米国エネルギー省が発表した太陽エネルギーの将来に関する報告書は、今後30年間の明るい展望を描いていると言えるでしょう。30年後には、米国のエネルギーのほぼ半分が太陽光で供給されるようになるでしょう。しかし、それが実現するためには、4つの主要な分野、すなわち太陽光発電の改良、エネルギー貯蔵の拡大、ソフトコストの低減、そして約100万人の雇用創出という大きな推進力が必要です。
報告書では、野心的な目標を達成するために、各セクターで何を行う必要があると述べている。
より優れた太陽光発電
米国エネルギー省が期待する設置量を達成するには、太陽電池自体のコストと効率の両面で継続的な改善が必要です。参考までに、2020年には15ギガワット相当の太陽光発電が設置され、これは過去最高となりました。しかし、2025年までにこの設置率を倍増させ、さらに2030年までにさらに倍増させる必要があります。
太陽光発電の効率が向上しなければ、その分、既に野心的な数値をさらに引き上げる必要がある。そして、現在の価格のままでは、その量を達成するにはコストが高すぎるだろう。
幸いなことに、効率は向上し、コストは既に低下しています。しかし、これは自然に起こるものではありません。世界中の企業や研究者は、新しい製造プロセス、新素材、その他の改良に数百万ドルを費やしてきました。それらは個別には漸進的ですが、時間の経過とともに蓄積されていきます。太陽光発電に関する基礎研究と科学技術の進歩は、過去20年間のペースを維持、あるいはそれ以上に進めていく必要があります。
DOEは、より特殊な太陽光発電システムの低コスト化や、バンドギャップ関連の損失を最小限に抑えるためのセル積層に関する研究が重要になる可能性があると示唆しています。フレキシブルでタイル状またはシングル状の基板、あるいは作物や建物の内部に光を透過させる半透明の設置も検討材料となる可能性があります。この計画では、総コストを現在の平均1ワットあたり1.30ドルから2030年までに0.70ドルへとほぼ半減させ、その後はさらに削減することを目指しています。
太陽光集光装置は本報告書で独自の見出しを付けられており、多くの企業が産業プロセスの代替としてこれを検討しています。これらは電力網全体のサポートには利用されない可能性が高いものの、化石燃料をベースとする多くのプロセスを代替するでしょう。
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より多くのエネルギー貯蔵
太陽からエネルギーを得ることの避けられない結果として、夜間は何らかの形で蓄電エネルギーに頼らざるを得なくなります。かつては原子力や石炭火力発電でしたが、日中に蓄えた余剰電力を蓄える蓄電システムへの需要が高まっています。ピーク時の電力消費が再生可能エネルギーで賄われるようになれば、都市は炭素ベースのエネルギー源から安全に脱却できるようになります。
エネルギー貯蔵といえばバッテリーを思い浮かべることが多いですが、バッテリーは確かに存在するでしょう。しかし、貯蔵しなければならないエネルギー量を考えると、リチウムイオン電池のような主要な貯蔵機構は不可能です。その代わりに、余剰エネルギーは水素燃料電池のような、エネルギーを大量に消費する再生可能燃料の生産に利用することができます。そして、この燃料は太陽光発電で需要を満たせない場合に発電に利用することができます。
これは「思いつき」の答えに過ぎません。報告書にはこう記されています。「熱、化学、機械による貯蔵技術は、揚水蓄熱、液体空気エネルギー貯蔵、重力を利用した新しい技術、地中水素貯蔵など、様々な開発段階にあります。」
今後、国の様々なレベルのエネルギー冗長性と貯蔵期間のニーズに応えるために、新旧様々な技術が活用されることは間違いありません。これらの技術は、太陽光発電をはじめとする再生可能エネルギー源を、需要のより大きな割合で利用できるようにするために、大きな役割を果たすでしょう。
ソフトコストの削減
太陽電池の導入率を2倍、さらに2倍に増やしていくには、太陽電池自体のコストだけでなく、評価、会計、労働、そしてもちろん実際の作業を行う企業に支払われる利益など、エンドツーエンドのプロセス全体のコストを下げる必要があります。
ハードウェア以外のコストを下げることは、Aurora Solar などの多くのスタートアップ企業の目標になっています。Aurora Solar は、この状況を明確に予測し、太陽光発電設備の計画、視覚化、販売を完全にオンラインで行えるようにし始めました。
オーロラ・ソーラーは2億5000万ドルの資金調達ラウンドで成長を続ける太陽光発電産業の活性化を目指す
現在、太陽光発電屋根の総コストは、ハードウェアのコストの2倍以上になる可能性があります。これには、資金調達、規制、市場など、さまざまな要因が関係しており、それぞれに本稿の範囲を超えた複雑な要素があります。これらのいずれかの分野にかかる時間やコストを合理化することで、太陽光発電設備の設置コストを1%削減できれば、その1%を大きな金額に変えるのに十分な量になるでしょう。これを実現するには、多くの組織的および商業的な知識の結集が必要です。それは、太陽光発電の改良に多くの科学者の努力が必要であるのと同じです。
100万の雇用
最後に、そしてもちろん決して忘れてはならないのは、誰かが実際にこのすべての作業を行わなければならないということです。それは膨大な労働力を必要とします。現在、国内の太陽光発電産業に従事していると推定される25万人の数倍にも上ります。
この分野の雇用は、建設経験のある熟練労働者から、送電網管理の経験を持つエネルギー専門家、そして政府による必然的なトップダウン型のインセンティブと商業を結びつける官民連携の達人まで、多岐にわたります。新たに創出される50万から100万の雇用は、ほぼ確実に多くの新しい企業やサブ産業から構成されるでしょうが、これまでの一般的な内訳は、設置・プロジェクト開発が約65%、営業・製造が25%、残りがその他諸々の職種となっています。
しかし、注目すべきは、老朽化した石油・石炭インフラにしがみついているエネルギー企業は、依然として雇用している数万人に対して適切な対応を迫られることであり、再生可能エネルギー部門はまさに移行期に最適な分野であるということです。「移行期間中、一部の化石燃料企業は財務上の困難に陥る可能性がある」と報告書は述べていますが、これは控えめな表現と言えるでしょう。報告書の執筆者たちは、研修、移転、そして年金などの既存の経済的給付の保証を含む移行プログラムへの資金提供を強く推奨しています。
報告書は、太陽光発電業界は、私たちが挙げることができる他のいくつかの業界と同様に、圧倒的に白人男性が多いと指摘しており、100万人の雇用を少しでも公平にするためには、その方面に取り組む価値はあるだろう。
調査の全文はここからご覧いただけます。
