中国の大気汚染が2000億円以上の損害を太陽光発電にもたらしているという研究結果

by JuniperPhoton

中国は長年大気汚染問題に悩まされており、過去には「きれいな空気」が入っただけのボトルが飛ぶように売れたり、「世界最大の空気清浄機」が建設されたりしています。長らく問題視されている中国の大気汚染問題ですが、その影響により太陽光発電による見込み発電量が、平均で13％も低下しているという最新の調査報告書が公開されました。

Estimation of losses in solar energy production from air pollution in China since 1960 using surface radiation data | Nature Energy
https://www.nature.com/articles/s41560-019-0412-4

Chinese air pollution dimmed sunlight enough to impact solar panels | Ars Technica
https://arstechnica.com/science/2019/07/air-pollution-costs-china-1-9-billion-in-solar-electricity-each-year/

石油や石炭といった化石燃料はその量が限られているというだけでなく、環境にも悪影響をおよぼす燃料として知られています。そのため、太陽光発電や風力発電などの再生可能エネルギーへの投資が盛んになっています。最新の調査報告書によると、中国で使用される石炭由来の大気汚染が、太陽光を遮り太陽光発電の発電効率を大幅に低下させていることが明らかになっています。

そんな中国は2017年時点で、新しい太陽光発電用のソーラーパネル設置数が世界で最も多い国となっており、その数は全世界での新設数の約半数をカバーするほどです。その結果、2010年から2017年までの8年間で、中国の太陽光発電設備の設備容量は1GW未満から130GWにまで増加しており、2030年までにその数値は400GWに達すると予測されています。

しかし、近年発表された「1950年代後半からの中国での日射量測定記録」をまとめた研究によると、2005年頃まで日射量がほぼ横ばいで推移していた中国ですが、それ以降は減少傾向にある模様。これは石炭燃料を用いた火力発電所や製造工場などが排出する大気汚染が原因であると考えられています。

by Carolina Pimenta

今回発表された研究を行ったBart Sweerts氏が率いるチューリッヒ工科大学の研究チームは、「1950年代後半からの中国での日射量測定記録」をまとめたデータをもとに、大気汚染による日射量の減少により、中国の太陽光発電設備からどの程度の発電量が失われていったのかを分析しました。

研究チームは1960年から2015年までのデータを分析しており、すべての期間を合わせると大気汚染により太陽光発電の見込み発電量は平均で約13％も減少していたことが判明しています。太陽光発電用パネルの設備利用率(縦軸)は年々減少しており、0.162(16.2％)から0.142(14.2％)程度まで減少しています。

しかし、大気汚染による影響は地域によってまちまちであり、最も大きな影響を受けている5つの州では、見込み発電量が20～28％も減少していることが判明しています。大きな影響が出ているのは中国東部の工業地帯だけでなく、西部の高地も含まれている模様。

研究によると、中国が1950年代のレベルにまで大気を清浄化させることができれば、2016年時点で太陽光発電設備は14TWh(テラワット時)の電力を生産することが可能となります。2030年までに中国の大気汚染が解消されれば、太陽光発電による発電量は年間70TWhにまで増加します。研究者は、2019年時点の1kWhあたり0.14ドル(約15円)という数字を使うことで、もし2016年時点の空気がきれいであれば、実際の発電量に加えて19億ドル分(約2000億円)もの電気が太陽光発電で発電できるようになっていたと指摘。さらに、2030年になれば1kWhの価格は0.09ドル(約10円)となるものの、きれいな空気の価値はさらに高まり、年間60億ドル(約6500億円)分もの発電量を生み出す可能性があるとしています。

by veeterzy

加えて、2005年から2017年の間にかけて太陽光発電の電気効率が改善されたため、発電量は約10％も増加しています。そのため、1950年代の大気の質にまで改善されれば、はじき出された数字以上の効果を中国にもたらす可能性があるとテクノロジーメディアのArs Technicaは記しています。