約10〜15年前、「グリーンエネルギー」は、豊かで裕福な国にとって娯楽のように見えました。風車や太陽光発電所で生成されるエネルギーのコストは、化石燃料の燃焼から得られるキロワット時のコストよりも比類のないほど高かったのです。温室効果を減らし、排出量を最小限に抑え、エコロジーを支持するその他の議論は、経済的要素になるとすぐに背景に後退することがよくあります。結局のところ、ソーラーステーションからのエネルギーがたとえば、石炭よりもはるかに高価です...
しかし、それから私たちの目の前で静かな革命が起こりました。過去10年間で、再生可能エネルギー源からのエネルギーのコストは数倍低下し、従来のエネルギーと同等になりました（さらに低くなりました！）が、化石燃料からのエネルギーの価格はほぼ同じレベルにとどまり、原子力の場合も同様です。それどころか、エネルギーは一般的に増加しました。
なぜグリーンエネルギーはこんなに急速に安くなっているのですか？そして、このプロセスは何につながるのでしょうか？ポータルOurWorld inDataの編集者であるMaxRoserの出版物から最も重要なものを選択しました 。
決定要因としての価格
図1.元の画像。
今日、化石燃料（石炭、石油、ガス） は、世界のエネルギー生産の約79％を占めています。そして、これは深刻な悪影響を及ぼします。上のインフォグラフィック は、大気汚染による人口の死亡率（左）と生成された温室効果ガスの量（右）を比較しています。
化石燃料の燃焼は全世界のCO2排出量の87％を占めて おり、これは私たちの子孫の生命だけでなく、生物圏全体を危険にさらしています。そしてこれが私たちの時代に多くの人々が亡くなった理由です：毎年これらの排出物から 死ぬ世界中で360万人。これは、殺人、戦争、テロ攻撃を合わせた死亡率の6倍です。
図1から、再生可能エネルギー源（RES）や原子力などの化石燃料に代わるものが桁違いに安全でクリーンであることが明らかです。
しかし、なぜ世界経済は依然として 化石燃料に依存しているのでしょうか。
答えは簡単です。理由は、この特定の種類の燃料が長い間最も安価なままであったためです。他のすべてのエネルギー源よりも安い。このため、今日でも石炭は世界の電力の37％を供給しています。ガスは2位（24％）です。そしてそれらは一緒になって温室効果の最大の源であり、全世界の排出量の30％を占めています。
図2.元の画像。
図2は、再生不可能な供給源からの電気料金が過去10年間でどの程度変化したかを示しています。客観性と明確さのために、コストは「正規化された電気コスト」（NSE、LCOE）で表されます。 NSEは、発電所のライフサイクル全体にわたる電力生産の平均推定コストです（すべての可能な投資、コスト、および収益を含む）。 NSEは、発電所自体の建設コスト、および現在の燃料と運用期間全体の運用コストを考慮に入れています。したがって、発電所のNSEが他の発電所のNSEよりも高い場合は、高価な電力の購入者を見つけるために非常に懸命に努力する必要があり、高い確率でこのアイデアを放棄して、経済的により収益性の高いものを優先します。オプション。
図2からわかるように、過去10年間で、原子力エネルギーの価格は上昇し、ガスの価格は下落し、石炭の価格はほとんど変化していません。これらのチャートの背後にあるもの-少し後で見るでしょう。
図3.元の画像。
図3は同じグラフを示していますが、重要な追加が1つあります。それは、再生可能エネルギー源からの電力コストの低下のダイナミクスを示しています（すべての価格は補助金を除いて計算されていることに注意してください）。近年、再生可能エネルギーのコストの状況がどのように根本的に変化したかを見てください。文字通り「昨日」、10年前、太陽光発電機や風力発電機に煩わされるよりも、別の石炭火力発電所を建設する方がはるかに安価で合理的でした。 「風」は石炭より22％高く、「太陽」は223％も高かった。
しかし、過去10年間で多くの変化がありました。 2009年には、太陽光発電設備からの電力はMWhあたり359ドルでしたが、現在は89％安くなっています。そして最も興味深いのは、新しい石炭火力発電所の建設費を回収するために、同じ容量の風力発電所や太陽光発電所を建設する場合よりも、エンドユーザーに高いエネルギー価格を請求する必要があるということです。 。
これは本当に根本的な変化であり、もちろん電力業界にも影響を与えています。近年、風力および太陽エネルギーは急速に発展しました。2019年には、稼働するすべての新しい容量の72％を占めるのは再生可能エネルギーでした。
