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国際エネルギー機関 太陽光発電システム研究協力実施協定
I E A P V P S International Energy Agency Implementing Agreement for Photovoltaic Power Systems
砂砂漠漠かかららののエエネネルルギギーー タタススクク８８ 大大規規模模太太陽陽光光発発電電シシスステテムムにに関関すするる調調査査研研究究
Energy from the Desert Task8 Study on Very Large Scale Photovoltaic Power Generation System
（ 概 要 版 ）
2015 年 2 月
独立行政法人 新エネルギー･産業技術総合開発機構
“砂漠からのエネルギー”は『国際エネルギー機関 太陽光発電システム研究協力実施協定（IEA PVPS）』に基づくタスク 8 成果報告書の Executive Summary を、独立行政法人 新エネルギー･
産業技術総合開発機構の要請により、みずほ情報総研株式会社が日本語版に纏めたものである。
＜表紙写真＞
（上）Topaz Solar Farm, San Luis Obispo County, CA, USA (courtesy of First Solar, Inc.) （下）Longyangxia Hydropower PV station, Gonghe, Qinghai, China (courtesy of Yellow River
Hydropower Company)
目 次
A. 大規模太陽光発電への期待とポテンシャル：なぜ大規模太陽光発電か？ ························ 1
A.1 世界のエネルギー・環境を巡る動向 ···································································· 1
A.2 砂漠地域における大規模太陽光発電プラントのポテンシャル ··································· 4
B. 大規模太陽光発電プラントの実用化状況 ·································································· 7
B.1 大規模太陽光発電プラント導入の進展 ································································· 7
B.2 砂漠環境の克服 ····························································································· 10
C. 大規模太陽光発電プラントによる低コストな電力供給 ·············································· 13
C.1 太陽光発電コストの推移と見通し ····································································· 13
C.2 大規模太陽光発電プラントの LCOE ·································································· 14
D. 大規模太陽光発電プラントによる環境貢献 ····························································· 15
D.1 低炭素化と創エネルギー ················································································· 15
D.2 エコロジカル・フットプリント ········································································ 16
D.3 水資源使用量の低減 ······················································································· 17
E. 大規模太陽光発電プロジェクトが生み出す社会経済効果 ··········································· 18
E.1 持続的な大規模太陽光発電プラント開発シナリオ ················································ 18
E.2 技術移転による現地生産 ················································································· 19
E.3 持続的な砂漠地域開発としての大規模太陽光発電プロジェクト ······························ 20
F. 大規模太陽光発電プラントのビジョンと展望 ··························································· 22
F.1 VLS-PV ロードマップ ······················································································ 22
F.2 100%再生可能エネルギー供給システムへの展開 ··················································· 23
F.3 北東アジアスーパーグリッド構想 ······································································ 23
G. 結論と提言：大規模太陽光発電の今後の方向性 ······················································· 26
＜参考文献＞ ········································································································· 29
Foreword
It is already known that the world’s very large deserts present a substantial amount of energy-supplying potential. Given the demands on world energy in the 21st century, and when considering global environmental issues, the potential for harnessing this energy is of huge import and has formed the backbone and motive for our work.
The work on very large scale photovoltaic power generation (VLS-PV) systems first began under the umbrella of the IEA PVPS Task8 in 1998. After that, the new Task8 – Study on Very Large Scale Photovoltaic power generation (VLS-PV) systems was established in 1999.
The scope of Task8 is to examine and evaluate the potential of VLS-PV systems, which have a capacity ranging from several megawatts to gigawatts, and to develop practical project proposals for realising VLS-PV systems in the future. Issues covered reflect the many facets VLS-PV for target groups as to political and governmental organisations as well as for e.g. institutes world-wide to provide a better understanding of these issues.
Since Task8 has been established, we published our extensive reports as a series of ‘Energy from the Desert’, focusing on VLS-PV systems. The books show that the VLS-PV is not a simple dream but is becoming realistic and well-know all over the world.
During our works, large scale PV systems increasingly count as a realistic energy option and have started to appear around the world in the 2000s, and have been rising substantially year on year. Now 500 MW scale PV systems are becoming reality.
Here, we compile the final Task8 report, entitled ‘Energy from the Desert’ as well. This report presents comprehensively results coming from our 15-years activity, and also includes the brand-new topics on VLS-PV, e.g. PV power plants.
We have recognized that very large scale solar electricity generation provides economic, social and environmental benefits, security of electricity supply and fair access to affordable and sustainable energy solutions.
‘It might be a dream, however ---‘. It was a motivation when Task8 was established in 1999.
Now, we recognise that VLS-PV, e.g. PV power plant, has become one of the feasible options for large scale deployment of PV systems and renewable energy technologies.
