代の負担が大きなコスト要因となっている。また、どっちみち災害時に備えた自家発電装置が必要なこともあって、自家発電した電力の価格差益が得られる全量買取制度のメリットは大きい。たとえばグーグルは太陽光発電にすでに全世界累積6億8000万ドル以上の投資をしている。

http://business.nikkeibp.co.jp/article/topics/20110930/222923/?P=3

余剰買取でも全量買取でも、電気料金と買取価格の差額は、太陽光発電促進付加金(太陽光サーチャージ)として、電気料金に転嫁される。つまり、太陽光発電事業者の利益を、電力会社から電気を買っている企業と国民が負担する仕組みである。これは不公平だという批判もある。
 買取価格は毎年見直されるが、発電事業者には導入年度の価格が10年間固定される。太陽電池のシステム価格は5年で半額程度のペースで低下してきたが、最近は中国メーカーの台頭により価格低下競争が激化しており、システム価格が下がれば、将来的には買取価格と電気料金の差益はなくなる。セル製造世界シェア1位のJAソーラー、2位のサンテックパワーはいずれも中国企業で、かつてトップシェアを誇っていたシャープや京セラなどの日本メーカーはシェアを落としている。

電力会社の連携拒否権は認められたまま

 通信の信号は同じ通信線や電波を使っても織物の縦糸のように混ざらないが、電気は川の水のように同じ送電線に合流すれば混ざってしまう。電力会社の系統につながれた多様な電源は逆潮流となって系統を混乱させるが、とくに発電量が安定しない風力発電や太陽光発電ではこの問題が大きい。
 PPSやRPSでも逆潮流を理由に系統連携拒否権が発動される例が目立ったが、FiTにより新エネルギー電源が増えれば、逆潮流の問題はこれまでの比ではなくなる。しかし、逆潮流を制御するための系統強化コストを国、電力会社、新エネルギー事業者のいずれが負担するのかといった議論は曖昧なままである。
 電力会社の連携拒否権はFiTでも認められている。北海道電力はFiT法成立直前に、道内の風力発電の新規買取りしないと発表して予防線を張り、FiT歓迎ムードに水を差した。連携拒否権による買取枠の設定を電力会社に認めれば、FiTは早い者勝ちで頭打ちになり、通信自由化のようには電力自由化は進まない。
 この系統安定という錦の御旗を降ろさせるには、発送電分離(発電、送電、配電の分離)を行い、送電網を電力会社から切り離して独自の事業として強化していかなければならない。
 PPSの高圧線連携では30分間隔で系統電力の調整を行っているが、この程度の技術ではとてもFiTの時代には間に合わない。PPSを家庭やオフィス、コンビニにも開放して電力自由化を完成させ、FiTによって導入が促進される太陽光発電所や風力発電所、各事業所や各家庭の太陽電池、燃料電池、さらには電気自動車や燃料電池自動車などの分散した電源との系統連携を行うには、スマートグリッド(各需要先にスマートメーターを設置し、電力の需要と供給を戸別に制御する技術)によって系統の逆潮流を調整するシステムを構築する必要がある。これは日本の電力会社が世界一のシステムだと自負して維持してきた系統安定システムをスクラップすることを意味し、既存の電力会社に任せていたのでは進展しない。
 ソフトバンクなどの新規参入予定の電力事業者は、送電網の構造転換のタダ乗りを期待しているかもしれないが、公的補助金や電力料金転嫁によったのでは、国民の負担を増やしてしまう。発送電分離によって、送電事業のコストを正確に算定し、そのコストを発電事業者と配電事業者に公平に負担させる仕組みを作るべきである。
http://business.nikkeibp.co.jp/article/topics/20110930/222923/?P=4


送電がストップすればすべて共倒れに

 東日本大震災によって、福島第一原発以外にも非常停止した原発や火力発電所が多く、また西日本でも定期点検を終えた原発の再稼働を自治体が承認しない動きが広まった。このため広範囲の地域で計画停電や電力使用制限命令が行われ、市民生活や産業活動に大きな影響が出た。
 大規模停電に備えるため、震災後に自家発電装置やコージェネレーションシステムを導入する工場やマンションが急増している。また、これまで高価格のために普及しなかったエネファーム(東京ガス)などの家庭用燃料電池も特需になっているという。
 しかしながら、これらのシステムの多くはコントロールパネルが電力会社の電力によって動いており、電源が自立していないため、停電時には動かない。
 電力会社の送電網がダウンしてしまえば、PPSの発電機がたとえ動いていても、需要先に送電することはできない。廃棄物発電を行なっている焼却炉でも、非常用発電機は焼却炉をクールダウン(安定停止)させるためのもので、停電時に継続運転することを想定していない。
 つまり電力会社の送電が長期間ストップする事態になれば、PPSも新エネルギー発電も廃棄物発電などの自家発電の多くも共倒れとなるのである。

