過去35年間、世界の電力の約3分の2は化石燃料によって生み出されてきた。
1980年代の原子力発電の拡大や、再生可能エネルギーが毎年「記録的な」成長を遂げてきた近年にもかかわらず、低炭素電力の供給増加は、世界の電力需要の伸びにかろうじて追いつく程度だった。その結果、石炭、ガス、石油が世界の電力構成に占める割合は、その間、驚くほど一定している。
化石燃料が世界の電力に占めた割合は、1980年に約70％、1990年に62％、2000年に64％、2010年に65％だった。
2013年、 ロジャー・ピールケ・ジュニア（コロラド大学の政治学教授で、著書『The Climate Fix』）は、 低炭素電力構成への進展が乏しいこの状況を「クリーンエネルギーの停滞」と名付けた。
しかし、この大きなクリーンエネルギーの停滞は、ついに終わったのだろうか？
再生可能エネルギーは現在、年間100ギガワットのペースで成長
国連環境計画（UNEP）とブルームバーグ・ニュー・エナジー・ファイナンス（BNEF）の 新たな報告書 によると、2014年に世界で追加された再生可能エネルギー発電設備容量は103ギガワット（GW）だった。この数値には大規模水力発電プロジェクトは含まれない（ただし、設備容量50メガワット未満の小規模水力発電は含む）。大半を占める風力と太陽光は、それぞれ49 GWと46GW増加し、いずれも過去最高を記録した。
さらに重要なのは、大規模水力発電を除く再生可能電力が世界の電力構成に占める割合が、2013年の8.5％から2014年には9.1％へと上昇したことだ。
風力、太陽光、バイオマス・廃棄物発電、地熱、小規模水力、海洋エネルギーを合わせた割合は、現在、原子力発電が供給する世界の電力の10.5％にほぼ並んでいる。
ブレークスルー研究所のシニア・エネルギーアナリスト、 ジェシカ・ラヴァリングが国際エネルギー機関（IEA）とUNEP/BNEFの報告書からまとめたデータによると、再生可能エネルギーの成長によって、電力構成に占める化石エネルギーの割合は1.2ポイント低下した。これは、2012年から2013年にかけて化石エネルギーの割合が2％低下したのに続くものだ。
これは、再生可能エネルギーが、世界の需要増加への対応を助けるだけでなく、化石燃料の市場シェアも押し下げるほどの速さで、ついに成長している兆しなのだろうか？
そうかもしれない。
2年では、傾向を判断するには短すぎる。再生可能エネルギーが世界市場のシェアをめぐって化石燃料と本当に競い合うには、風力、太陽光、バイオマスなどの再生可能エネルギー源が、少なくとも年2.3％のペースで成長し続けなければならない。これは、IEAの最新の中心シナリオが予測する世界の電力需要の年平均複合成長率だ（なお、このシナリオにはすでに かなり意欲的なエネルギー効率目標が織り込まれている）。
化石燃料の 実際の 消費量を（成長する世界市場における化石電力の シェア だけでなく）減らすには、再生可能エネルギーの年間発電量（テラワット時）を、電力需要の伸びを上回る速さで増やす必要がある。
再生可能エネルギーはどれほどの速さで成長するのか？
もちろん、将来予測に乗り出すのは危険なことだ。再生可能エネルギーの成長について最善の予測を立てる代わりに、ほぼ間違いなく外れるものの、最も起こりそうな結果の範囲を示す2つの予測を紹介しよう。
2040年までの世界の電力供給について、2つの将来シナリオを考えてみよう。
一つの将来では、大規模水力を除く再生可能エネルギー源が、2014年に達成した年間約100 GW（または183テラワット時）という絶対量の増加ペースを維持する。この場合、再生可能エネルギー設備容量は直線的に増加し、今後数年間は年間成長率が高いまま続く一方、その成長率は時間とともに低下することになる。
もう一つの将来では、水力を除く世界の再生可能電力発電量が、年平均複合成長率でほぼ10％の拡大を続ける。この場合、発電量はおよそ7年ごとに倍増することになる。
