発電所の敷地から、建設に必要な資材を採掘する土地まで、あらゆるエネルギー源が土地を必要とします。
この図が示すように、原子力は最も土地利用効率の高いエネルギー源です。エネルギー量あたりの土地使用量は、石炭の27分の1、太陽光発電の34分の1です。
ただし、風力発電所のような再生可能エネルギー源の土地は、農業などの活動と併用できます。
原子力より多くの土地を必要とするものの、低炭素エネルギーは気候変動への対策となり、大気汚染による死亡を防ぐ助けになります。
環境への影響がまったくないエネルギー源はありません。石炭、ガス、原子力、再生可能エネルギーのいずれであれ、どのエネルギー源も土地を占有し、水を使い、燃料や製造のために何らかの天然資源を必要とします。
しかし、こうした影響にはエネルギー源によって大きな違いがあります。化石燃料ははるかに多く排出し、エネルギー量あたりの温室効果ガス排出量は原子力や再生可能エネルギーより大幅に多くなります。また、はるかに多くの人々の命を奪います。大気汚染によってもです。
土地利用に関して、これらのエネルギー源を比べるとどうでしょうか？
エネルギー生産に伴う土地利用の影響が懸念される理由はいくつかあります。第一に、特定のエネルギー源だけで必要なエネルギーをすべて生産するための土地が、そもそも十分にあるのかという技術的な問題です。第二に、こうした技術が景観のどれほどの範囲を占めるのかという美観上の懸念です。第三に、土地利用が自然の生息地や環境に及ぼす影響です。
最も少ない土地で済むエネルギー源は？
土地利用全体の一部は、発電所が占める空間です。たとえば、石炭火力発電所の敷地や、太陽光パネルで覆われる土地です。
石炭の採掘や、太陽光パネルに使われる金属や鉱物の掘削にも、さらに土地が必要です。全体像を捉えるため、ライフサイクル評価に基づいて土地利用のフットプリントを比較します。評価には、稼働中の発電所自体の土地利用、建設資材を採掘する土地、直接利用されるエネルギー燃料（サプライチェーンで使われる石炭、石油、ガス、ウランなど）または間接的に利用される燃料（資材の生産に使われるエネルギー）を得るための採掘、電力網への接続、そして発生する廃棄物の管理に使われる土地が含まれます。
この図では、さまざまなエネルギー源を比較しています。¹ ここでは主要な電力源だけを対象にしています。石油は主に輸送に使われるため、含まれていません。土地利用は、発電した電力1メガワット時あたりの平方メートル年で示されています。これは、エネルギー源ごとの設備利用率の違いを考慮したもので、太陽光や風力のような出力が変動する技術については、実際の発電量に基づいています。
まず、エネルギー源の間には非常に大きな差があります。図の一番下にあるのは原子力です。最も土地利用効率の高いエネルギー源で、発電量あたりの土地使用量は石炭の27分の1、水力発電所の18分の1、太陽光発電の34分の1です。²
次に、単一のエネルギー技術の内部でも大きな差があることがわかります。これは、土地利用のフットプリントが最小から最大まで幅広く分布していることに表れています。土地利用は、技術の導入方法や地域の状況に大きく左右されるのです。
太陽エネルギーは、地域の状況や材料の種類が大きく影響する一例です。カドミウム製の太陽光パネルは、シリコン製のパネルよりエネルギーと材料の使用量が少なく、そのため単位あたりの土地利用も少なくなります。また、パネルを屋根に設置するか地上に設置するかも大きく影響します。屋根置き型の太陽光発電では、追加で必要となる土地が大幅に少なくなります。既存の建物の上に、すでに占有されている空間を利用するだけだからです。ただし、パネルの材料を採掘する土地や、シリコンの精製に使うエネルギー（主に電力）が必要なため、ライフサイクル全体では一定の土地を必要とします。最後に、パネルの設置密度や間隔も違いを生みます。
土地利用を考える際、風力は他の発電源とは異なる扱いを検討すべきことが最も明らかな電力源です。図では他のエネルギー源と分けて、一番下に示されています。³ これにはいくつか理由があります。第一に、洋上風力は空間を使いますが、それは陸地ではなく海域です。陸地の面積ではありません。第二に、陸上風力は、タービンの間の土地を農業などの活動に利用できる点で、他の電力源とは異なります。石炭、ガス、原子力の発電所ではそうはいきません。そのため、風力発電所の土地利用には大きな幅があります。私は世界最大級の風力発電所22か所の土地利用を算出しました（計算結果はこちらをご覧ください）。
テキサス州のロスコー風力発電所は、1メガワット時あたり184 m2を使っています。これは大規模な事業で、農家は風力タービンの間で農業を営み続けながら、発電による追加収入を得ることができます。風力発電所は、ほぼ副次的な土地利用です。これとは対照的に、ルーマニアのファンタネレ・コゲラチャやカリフォルニア州のテハチャピ・パスのような、より密度の高い風力発電所では、発電が土地の主な用途です。こうした施設の土地利用フットプリントは、1メガワット時あたりわずか8 m2にとどまる場合があります。
風力エネルギーをどこに、どのように導入するかによって、土地を大量に使うことも、現在より少なく使うこともあり得ます。
太陽エネルギーにも同じ原則を適用できるという見方があります。図に示した数値の出典であるUNECEの評価では、太陽光パネルの表面積を直接的な土地利用に算入しています。しかし、すべての分析が同じ方法で算定しているわけではありません。中には、太陽光パネルの下の土地は農業など別の目的にも使える場合があるため、「併用土地」として数えるべきだという見方もあります。⁴
クリーンエネルギーへの移行に向けて、世界経済フォーラムはどのような取り組みを行っていますか？
農地に太陽光発電パネルを設置する営農型太陽光発電システムは、土地を共有する優れた例になり得ることを示す証拠があります。近年の研究によると、特定の条件下では、水収支と蒸発散の改善、気温の低下によって、営農型太陽光発電の作物収量が従来の作物を上回ることさえあります。⁵
ここから重要な点がわかります。土地利用のコストは、エネルギー源を建設する場所や、その土地を別の用途に使う場合の選択肢によって、大きく異なります。自然の生息地や森林にエネルギー源を拡大することと、利用価値の低い砂漠に太陽光発電所を建設することは同じではありません。
低炭素エネルギーへの移行を全体として評価すると、想定ほど多くの土地を必要としないかもしれません。原子力だけに基づく移行なら、現在使っている土地よりはるかに少なくて済みます。再生可能エネルギーだけに基づく場合は、土地がより多く必要になる可能性が高いものの、その増加はわずかかもしれません。
低炭素エネルギー技術への移行によって、毎年、大気汚染による早期死亡を数百万人分防ぎ、気候変動にも対処できることを踏まえれば、土地利用のわずかな増加、とりわけ利用価値の低い土地での増加は、妥当な代償といえるでしょう。
電力の単位あたりのエネルギー源別土地利用⁶
