はじめに

世界的に地球温暖化対策の強化が求められる中、我が国は2020 年までに温室効果ガスを1990 年比で25％削減するとの目標を掲げ、世界各国への積極的な取り組みを呼びかけている。我が国が、この高い目標の達成と、地球温暖化対策に関する国際的リーダーシップを発揮していく上で、再生可能エネルギーの技術力の高さは大きな強みとなる。

また、我が国は現在、エネルギー消費の大部分を海外からの輸入に頼っているが、資源生産地から国内の最終消費に至るまで、安定的なエネルギー供給体制を継続的に構築することが重要課題であり、こういったエネルギー安全保障の確保の観点からも、国産である再生可能エネルギーの普及拡大は欠かせないものである。

一方、再生可能エネルギーを産業の側面からみると、その多くが地方部に賦存することから、これまで、我が国の地域産業振興に貢献してきた点も見逃せない。地産地消システムの確立にともない、エネルギーの供給、輸送、消費に関連する新たな産業が産み出され、地域の雇用創出等を実現している。さらに、国内での導入拡大とともに、我が国の国際競争力を高め、グローバルマーケットへ展開していくことで、我が国の経済成長に貢献することが大きく期待されている。

このように、再生可能エネルギーの重要性がますます高まる中、今年6 月に閣議決定された「新成長戦略」においては、７つの戦略分野の第１の柱として「グリーン・イノベーションによる環境・エネルギー大国戦略」が掲げられた。この中で、再生可能エネルギーの普及拡大や、それを支えるスマートグリッド構築の重要性が示されている。

また、同じく6 月に閣議決定された「エネルギー基本計画」においても、自立的かつ環境調和的なエネルギー供給構造を実現するために、再生可能エネルギーの導入拡大が必要とされている。

NEDO では、様々な再生可能エネルギーの技術開発や国際実証などを展開しているところであるが、昨今の再生可能エネルギーへの期待の高まりを背景に、既に世界的に導入が進められている主力の太陽光発電、風力発電、バイオマスエネルギーに加え、昨今新たな担い手として大きな注目を集め、世界市場も拡大する見込みである太陽熱発電、波力発電、海洋温度差発電、スマートグリッドを対象として、国内外の最新動向を詳細に調査するとともに、今後の技術開発の道筋を示す技術ロードマップを策定した。また、地熱発電、中小水力発電、その他の再生可能エネルギー等についても、改めて詳細な現状分析を行った。

以上について、「再生可能エネルギー技術白書」という形でとりまとめたのが本書である。今後、これが、政府や産業界の再生可能エネルギーの導入拡大に向けた議論のベースや、技術開発の指針として活用されることを期待する。