しかし、なぜこれが起こっているのですか？グリーンエネルギーはどのようにしてこのような急速なコスト削減を達成したのでしょうか。
事実、化石源からエネルギーを生産するコスト（および原子力エネルギー）は、本質的に2つの要因の影響を受けます。
- 燃料自体のコスト。
- 発電所の運用コスト。
対照的に、再生可能エネルギー源には「無料」の燃料があります。採掘して輸送する必要はありません。また、運用コストは大幅に削減されます。再生可能エネルギーのコストを決定する主な要因 は、生産技術そのものです。
宇宙価格からマスマーケットへ
過去に短い遠足をして、太陽光発電業界がどのように進んだかを思い出してみましょう。太陽光発電のコストについて最初に言及されたものの1つは、1956年にさかのぼります。その後、 1ワットあたり1,865ドルでした（2019年の価格で、インフレ調整済み）。しかし、1ワットはほとんど何もありません。家の屋根に設置された従来の最新のソーラーパネルは約320ワットを生成し、1956年のその価格では、596,800ドルもの費用がかかりました。もちろん、競争力に疑問の余地はありませんでした。
しかし、宇宙探査に感謝します。それらのおかげで、太陽エネルギーの最初の実用化が行われました。1958年に、アメリカの衛星「Avangard-I」とソビエトの「Sputnik-3」に太陽電池が供給されました。 1960年代を通じて、宇宙産業は太陽光発電の主要な消費者であり続けました。需要が増加し、生産も増加し、テクノロジーは徐々に最適化されました。その結果、ソーラーモジュールのコストは、ゆっくりではありますが着実に減少しました。
1970年代、ついに「宇宙技術」が地球に伝わりました。ソーラーパネルの最初の地上ベースのアプリケーションは、灯台、踏切など、従来の電力網に接続するには費用がかかりすぎた到達困難な場所を電化する試みでした。チャート4の左上のポイントは、1976年の1ワットのコストである112ドル（インフレ調整済み）です。なお、当時の全世界の太陽光発電量は約0.3MWでした。もちろん、これは前代未聞の進歩でした（1956年と比較して、価格は94％下がりました！）が、残念ながら、0.3MWはまだ工業規模にはほど遠いです。
図4.元の画像。
しかし実際には、すべてが始まったばかりでした...両方のスケール（軸）が対数である図4のグラフは、毎年、私たちの時代まで、ソーラーパネルの価格が「学習」をどのように通過したかを明確に示しています曲線」：新しい容量の試運転が指数関数的に増加する一方で、ソーラーモジュールのコストは指数関数的に減少していました。生産が広くなるほど、生産コストは安くなり、その結果、生産がさらに大幅に増加しました。これは、ほとんどすべての場所で見られる規模の経済と同じです。さらに、もちろん、政府の支援が助けになり、補助金のおかげで、最も早い段階で最も高価な段階で価格を下げることができました。
ソーラーパネルの価格をこのように引き下げることを可能にした進歩は、実際、製造プロセス全体に影響を及ぼします。ビジネスはより大きく、より効率的になりました。研究開発はより効果的になりました。シリコンウェーハの生産が改善されました。原材料の抽出規模が拡大しました。モジュールはより強く、より耐久性があります。競争が発展した。生産の資本コストを削減しました。これらおよび他の多くの大小の改善がプロセス全体を形作り、継続的なコスト削減につながりました。
生産量が一種の「学習率」を兼ねているため、コスト削減率を考えると、ソーラーパネルの場合、この数値は20.2％でした。製造技術は急速に安くなり、1976年から2019年の間に、バッテリーのコストは生成されたワットあたり106ドルから0.38ドルに減少しました。 「学習曲線」の同様の指数関数的変化は、他のテクノロジーからもよく知られています。最も有名な例は、コンピューター（プロセッサー）のコストと有名な 「ムーアの法則」です。
しかし、私たちはソーラーパネルの価格ではなく、ソーラーパネルによって生成される実際の電力の価格にもっと関心があります。図5は、再生不可能なエネルギー（原子力と石炭）と再生可能エネルギー（太陽、陸上、洋上風力）を比較しています。
図5.元の画像。
