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再生可能エネルギーの説明:太陽光、風力、水力、地熱、バイオマスの仕組み

公開:

Andasol Solar Power Station
画像: kallerna · CC BY-SA 4.0 · Wikimedia Commons

要点

再生可能エネルギーは5つの主要供給源(太陽光、風力、水力発電、地熱、バイオマス)から得られ、それぞれが異なる自然プロセスを電気または熱に変えます。2023年にはこれらが米国の電力生成の21.4%を占め、2024年末までに太陽光と風力が主導する形で世界中で記録的な4.49 TWの設置容量に達しました。これはBalkan Green Energy Newsが報じた米国EIAおよびIRENAのデータによります。

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5つの主要な再生可能エネルギー源

米国エネルギー情報局(EIA)は、電気と熱に使用される5つの主要な再生可能エネルギー源を特定しています:バイオマス、地熱、水力発電、太陽光、風力。それぞれが異なる自然資源(日光、動く空気、流れる水、地下の熱、または有機物)を利用可能なエネルギーに変えます。

太陽光エネルギー

EIAは3つの太陽光技術を説明しています:太陽光を直接電気に変える光電池(PV)セル、建物の水または空気を加熱する太陽熱システム、そして電力を生成するために使用される流体を加熱する濃縮太陽光集熱器です。

風力エネルギー

風力タービンは動く空気を電気に変え、通常は風力発電所にグループ化されます。EIAによると、ほとんどの米国の風力発電所は現在、国の中央地域で運営されており、洋上風力の拡張が計画されています。

水力発電

水力発電は流れる水から電気を生成します。EIAは、ダムまたは河川の流れを使用してタービンを回す従来型水力発電と、異なる高さの2つの貯水池の間で水を移動させてエネルギーを保存および放出する揚水発電を区別しています。

地熱エネルギー

地熱エネルギーは地球の内部からの熱です。EIAの地熱説明者は3つの用途をリストしています:温泉での入浴、建物の加熱、および発電です。

バイオマスエネルギー

バイオマスエネルギーは非化石化植物材料から得られます。EIAはそれを3つのカテゴリーにグループ化しています:運輸用のエタノールおよびバイオディーゼルなどのバイオ燃料、電気を生成するために燃焼される都市固形廃棄物およびバイオガス、そして森林採取の残留物および暖房と調理に使用される木製ペレットです。EIAは、木が米国の再生可能エネルギーの2番目に大きい供給源であることに注目しています。

グローバル容量対米国の電力ミックス

以下の2つのメトリクスは直接比較できません:グローバル数字は設置容量(テクノロジーが生成できる最大出力)を測定し、米国の数字は2023年に生成された電気の実際のシェアを測定します。2024年末のグローバル容量データはBalkan Green Energy Newsが報じた国際再生可能エネルギー機関(IRENA)からです。米国の生成シェアはEIAからです。

再生可能エネルギー技術:グローバル容量(2024年末)対米国の電気シェア(2023年)
技術2024年末のグローバル容量(IRENA)2024年容量成長2023年米国電気シェア(EIA)
太陽光1.87 TW+452 GW(+32%)3.9%ユーティリティスケール(プラス73.62億kWh小規模)
水力発電1.43 TW+15.5 GW(+1.1%)5.7%
風力1.13 TW+113 GW(+11.1%)10.2%
バイオエネルギー/バイオマス151 GW+3.2%1.1%
地熱15.4 GW+2.5%0.4%

世界的には、総再生可能エネルギー容量は2024年末までに4.49 TWに達し、2023年から585 GW(+15.1%)増加しました。これはBalkan Green Energy Newsが引用したIRENAデータによると、記録上最大の年間増加です。太陽光と風力は合わせてその成長の大部分を占めましたが、水力発電、バイオエネルギー、地熱はより遅く拡大しました。米国では、EIAによると、再生可能エネルギーは全体的に2023年にユーティリティスケールの電気生成の21.4%を供給し、化石燃料(60.0%)の後ろ、原子力(18.6%)の前です。風力が最大の再生可能エネルギー貢献者でした。

同じ報告は、中国が2024年に世界中で追加されたすべての再生可能エネルギー容量の63.8%を占めていることに注目しました。新しい風力の70.5%と新しい太陽光光電能力の61.5%を含みます。そして、国は現在グローバル太陽光容量の888 GWを超える半分以上を保有しています。

場所に適した再生可能エネルギー源を確認する方法

EIAによると各テクノロジーがどのように機能するかに基づいて、これらは再生可能エネルギー源が特定のサイトに適しているかどうかを判断するために使用される基本的なチェックです:

  1. 日光露出をチェック:太陽光PVおよび太陽熱システムは日光を直接電気または熱に変換することに依存しているため、一貫した日光露出が重要な要件です。
  2. 地元の風パターンを評価:風力タービンは十分な、一貫した風を必要とします。米国では、ほとんどの既存の風力発電所は中央地域に集中しており、洋上サイトは別に開発されています。
  3. 流れる水を探す:従来型水力発電はタービンを回転させるのに十分な強さのダムまたは河川流が必要です。揚水発電は異なる高さの2つの貯水池が必要です。
  4. 地熱を特定:EIAは温泉、建物加熱、および発電を地熱の主要な用途としてリストしています。したがって、地元の温泉または地下の熱資源はこれらの用途の可能性を示しています。
  5. バイオマスフィードストックをセキュア:木の残留物、都市固形廃棄物、バイオガス源、またはバイオ燃料用の作物の利用可能性は、バイオマスエネルギー生産が実用的かどうかを決定します。それぞれが有機物の一定の供給を必要とするからです。

なぜミックスが重要なのか

単一の再生可能エネルギー源は両方の測定を支配していません。太陽光はグローバル設置容量で主導し、水力発電は太陽光の後の容量による最大の再生可能エネルギー源です。風力は実際の米国の再生可能エネルギー電力生成の最大のシェアを供給します。違いは容量(プラントが理論的に生成できるもの)が生成(実際に生成されるもの)と異なる方法を反映しています。

よくある質問

再生可能エネルギーの5つの主なタイプは何ですか?
米国エネルギー情報局によると、5つの主要な再生可能エネルギー源はバイオマス、地熱、水力発電、太陽光、および風力です。
どの再生可能エネルギー源が世界中で最も多くのインストール容量を持っていますか?
太陽光はBalkan Green Energy Newsが報じたIRENAデータによると、2024年末に1.87 TWで最も多くのグローバル設置容量を持っており、水力発電(1.43 TW)および風力(1.13 TW)より先です。
どの再生可能エネルギー源が米国で最も多くの電気を生成していますか?
EIAによると、風力は2023年に米国のユーティリティスケール電気生成の最大の再生可能エネルギーシェアを供給しており、10.2%です。水力発電の5.7%およびお楽しみの3.9%と比較して。
地熱エネルギーは発電なしで使用できますか?
はい。EIAの地熱説明者は、温泉での入浴と建物加熱を、発電と一緒に地熱エネルギーの主な用途としてリストしています。
バイオマスエネルギーとしてカウントされるものは何ですか?
EIAはバイオマスをバイオ燃料(エタノールおよびバイオディーゼルなど)、電気のために燃焼される都市固形廃棄物およびバイオガス、および木にグループ化します。木は米国の2番目に大きい再生可能エネルギー源として説明されています。

出典

  1. U.S. EIA — Renewable energy explained: types and usage
  2. U.S. EIA — Geothermal explained
  3. U.S. EIA — What is U.S. electricity generation by energy source? (FAQ)
  4. Balkan Green Energy News — IRENA: China has 64% share in 2024 renewables growth, half of world's solar power capacity

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