独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構
エネルギー・環境技術本部長小井沢和明

1 再生可能エネルギー導入拡大の必要性.................................................................. 1
　1.1 エネルギー安全保障の強化........................................................................................... 1
　1.2 地球温暖化対策の強化.................................................................................................. 1
　1.3 経済成長の実現............................................................................................................. 2
2 太陽光発電の技術の現状とロードマップ.............................................................. 3
　2.1 技術を取りまく現状..................................................................................................... 3
　　2.1.1 技術の俯瞰................................................................................................................................. 3
　　2.1.2 ポテンシャル.............................................................................................................................. 9
　　2.1.3 導入目標量例............................................................................................................................ 13
　　2.1.4 導入実績................................................................................................................................... 21
　　2.1.5 技術開発動向............................................................................................................................ 23
　　2.1.6 システム価格、発電単価等.................................................................................................... 39
　　2.1.7 推進施策・関連法令................................................................................................................ 44
　　2.1.8 ビジネスモデル........................................................................................................................ 64
　　2.1.9 国内技術の競争力.................................................................................................................... 67
　2.2 技術ロードマップ....................................................................................................... 73
　　2.2.1 目指す姿................................................................................................................................... 73
　　2.2.2 目指す姿の実現に向けた課題と対応.................................................................................... 75
　　2.2.3 技術開発目標と技術開発の内容............................................................................................ 78
3 風力発電の技術の現状とロードマップ................................................................ 89
　3.1 技術を取りまく現状................................................................................................... 89
　　3.1.1 技術の俯瞰............................................................................................................................... 89
　　3.1.2 ポテンシャル............................................................................................................................ 96
　　3.1.3 導入目標量例.......................................................................................................................... 102
　　3.1.4 導入実績..................................................................................................................................110
　　3.1.5 技術開発動向...........................................................................................................................114
　　3.1.6 システム価格、発電単価等.................................................................................................. 126
　　3.1.7 推進施策・関連法令.............................................................................................................. 132
　　3.1.8 ビジネスモデル...................................................................................................................... 149
　　3.1.9 国内技術の競争力.................................................................................................................. 154
　3.2 技術ロードマップ..................................................................................................... 157
　　3.2.1 目指す姿................................................................................................................................. 157
　　3.2.2 目指す姿の実現に向けた課題と対応.................................................................................. 159
　　3.2.3 技術開発目標と技術開発の内容.......................................................................................... 162
4 バイオマスエネルギーの技術の現状とロードマップ........................................ 171
　4.1 技術を取りまく現状................................................................................................. 173
　　4.1.1 技術の俯瞰.............................................................................................................................. 173
　　4.1.2 ポテンシャル.......................................................................................................................... 184
　　4.1.3 導入目標量例.......................................................................................................................... 187
　　4.1.4 導入実績................................................................................................................................. 191
　　4.1.5 技術開発動向.......................................................................................................................... 197
　　4.1.6 システム価格、エネルギー単価等...................................................................................... 221
　　4.1.7 推進施策・関連法令.............................................................................................................. 226
　　4.1.8 ビジネスモデル...................................................................................................................... 239
　　4.1.9 国内技術の競争力.................................................................................................................. 241
　4.2 技術ロードマップ..................................................................................................... 243
　　4.2.1 目指す姿................................................................................................................................. 243
　　4.2.2 目指す姿の実現に向けた課題と対応.................................................................................. 245
　　4.2.3 技術開発目標と技術開発の内容.......................................................................................... 247
5 太陽熱発電の技術の現状とロードマップ.......................................................... 253
　5.1 技術を取りまく現状................................................................................................. 253
　　5.1.1 技術の俯瞰.............................................................................................................................. 253
　　5.1.2 ポテンシャル.......................................................................................................................... 259
　　5.1.3 導入目標量例.......................................................................................................................... 260
　　5.1.4 導入実績................................................................................................................................. 267
　　5.1.5 技術開発動向.......................................................................................................................... 272
　　5.1.6 システム価格・発電単価等.................................................................................................. 281
　　5.1.7 推進施策・関連法令.............................................................................................................. 285
　　5.1.8 ビジネスモデル...................................................................................................................... 299
　　5.1.9 国内技術の競争力.................................................................................................................. 302
　5.2 技術ロードマップ..................................................................................................... 304
　　5.2.1 目指す姿................................................................................................................................. 304
　　5.2.2 目指す姿の実現に向けた課題と対応.................................................................................. 306
　　5.2.3 技術開発目標と技術開発の内容.......................................................................................... 308
6 波力発電の技術の現状とロードマップ.............................................................. 311
　6.1 技術を取りまく現状..................................................................................................311
　　6.1.1 技術の俯瞰.............................................................................................................................311
　　6.1.2 ポテンシャル........................................................................................................................ 314
　　6.1.3 導入目標量例........................................................................................................................ 317
　　6.1.4 導入実績............................................................................................................................... 322
　　6.1.5 技術開発動向........................................................................................................................ 323
　　6.1.6 システム価格、発電単価等................................................................................................ 336
　　6.1.7 推進施策・関連法令............................................................................................................ 339
　　6.1.8 ビジネスモデル.................................................................................................................... 354
　　6.1.9 国内技術の競争力................................................................................................................ 356
　6.2 技術ロードマップ..................................................................................................... 357
　　6.2.1 目指す姿............................................................................................................................... 357
　　6.2.2 目指す姿の実現に向けた課題と対応................................................................................ 358
　　6.2.3 技術開発目標と技術開発の内容........................................................................................ 359
7 海洋温度差発電の技術の現状とロードマップ................................................... 365
　7.1 技術を取りまく現状................................................................................................. 365
　　7.1.1 技術の俯瞰.............................................................................................................................. 365
　　7.1.2 ポテンシャル.......................................................................................................................... 372
　　7.1.3 導入目標量例.......................................................................................................................... 374
　　7.1.4 導入実績................................................................................................................................. 375
　　7.1.5 技術開発動向.......................................................................................................................... 376
　　7.1.6 システム価格、発電単価等.................................................................................................. 383
　　7.1.7 推進施策・関連法令.............................................................................................................. 384
　　7.1.8 ビジネスモデル...................................................................................................................... 397
　　7.1.9 国内技術の競争力.................................................................................................................. 399
　7.2 技術ロードマップ..................................................................................................... 400
　　7.2.1 目指す姿................................................................................................................................. 400