このグラフも対数であり、ソーラーパネルの価格が下落した場合に見られた「学習曲線」がここでも繰り返されていることを示しています。グリーン電力のコストは、その生産量が増えるにつれて指数関数的に減少します。生産量が2倍になるごとに、1ワットのコストは36％（太陽光発電の場合）および23％（陸上風力発電の場合）削減されます。しかし、洋上風力タービンからのエネルギーは依然として比較的高価です。原子力発電よりもわずか4分の1安く、石炭よりもわずかに高価です。ただし、専門家は、主にタービンの大型化と絶え間ない風による利用率の向上により、今後数年間でこのタイプのエネルギーのコストが急速に低下すると予想しています。
したがって、再生可能エネルギー源からの電力生産は、急速かつ着実な衰退のダイナミクスを示しています。伝統的なエネルギーはどうですか？
2010年から2019年までの世界の石炭価格111ドルから109ドルに減少しました。太陽光のコストが89％削減され、風力が70％削減されたという事実を背景に、わずか2％しか増加しませんでした。過去10年間の石炭火力発電価格の停滞は驚くべきことではありません。歴史的に、そのコストのダイナミクスは「学習曲線」に従わなかった。それは比較的安価であり、今もなお安い。しかし、それはもうそれほど安くなることはありません。まず、現代の石炭火力発電所には、大幅な効率向上の余地がほとんどありません。最も効率的な企業は47％の効率を達成し、平均して約33％です。第二に、石炭火力の価格は主に消費される原材料のコストによって形作られ ます総生産コストの最大40％。石炭火力発電所の建設価格が大幅に下落し、効率が上がったとしても、燃料価格はコスト削減のダイナミクスを阻害します。
しかし、それどころか、ガスからの電気料金は過去10年間で32％減少し、MWhあたり56ドルになりました。その理由の一つは、加工工場の建設費の削減です。しかし、もう1つの理由は、はるかに重要です。水圧破砕技術の供給の増加などにより、2008年のコストのピーク後、原材料としてのガス自体の価格が大幅に下落したことです。しかし、この原材料価格の下落は一時的なものであり、ガスの価格は実際には今日より高くなっています。 20年か30年前より。今後も継続する可能性は低く、明らかにガス電気のコストに関する「学習曲線」について話す必要はありません。
図5からわかるように、原子力は一般的に価格が上昇しており、この傾向は長期的に続くでしょう。原子力発電所の建設はより高価になっています 、業界が規制を強化したためを含みます。また、近年、世界に新設された原子力発電所はそれほど多くなく、その結果、規模の経済はありません。したがって、原子力エネルギー（NSEなど）の世界平均コストは一般的に増加しています。ただし、これは、個々の国や地域間の価格動向のかなり大きな広がりを否定するものではありません。たとえば、米国と英国で駅の価格と建設期間が大幅に増加した場合、フランスと韓国では同じレベルにとどまりました。多くの専門家によると、原子炉の建設が最も標準化されている国々は、価格の高騰を回避することに成功しています。標準化が進み、新しい原子力発電所の数の伸びが停滞しなくなると、原子力発電のコストが下がる可能性があります。再生可能エネルギーのコストの指数関数的なダイナミクスに達する可能性は低いですが、再生可能エネルギーが問題に直面している場合は、再生可能エネルギーを効果的に補完することができます。さらに、理論的には世界の電力供給システムを完全に変える可能性のある熱核反応炉の可能性のある見通しを忘れないでください。
結論
では、なぜ再生可能エネルギーがこんなに早く安くなるのでしょうか。上記の議論からわかるように、RESを化石燃料と根本的に区別する主な特徴は、それらのコストが指数関数的な「学習曲線」に従うことです。再生可能エネルギー源を使用する発電所は、燃料費を必要とせず、運用と保守が比較的安価です。それらの価格（NSE）は、テクノロジーのコストのみに依存します。そして、これらのテクノロジー（太陽光、風力、ストレージのテクノロジー）は、学習曲線に従います。容量が2倍になるたびに、それに対応してコストが削減されます。風力発電機と太陽光発電機が普及すればするほど、コストの削減は早くなります。
したがって、今日導入するグリーンエネルギーが多ければ多いほど、コスト削減により、明日導入できるようになります。したがって、再生可能エネルギー源の利用を拡大することで、2つの問題を同時に解決します。排出量と温室効果の悪影響を減らし、さらに重要なこととして、電力を安くすることです。そしてこれは、最終的には、人口の実質所得の増加、経済成長、貧困削減につながります。
