温室効果ガス

太陽からの贈り物 太陽光発電

CO2ペイバックタイム

CO2ペイバックタイム(CO2 Payback Time, CO2PT, または二酸化炭素ペイバックタイム)とは、ライフサイクル中の生産などの過程で排出される温室効果ガス(GHG)の排出量を、排出量の削減効果によって取り戻すまでの時間を言います。名称には二酸化炭素(CO2)が用いられることが多いですが、メタンなどCO2以外の温室効果ガスの排出についても、地球温暖化への影響力に見合った量のCO2に換算して合算されます。ここで炭素に換算した場合は炭素ペイバックタイムと言い、CO2PTと同じ値となります。 CO2PT = (ライフサイクル中のGEG排出量)/(太陽光発電導入によって削減できた1年あたりのGHG排出量)で定義されます。

この値は上記のCO2排出原単位と、寿命から逆算できます。例えばGHG排出量が45g-CO2/kWh、寿命20年で日本の平均的な電力と比較した場合は 20×(45/360)=2.5年、火力発電の平均との比較ならば1.4年と求められます。即ち、日本における太陽光発電のCO2ペイバックタイムは1〜3年程度です。将来は1年以下にできると算出されています。

エネルギー収支またはEPT

エネルギーペイバックタイム(Energy Payback Time, EPT)とは、ライフサイクル中に投入したエネルギーを発電によって取り戻すまでの時間をいいます。EPBTとも略します。ライフサイクル中の投入エネルギーはその殆どが設備の生産エネルギーであり、これにメンテナンスや廃棄時のエネルギーが加わります(廃棄時のエネルギーについては元々小さく、無視されることもある)。 設備の欧米の複数メーカーを対象とした近年の調査結果では、欧州南部の場合で1.7-2.7年、欧州中部で2.8-4.6年になります。日本での1999年頃の調査に基づく予測では年産100MW規模の場合、多結晶型で1.4 - 1.5 年とされています(NEDO 報告書No.010019372-1、2001年)。これは太陽電池グレード(SOG)シリコン原料を使用した場合の値ですが、他の半導体素子と共通の製法による多結晶シリコン原料を用いた場合についても、EPTは2年以下とされています。また、アモルファス型のEPTは1.0 - 1.1 年、CIGS型の場合は1年未満とされている)。太陽追尾装置を備える集光型システムに於ける解析では、ドイツで稼働させた場合はEPTが12-16ヶ月、スペインで稼働させた場合はEPTが8-10ヶ月になるとの報告があります)。

エネルギー収支(Energy payback ratio, EPR)とは、生産から廃棄までのライフサイクル中に外部から投入するエネルギーと、発電により生み出すエネルギーの比をいいます。寿命を上記のEPTで割って求めることができます。ここで寿命20年で年産規模を10MWと於いた場合のエネルギー収支は8〜11程度となりますが、日本の現在の量産規模(500MW以上、上記)に即していない。上記の1999年頃の調査結果に於いて年産規模を 100MWと置き、30年の寿命を想定した場合、多結晶シリコン型で 15〜21 、アモルファス型で 27〜30 程度と算出されます。これは海外における調査報告、山田・小宮山らの見積もりとも整合します。

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2016/8/31 更新

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