近年、太陽光パネルの価格は大幅に下がり、遠隔地に住む人々にも利用しやすくなっています。
新たな研究によると、世界の年間電力需要を満たすには、世界の屋根の50％を太陽光パネルで覆うだけでよいことが分かりました。
アジア、北米、欧州は、屋上太陽光発電の有望な重点地域です。
太陽光発電の蓄電には費用がかかるため、条件が変動する地域では、太陽光パネルを効率的に活用するのが難しい可能性があります。
屋上太陽光パネルの価格は、2010年と比べて最大79％下がりました。この急激なコスト低下により、屋上太陽光発電は、電力網への依存を減らしながら、カーボンフットプリントも削減したい家庭や企業にとって、いっそう魅力的な選択肢となっています。
この技術で、必要とするすべての人に手頃で低炭素なエネルギーを届けるだけの屋根面積はあるのでしょうか。そもそも、こうした解決策を必要としているのは、持ち家に住み、光熱費を抑えたい人だけではありません。世界では約8億人が、電力を十分に利用できていません。
私たちの新しい論文は『Nature Communications』誌で、世界全体に十分な再生可能エネルギーを供給するために必要な屋上太陽光パネルの数と、その設置場所について、世界規模で評価しています。屋根の面積と日照範囲を都市から大陸に至る規模で評価し、世界の屋上太陽光発電の可能性をこれほど詳細に地図化したのは、私たちの研究が初めてです。
世界の電力需要を満たすのに十分な電力を供給するには、世界の屋根のわずか50％を太陽光パネルで覆えばよいことが分かりました。世界の年間需要を満たせるのです。
方法
3億棟を超える建物のデータを取り込んだプログラムを設計し、地球上のほぼ全域にあたる1億3,000万km²の陸地面積を分析しました。これにより、その陸地にある20万km²の屋根（およそ英国と同じ面積）から、どれほどのエネルギーを生み出せるかを推定しました。
次に、屋根の位置をもとに、そこから発電できる電力量を算出しました。一般に、北欧やカナダなど高緯度地域の屋根では、冬と夏の日照量に大きな差があるため、年間の発電可能量が最大40％変動することがあります。一方、赤道付近の屋根では日照がより安定しているため、季節による発電可能量の変動は通常約1％にとどまります。
月ごとの発電可能量が大きく変動すると、その地域で太陽光発電による電力を安定して供給できるかどうかに大きな影響を及ぼすため、これは重要です。つまり、日照が不規則な地域では、蓄電ソリューションが必要となり、電気料金が上がります。
重点地域
調査結果から、屋上太陽光発電の有望な重点地域として、アジア、欧州、北米の3地域が明らかになりました。
このうち、パネル設置費用が最も安いのはアジアとみられます。インドや中国などでは、電力1キロワット時（kWh）をわずか0.05ペンスで発電できます。これは、ノートパソコンを約48時間使用するのに相当する電力量です。パネルの製造コストが安く、日照にも恵まれているためです。
一方、屋上太陽光発電の導入費用が最も高い国は、米国、日本、英国です。欧州はその中間に位置し、大陸全体の平均コストは1kWhあたり約0.096ペンスです。
屋上太陽光パネルは、人口の少ない地域でも都市部と同じように役立つと考えられます。遠隔地では、パネルによって、信頼性に欠ける可能性のある地域の電力網からの供給を補ったり、置き換えたりできます。都市部では、パネルにより、化石燃料の燃焼による大気汚染を大幅に減らすことができます。
世界中の何十億人もの需要を満たすために、電力供給を単一の発電源に頼ることはできないという点を指摘することが重要です。また、変わりやすい天候や地球の昼夜の周期により、太陽光エネルギーの需要と供給の不一致は避けられません。
必要なときに太陽光発電を使えるように蓄える機器は、依然として非常に高価です。さらに、太陽光パネルでは一部の産業に十分な電力を供給できません。たとえば、重工業や金属加工には非常に大きな電流と専用の電力供給が必要ですが、太陽光発電ではまだ対応できません。
それでも、屋上太陽光発電には、エネルギー貧困を緩和し、汚染のないクリーンな電力を世界中の消費者の手に戻す大きな可能性があります。太陽光発電のコストが今後も低下し続ければ、屋上パネルは電力供給の脱炭素化に向けた、これまでで最も有効な手段の一つとなる可能性があります。