どちらのシナリオでも、IEAの 最新の中核シナリオに基づき、世界の電力需要は2040年までに80％増加すると仮定する。また、IEAの水力発電と原子力発電の拡大予測も使う（水力発電は拡大し 、世界全体で35％増加し、 原子力発電の設備容量は 既存の発電所の退役分を置き換えたうえで、2040年までに世界全体で60％増加する）。
述べたとおり、これら2つのシナリオはいずれも、実際にはまったく不正確な予測となる可能性が高い。現実には、新興技術はたいてい S字型の普及曲線をたどり、当初は年平均複合成長率が急速に高まり、ある技術の「急成長」や「指数関数的」な台頭と表現されるようになる。しかし、こうした成長率は やがて業界が成熟するにつれて鈍化し、その後は相対的な成長率が着実に低下する、より直線的な成長に近づき始める。（実際、IEAは水力発電と原子力発電についてかなり直線的な成長を想定しており、ここではこのシナリオにもそれを採用している。）
米国の消費財におけるS字型の普及率、1900～2005年
画像出典： ニューヨーク・タイムズ。
世界の再生可能エネルギー産業が規模の拡大を止め、当面の間、年間100 GWの水準にとどまる可能性は低い。
とはいえ、 指数関数的な成長を永遠に続けることはできない。
水力以外の再生可能エネルギーを新たに100 GW導入したことで、2014年にはこれらの電源による年間発電量がほぼ10％増加した。しかし、業界が2025年まで年率10％の拡大を続ける場合、その成長率を維持するには286 GW、つまり年間の新規設備容量をほぼ3倍にする必要がある。
実際、水力以外の再生可能エネルギーの年間成長率は、2011年のピークである19％から、2014年にはすでに10％へと低下している。
つまり、これら2つのシナリオはどちらも間違っている――それでも有用だ。現実はこの2つのケースの中間に落ち着く可能性が高く、年間成長率は毎年少しずつ低下する一方、絶対量で見た成長は少なくともかなり長い間、拡大を続けるだろう。
この大きなクリーンエネルギーの停滞は終わったのか？
では、私たちはどこにいるのだろうか。大きなクリーンエネルギーの停滞は終わったのか。そして、再生可能エネルギーは、割合だけでなく絶対量（つまりテラワット時）でも化石エネルギーの発電量を減らすのに十分な速さで成長できるのだろうか？
この2つのシナリオが示すように、すべては再生可能エネルギー産業が急速な年平均複合成長率をどれほど長く維持できるかにかかっている。
シナリオ1で示したように、再生可能エネルギー設備容量が直線的に増加するだけでは、世界のエネルギー構成から化石エネルギーを追い出すには不十分だ。このシナリオでは、再生可能エネルギーが世界の電力市場に占める シェア の大幅な拡大を抑えるものの、世界の需要も増加しているため、化石燃料による発電量は絶対量で増加し続ける。
再生可能エネルギーが今後20年間、そしてその先も、シナリオ2のようにエネルギー需要を大きく上回る速さで成長し続けられる場合に限り、世界の電力供給において、市場シェアと絶対量の両方で化石燃料を真に置き換えることになる。
ここで、私の最善の予測をあえて述べよう。再生可能エネルギーは典型的なS字型の普及曲線をたどり、今後10年間は年平均複合成長率の高い成長を続けるものの、その成長率は着実に低下するだろう。2011年から2014年にかけて年平均複合成長率が19％から10％へ低下したように、この率は今後10年ほども低下し続ける。
ここで悪い知らせは、再生可能エネルギーの成長率が電力需要の伸びを下回るとすぐに、世界の電力供給における風力、太陽光、その他の再生可能エネルギー源の市場シェアが停滞し、低下し始めることだ。そして、 その 時点よりずっと前に、発電用化石燃料の総消費量は再び増加に転じる。
まさにこれが、原子力発電の初期の拡大が鈍化し始めた後に起きたことだ。原子力発電のシェアは1980年の8.5％から、1995年には世界の電力の17.5％というピークまで拡大し、その間、化石エネルギーのシェアを69.4％から60.5％へと低下させる一助となった。その後、原子力発電所の建設が停滞し、さらに近年、ドイツ、日本などで発電所が停止されると、原子力発電のシェアは2011年に12％、2014年には10.5％へと低下した。