　　7.2.2 目指す姿の実現に向けた課題と対応.................................................................................. 401
　　7.2.3 技術開発目標と技術開発の内容.......................................................................................... 402
8 その他の再生可能エネルギー等の技術の現状................................................... 407
　8.1 太陽熱冷暖房............................................................................................................ 407
　　8.1.1 技術の俯瞰.............................................................................................................................. 407
　　8.1.2 ポテンシャル.......................................................................................................................... 412
　　8.1.3 導入目標量例.......................................................................................................................... 414
　　8.1.4 導入実績................................................................................................................................. 415
　　8.1.5 技術開発動向.......................................................................................................................... 421
　8.2 中小水力発電............................................................................................................ 426
　　8.2.1 技術の俯瞰.............................................................................................................................. 426
　　8.2.2 ポテンシャル.......................................................................................................................... 432
　　8.2.3 導入目標量例.......................................................................................................................... 433
　　8.2.4 導入実績................................................................................................................................. 434
　　8.2.5 技術開発動向.......................................................................................................................... 435
　8.3 地熱発電................................................................................................................... 437
　　8.3.1 技術の俯瞰.............................................................................................................................. 437
　　8.3.2 ポテンシャル.......................................................................................................................... 439
　　8.3.3 導入目標量例.......................................................................................................................... 441
　　8.3.4 導入実績................................................................................................................................. 442
　　8.3.5 技術開発動向.......................................................................................................................... 447
　8.4 温泉熱発電・熱利用................................................................................................. 451
　　8.4.1 技術の俯瞰.............................................................................................................................. 451
　　8.4.2 ポテンシャル.......................................................................................................................... 454
　　8.4.3 導入目標量例.......................................................................................................................... 456
　　8.4.4 導入実績................................................................................................................................. 457
　　8.4.5 技術開発動向.......................................................................................................................... 460
　8.5 雪氷熱利用................................................................................................................ 462
　　8.5.1 技術の俯瞰.............................................................................................................................. 462
　　8.5.2 ポテンシャル.......................................................................................................................... 465
　　8.5.3 導入目標量例.......................................................................................................................... 467
　　8.5.4 導入実績................................................................................................................................. 468
　　8.5.5 技術開発動向.......................................................................................................................... 473
　8.6 海流・潮流発電......................................................................................................... 476
　　8.6.1 技術の俯瞰.............................................................................................................................. 476
　　8.6.2 ポテンシャル.......................................................................................................................... 478
　　8.6.3 導入目標量例.......................................................................................................................... 479
　　8.6.4 導入実績................................................................................................................................. 479
　　8.6.5 技術開発動向.......................................................................................................................... 483
　8.7 潮汐力発電................................................................................................................ 489
　　8.7.1 技術の俯瞰.............................................................................................................................. 489
　　8.7.2 ポテンシャル.......................................................................................................................... 490
　　8.7.3 導入目標量例.......................................................................................................................... 490
　　8.7.4 導入実績................................................................................................................................. 491
　　8.7.5 技術開発動向.......................................................................................................................... 492
　8.8 熱電発電................................................................................................................... 494
　　8.8.1 技術の俯瞰.............................................................................................................................. 494
　　8.8.2 ポテンシャル.......................................................................................................................... 495
　　8.8.3 導入目標量例.......................................................................................................................... 496
　　8.8.4 導入実績................................................................................................................................. 496
　　8.8.5 技術開発動向.......................................................................................................................... 499
　8.9 圧電発電................................................................................................................... 503
　　8.9.1 技術の俯瞰.............................................................................................................................. 503
　　8.9.2 ポテンシャル.......................................................................................................................... 506
　　8.9.3 導入目標量例.......................................................................................................................... 506
　　8.9.4 導入実績................................................................................................................................. 506
　　8.9.5 技術開発動向.......................................................................................................................... 508
　8.10工場等排熱利用......................................................................................................... 509
　　8.10.1 技術の俯瞰.............................................................................................................................. 509
　　8.10.2 ポテンシャル.......................................................................................................................... 512
　　8.10.3 導入目標量例.......................................................................................................................... 513
　　8.10.4 導入実績................................................................................................................................. 514
　　8.10.5 技術開発動向.......................................................................................................................... 518
　8.11温度差熱利用............................................................................................................ 521
　　8.11.1 技術の俯瞰.............................................................................................................................. 521
　　8.11.2 ポテンシャル.......................................................................................................................... 523
　　8.11.3 導入目標量例.......................................................................................................................... 524
　　8.11.4 導入実績................................................................................................................................. 524
　　8.11.5 技術開発動向.......................................................................................................................... 527
9 スマートグリッドの技術の現状とロードマップ............................................... 531
　9.1 技術を取りまく現状................................................................................................. 531
　　9.1.1 技術の俯瞰.............................................................................................................................. 531
　　9.1.2 技術開発動向.......................................................................................................................... 540
　　9.1.3 推進施策・関連法令.............................................................................................................. 602
　　9.1.4 ビジネスモデル...................................................................................................................... 615
　　9.1.5 我が国の競争力...................................................................................................................... 617
　9.2 技術ロードマップ..................................................................................................... 618
　　9.2.1 目指す姿................................................................................................................................. 618
　　9.2.2 目指す姿の実現に向けた課題と対応.................................................................................. 622
　　9.2.3 技術開発目標と技術開発の内容.......................................................................................... 624
10 スマートコミュニティの構築に向けて.............................................................. 631
　10.1 スマートコミュニティの必要性.............................................................................. 631
　　10.1.1 スマートコミュニティ形成に向けた新たな動き.............................................................. 631
　　10.1.2 スマートコミュニティへの期待.......................................................................................... 636
　10.2 2030 年の我が国のスマートコミュニティ像.......................................................... 641
　　10.2.1 2030 年の我が国の展望（人口・GDP・エネルギー消費等） ......................................... 641
　　10.2.2 目指すべきスマートコミュニティ像.................................................................................. 641
　　10.2.3 スマートコミュニティ実現に向けて.................................................................................. 643
11 おわりに............................................................................................................ 647

