NREL試算；2050年までに再生可能エネルギー90%、現在の発電構成よりもコスト低下
この研究では、既存の技術で100％の再生可能エネルギーを実現することも可能だとしています。スタンフォード大学のマーク・ジェイコブソンは、「追加の対策を講じれば、コストはさらに下がる」とコメントしています。
米国では、2050年までに再生可能エネルギーを90％まで増加させれば、現在の発電構成を維持するよりもシステムコストを低く抑えることができる、という研究論文がJoule誌に掲載されました。
この研究論文の共著者8名は、再生可能エネルギーの利用拡大による公衆衛生、環境、気候への影響を考慮せずにシステムコストを削減できると述べています。共同執筆者のうち7人は、米国国立再生可能エネルギー研究所（NREL）の研究者です。
2020年6月時点で施行されている政策以上に新たな連邦や州の政策がないと仮定すると、最もコストの低いシステムでは、2050年までに自然エネルギーが57％に達し、平均平準化コストは30ドル/MWh（3セント/kWh）となります。
自然エネルギーの割合を10年前の2040年に90％にすると、システムコストは36ドル/MWhと中程度に高くなります。2050年までに自然エネルギーを100％にすることは、既存の技術で可能であり、その場合のコストは39ドル/MWhになるとしています。
今回の結果は、NRELの「2020 Annual Technology Baseline」に掲載されている実用規模の太陽光発電のコスト予測を更新して使用したことが大きな要因となっています。これらの予測は、前年の予測を大きく下回りました。本研究で使用した「中程度」のコスト予測では、2030年の実用規模太陽光発電のコストは約24ドル/MWhでしたが、前年の予測では約38ドル/MWhでした。
本研究で、システムの増分コストは、システムが自然エネルギー100％に近づくにつれ、自然エネルギー発電量の最後の数パーセントのポイントで急上昇することがわかりました。
電化とその先へ
スタンフォード大学のエネルギー研究者であるマーク・ジェイコブソンは、LinkedInのコメントで、「輸送、建物、産業の電化を含め、化石燃料やウランの採掘・精製にかかるエネルギーを排除し、デマンドレスポンスや熱・冷蔵保存を考慮することで、化石燃料と比較して年間コストはさらに削減される 」と述べています。ジェイコブソンは、スタンフォード大学が発表した50州ごとの調査結果を引用して、その結果を説明しました。
ジェイコブソンは、彼のチームが自然エネルギー100％のモデリングを初めて発表した2009年には、「電力会社は、グリッド上の20％の自然エネルギーは実現不可能だと主張していた」、そして2015年には、「批評家は80％が実現不可能だと主張していた 」と付け加えました。
今回のNRELの研究により、「彼らの主張はもはや否定された 」と述べています。
モデリングについて
NRELの研究では、2050年よりも早く高い自然エネルギーレベルに到達すると、3つの理由でコストが高くなるとしています。第一に、この研究ではコストを年率5％で割引いているため、早期に発生したコストは割引後のコストが高くなります。第2に、自然エネルギーの資本コストは2050年まで低下し続けると予想されており、後から導入した方がコストが低くなります。第3に、化石発電機が完全に償還される前に廃棄された場合、「座礁資産による追加コストが発生する」とモデル化されました。
この研究では、ベースケースの結果をモデル化するために、発電機の資本コストと運用コスト、および電力需要について中程度の想定を行った。研究チームは、容量拡大の分析にはNRELのReEDSモデルを、生産コストのモデリングには商用のPLEXOSモデルを使用しました。シナリオは、NRELの高性能コンピュータで実行されました。
資源の適切性を確保するために、北米電力信頼性公社の基準予備率レベルに相当する季節ごとの確定容量をモデル化しました。
さらに、再生可能エネルギーやバッテリーの低コスト化、電化による電力需要のほぼ倍増、総需要の34％を柔軟性のある資源として利用可能、新規の送電を行わないなど、22種類の仮定を検討しました。これらの前提条件は、ReEDSモデルのみでモデル化しました。