一方、化石燃料による発電量は1980年から2014年にかけて150％以上増加した。
実際、原子力発電の成長の停滞は、過去30年間の「クリーンエネルギーの停滞」をもたらした主な要因の一つだった。
再生可能エネルギーは指数関数的な成長を続けられるのか？
原子力発電所の建設が鈍化した理由は、再生可能エネルギー産業が直面しうる課題とは明らかに異なる。しかし、再生可能エネルギーにも指数関数的な成長を継続するうえで独自の課題がある。
一つは、複利成長の単純な数学的性質だ。前述のとおり、10年後に10％成長を維持するには、今日よりはるかに大きな努力が必要になる。
しかし、再生可能エネルギーの急速な成長には、ほかにもいくつかの課題がある。
再生可能エネルギー源の土地利用への影響と、それによって生じるNIMBY（「自分の裏庭には来てほしくない」）主義；
老朽化した設備容量を継続的に置き換える必要性；
地理的に分散した再生可能エネルギーを利用し、集約するために送電網を拡張する必要性；および
市場シェアが拡大するほど難しくなる、変動型再生可能エネルギーの統合。
技術革新と公共政策措置は、こうした課題の影響を抑えたり和らげたりするのに役立つが、コストがかかり、十分な政治的意思がある場合に限られる。
クリーンエネルギーの停滞を恒久的に終わらせるには
再生可能エネルギーの世界的な成長は、目覚ましい成功だ。再生可能エネルギー源が世界規模で存在感を示すほど急速に拡大し、化石エネルギーの市場シェアを縮小させる時代に、私たちはすでに入っている。これは非常に大きな意味を持つ。
しかし、再生可能エネルギー部門が数十年にわたって指数関数的成長を維持すると期待するのは、おそらく無謀な賭けだ。これは、 エネルギー部門でも、 それ以外の分野でも、技術普及について私たちが知るすべてに反する。
再生可能エネルギーの複合成長率が、おそらくそうなるように鈍化するとしたら、その不足分を何が補うのだろうか？
低炭素電源による世界の電力供給の割合を拡大し続け、さらに重要なこととして、化石燃料による発電量を絶対量で減らすための最善策は、 多様な低炭素電源のポートフォリオを拡大することであり、それぞれを可能な限り急速に拡大することだ。
つまり、再生可能エネルギーだけに頼らないということだ。
それは、世界で原子力発電を再び成長させることでもある――大きな課題 ではある。既存の原子炉群のほぼすべてが、今から2040年までの間に退役するのだから。
最後に、低コストで拡張可能な二酸化炭素回収・貯留（CCS）の選択肢を開発することも意味する。特に、新興経済国で次々に建設されている既存の石炭火力発電所に後付けできるシステムが重要だ。これは深刻な技術的課題だが、同じくらい真剣な取り組みを必要とする。再生可能エネルギー（および原子力）が急速に拡大したとしても、世界は 中国、インドなどにある、比較的新しい石炭火力発電所の大規模な既設設備に対処しなければならない。
要するに、クリーンエネルギーの停滞を恒久的に終わらせ、世界の電力構成から化石燃料を排除するには、再生可能エネルギー、原子力、さらにはCCSまで、私たちにできるあらゆる手段が最終的に必要となる。
本記事は The Energy Collective との協力により掲載されています。掲載は、世界経済フォーラムによる見解への支持を意味するものではありません。
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著者：ジェシー・ジェンキンスは、エネルギーと気候変動、電力システム、エネルギー政策、イノベーション政策を専門とする研究者、アナリスト、ライター。現在、TheEnergyCollective.comのデジタル戦略コンサルタントおよび特集コラムニストを務める。
画像：スペイン・バスク地方の町ドゥランゴ近郊で、発電用風力タービンの上に虹がかかる。REUTERS/Vincent West。