災害にも強い新エネルギーシステム

 電力自由化が進んだ国の状況を見ると、競争により電気料金の低下や新エネルギーへの転換が進展したかわりに、電力供給が不安定になり、停電の頻度が増している。日本でも電力会社の独占が壊れれば、電気料金が下がることと引き換えに、無停電神話が崩れることが予想されるが、その前に東日本大震災で無停電神話は崩壊した。
 災害に強いエネルギーシステムを構築するには、単に電源を分散させるだけではなく、分散した電源を系統ダウン時には自立的に稼働させるシステムにしなければならない。
 たとえば、工業団地やニュータウンに近接して太陽光発電所、風力発電所、バイオマス・廃棄物発電所などを設置し、平常時は電力会社の系統を利用して給電するが、停電時には直接送電できる系統を用意し、スマートグリッドで戸別の給電量を配分すれば、クリーンなエネルギーを使いながら災害にも備えたシステムを作れる。

 家庭やオフィスビルの太陽電池、燃料電池、ガスコージェネレーションなどの自家発電装置も、停電時にコントロールパネルの電源を自立させるシステム(自家充電式無停電電源)を入れておけば、災害時にも発電を続けられる。
 電子機器はほとんどすべて直流で作動しているので、太陽電池や燃料電池などの直流電源は、インバーターで交流に変換せず、そのまま直流で利用したほうが効率がよい。パソコンや携帯電話など日常生活やオフィスの必需品の電源を平常時から系統に接続せず、独立した直流システムにしておけば、災害時にもダウンすることはない。
 コクヨのエコライブオフィス(品川)に行くと、太陽電池とリチウムイオンバッテリーを組み合わせた直流給電システムで、パソコンなどのOA機器のみならず、LEDデスク照明やユニークなクールファン付きチェアなどが動いているのを見ることができる。
 東日本大震災がなくても日本のエネルギー構造は転換期に来ていたが、福島第一原発事故によって待ったなしの状況に追い詰められた。電源の分散と自立を考えながら、PPSによる電力自由化、FiTによる新エネルギーの普及、スマートグリッドによる電力需要の制御、発送電分離、直流利用などの政策と技術をポリシーミックスとして進めて行けば、脱炭素と脱原発を同時に実現する道筋がはっきり見えてくるに違いない。

http://business.nikkeibp.co.jp/article/topics/20110930/222923/?P=5


 

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コメント
 
01. 2011年10月06日 10:49:43: mAKWjxKjsw
フランスで潮力発電稼働開始、今後増やしていくことが決まっている。
日本に昔からある、小川の流れで発電、今また脚光をあびる。
太陽の熱で料理ができる、ソーラークッカー、簡易型、2千円ほど、
本格的なのは5万円ほど、でも燃料費ただ。

02. 2011年10月06日 15:22:26: sgolhP60mA
廃棄物発電のコストを計算していない。原発5基分になったときの平均コストはどうなるのか?
だから「原発5基分」と言っても犬の遠吠えになって、補助金目当てかと疑ってしまう。

廃棄物発電に関するタイトルになっているのに、議論が太陽光やスマートグリッドなどに拡散している。
PPS電力は需要者と供給者との契約問題だから、まずは送電分離と廃棄物発電だけで良いのではないか(送電分離だけで済まない理由があるなら聞きたい)。
スマートグリッドは次の問題で良い。カネのかかるスマートグリッドを抱き合わせると、送電分離が進まなくなる。今の技術水準ではFITそのものが悪法なのだ。


03. 2011年10月06日 16:00:41: lGQ9x4NIUs
> つまり、焼却炉を新設しなくても、廃棄物発電は500万キロワット以上の潜在的能力があると言える。原発5基分の電力が燃料費タダで手に入るのだから、廃棄物発電の芽を摘んではならない。

知らなかったが、その通りである。

本日(11.10.6)の日経によると、再生可能エネルギーの全量買い取り制度で丸紅が国内に地熱発電所を作るとある。
しかし、地熱は再生可能エネルギーではない。
地球の持っている熱源は再生可能ではない。
地熱を使うと、周辺の土地の温度が下がるだろうし、その結果動植物に影響を与えるだろう。
再生可能エネルギーの全量買い取り制度から地熱を外すべきであり、
その金を廃棄物発電へ回すべきである。


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