NEDO 再生可能エネルギー技術白書策定委員会名簿......................................... 649

１　再生可能エネルギー導入拡大の必要性

　世界的に再生可能エネルギーに対する関心が急速に高まっており、各国において、再生可能エネルギーの導入拡大に向けた取り組みが強化されている。
　我が国としても、エネルギー政策の基本である3E、すわなち、エネルギー安定供給の確保（Energy Security）、環境への適合（Environment）、経済効率性（Economic Efficiency）の実現を図る上で、再生可能エネルギーの導入拡大が急務であり、平成22 年6 月に改定された政府のエネルギー基本計画においても、2020 年までに一次エネルギー供給に占める再生可能エネルギーの割合を10％にするとの高い目標が掲げられたところである。

1.1 エネルギー安全保障の強化
　昨今の原油価格をはじめとするエネルギー価格の乱高下や資源ナショナリズムの台頭、BRIC’s などの新興国におけるエネルギー需要の急増などの情勢を踏まえれば、エネルギー消費の大部分を海外からの輸入に頼っている我が国としては、エネルギー安定供給を確保することが最重要課
題である。　再生可能エネルギーの導入拡大は、エネルギー自給率の向上、エネルギー源の多様化に貢献するとともに、エネルギー輸入依存度の低減を図ることが可能であり、このため、原子力とともに、エネルギー安全保障の強化を図る上で、非常に重要な位置付けにある。

1.2 地球温暖化対策の強化
　温室効果ガスの約9 割をエネルギー起源のCO2 が占める我が国において、地球温暖化対策は、エネルギー政策の根幹の１つとなっている。
　我が国としては、すべての主要国による公平かつ実効性のある国際的枠組みの構築や意欲的な目標の合意を前提として、2020 年までに温室効果ガスを1990 年比で25％削減するとの目標を掲げ、あらゆる政策を総動員したチャレンジ25 の取組みを推進している。
　平成 22 年6 月に閣議決定された新成長戦略においても、7 つの戦略分野の第一の柱である「グリーン・イノベーションによる環境・エネルギー大国戦略」の中で、2020 年までの目標として、「日本の民間ベースの技術を活かした世界の温室効果ガスの削減量を13 億トン以上とすること（日本全体の総排出量に相当）」が掲げられた。
　このように、地球温暖化対策の強化が必要な中、再生可能エネルギーに関する高い技術力を有する我が国は、これを強みとして、国内での再生可能エネルギー導入拡大を推進しつつ、地球温暖化対策に関して国際的にリーダーシップを発揮していく可能性を秘めている。

1.3 経済成長の実現
　再生可能エネルギー産業の裾野は広い。世界的に再生可能エネルギー市場が急速に拡大する中で、再生可能エネルギー関連産業が、将来的に我が国の経済成長の一翼を担うとの期待が高まっている。
　例えば、太陽光発電については、太陽電池単体（セル・モジュール）の技術力に加え、インバータや蓄電池、パワーコンディショナと周辺機器においても我が国は高い技術力を有している。今後、日本の太陽光発電関連産業の総合力を発揮し、システム全体の高付加価値化を図りつつ、グローバルマーケットへの展開を図ることが期待される。
　また、日本型スマートグリッドの展開は、再生可能エネルギーの導入拡大と高品質な電力の安定供給の実現のほか、関連システムの輸出や、新たなサービスの創出により、我が国産業の成長の舞台となる可能性がある。
　新成長戦略においては、「グリーン・イノベーションによる環境・エネルギー大国戦略」を推進することにより、2020 年までの目標として、「50 兆円超の環境関連新規市場」、「140 万人の環境分野の新規雇用」、「日本の民間ベースの技術を活かした世界の温室効果ガス削減量を13 億トン以
上とすること（日本全体の総排出量に相当）」を掲げており、こういった高い目標の実現に向けて、再生可能エネルギーの導入拡大が重要な鍵となっている。

１１ おわりに

　エネルギー基本計画では、地球温暖化対策、エネルギー自給率向上、エネルギー源多様化、環境関連産業育成等の観点から、今後2020 年までに、一次エネルギー供給に占める再生可能エネルギーの割合を10％まで増加させる目標を掲げている。

　国内での再生可能エネルギーの大幅な導入拡大に向けては、まだ課題は残されている。最大の
課題はコストである。現状、化石燃料をベースとしたエネルギーと比較すると、再生可能エネルギーのコストは非常に高く、政府による導入支援制度等より導入が進んでいるのが実情である。
将来に向けて、技術開発や社会システムの変革によりコストを引き下げ、公的支援がなくても自立的に導入が進む状況をつくることが必要である。グリッドパリティを実現し、真の意味での実力を付けることにより、再生可能エネルギー大量導入に向けての離陸がなされることとなる。本白書に掲載した各種再生可能エネルギーの技術ロードマップにおいても、コストの低減を共通的な課題としている。既に確立された技術の高度化とともに、長期的な視点から革新技術の研究開発を進めて、コスト低減を実現していくことが重要である。

　国内における再生可能エネルギーの導入促進とともに、今後は、国際展開の視点も重要である。エネルギー基本計画では、我が国に優位性があり、かつ今後も市場拡大が見込まれるエネルギー関連の製品・システムの国際市場において、我が国企業群が最高水準のシェアを維持・獲得する
ものとしている。
　再生可能エネルギーの導入対象地域は世界中に存在し、マーケットはグローバル化の一途をたどっている。そのため、我が国の再生可能エネルギー技術の国際競争力を高め、積極的な国際展開を図ることは、我が国の経済成長の機会となる。
　本白書にて提示したように、我が国には、いずれの再生可能エネルギー分野においても、世界的に遜色の無い水準の先端技術が存在している。今後はそのような技術の高度化を図りつつ、社会的に実現するための取り組みを推進していく必要がある。

　本白書では、各再生可能エネルギーの技術を取りまく現状を整理するとともに、今後の技術開発の道筋を示す技術ロードマップを策定した。今後、様々な場面において、再生可能エネルギーの導入拡大に向けた議論のベースや、技術開発の指針として活用され、国内における再生可能エネルギーの導入拡大、我が国関連産業の国際展開に貢献することを願うものである。

図表 10.15 次世代エネルギー・社会システムロードマップ (1/2) 図表 10.16 次世代エネルギー・社会システムロードマップ (2/2) NEDO（2010）による『NEDO再生可能エネルギー技術白書〜新たなエネルギー社会の実現に向けて〜』から