Keiichi KomotoOperating Agent, Task 8
Task8 Participants
Keiichi Komoto, OA (Japan) Fabrizio Donini Ferretti (France) Gianluca Gigliucci (Italy)
Kosuke Kurokawa, OA-alt. (Japan) Karim Megherbi (France) Michelle Appendino (Italy)
Tomoki Ehara (Japan) Edwin Cunow (Germany) Roberto Vigotti (Italy)
Masanori Ishimura (secretary) (Japan) Christof Koerner (Germany) Jinsoo Song (Korea)
John S MacDonald (Canada) David Faiman (Israel) Peter van der Vleuten (the Netherlands)
Honghua Xu (China) Fabrizio Paletta (Italy) Christian Breyer, observer (Finland)
Sicheng Wang (China) Francesco De Lia (Italy) Namjil Enebish, observer (Mongolia)
- 1 -
A. 大規模太陽光発電への期待とポテンシャル：なぜ大規模太陽光発電か？
世界のエネルギー消費は産業革命以降、増加の一途をたどり、今後も増加を続けることが予想
されている。エネルギー消費が引き起こす環境問題に対応するために再生可能エネルギーが果た
すべき役割は大きい。太陽エネルギーは も有望な再生可能エネルギーの一つであり、太陽光発
電は太陽エネルギー利用技術の代表格である。太陽光発電技術は急速な進歩を遂げており、大規
模太陽光発電を機軸としたエネルギーシフトを真剣に考えるべき時代になっているといっても
過言ではない。
A.1 世界のエネルギー・環境を巡る動向
20 世紀における世界の経済成長は化石燃料の大量消費によって支えられてきた。一方で、この
大量消費によって、地球温暖化をはじめとする様々な地球環境問題を引き起こしてきた。このよ
うなエネルギーの大量消費と CO2排出は主として先進国によるものではあるが、 近では新興国
による急激な経済成長、それに伴うエネルギー消費の増大による影響も増加してきている。21 世
紀に入り、低炭素社会形成に向けた取り組みの必要性が認識されるようになってきたが、持続的
なエネルギー供給の実現による低炭素社会の形成は地球規模で取り組むことが不可欠である。
IEA による世界エネルギー見通し（World Energy Outlook）1)によれば、世界のエネルギー消費
量と CO2排出量の増加傾向は今後も継続し、中でも中後進国を中心としたエネルギー消費と電力
消費、CO2排出量の増加が大きいと見通されている（図 A.1-1～A.1-4）。
エネルギー消費と地球温暖化の関係については IPCC においても議論されている。IPCC 第 5 次
評価報告書 2,3)においても、
地球温暖化は疑いのない事実であり、経済成長と人口増加が化石燃料燃焼による CO2 排出の
増加の も重要な推進力である状態が続いている、これまでを大きく上回るエネルギー効率の
改善がない限りエネルギー供給に伴う 2050 年の直接 CO2排出量は 2010 年の 2～3 倍に達する
といった評価がなされている。
その一方で、太陽光発電をはじめとする再生可能エネルギーはこの局面の打開に大きく貢献で
きる技術であり、IPCC 第 5 次評価報告書 3)において、
発電技術の低炭素化は温室効果ガスの排出を低レベルに抑制、安定化させるための重要な要
素である。多くの再生可能エネルギー技術は大幅な性能向上およびコスト低減を見せており、
大規模普及が可能な成熟度に達した技術も増えている。
と評価されている。
古くから低炭素な安定電源として位置づけられていた原子力発電に対する議論は、2011 年 3 月
の福島第一原子力発電所の事故以降、電力安定供給のため依然として不可欠という賛成論、甚大
なリスクを回避すべきという反対論に二極化している。IPCC 第 5 次評価報告書 3)においても、
低炭素エネルギー供給への原子力の貢献は増しうるが、各種の障壁とリスクが存在する
と記されている。
低炭素なエネルギー供給に向けた代表的な展望のひとつである、IEA の Energy Technology
Perspectives 2014（ETP2014）4)では、2100 年における地球温暖化による温度上昇レベルを議論す
るため、温度上昇度合いを制約要因とした複数のシナリオによって描いている（表 A.1-1）。
- 2 -
図 A.1-1 Primary energy demand and CO2 emission in the world (New Policies Scenario)1)
（世界の一次エネルギー消費量と CO2排出量）
図 A.1-2 Electricity generation and CO2 emission by electricity generation (New Policies
Scenario)1)
（世界の燃料種別発電電力構成と CO2排出量）
図 A.1-3 Electricity generation in OECD and Non-OECD countries (New Policies Scenario)1)
（OECD/Non-OECD 諸国の発電電力量）
図 A.1-4 CO2 emission by electricity generation in OECD and Non-OECD countries (New Policies
Scenario)1)
（OECD/Non-OECD 諸国の電力起源 CO2排出）
表 A.1-1 Examples of scenarios under the ETP20144)
（ETP2014 に示されたシナリオの概略）
6DS The 6DS is largely an extension of current trends. By 2050, energy use grows by more than two-thirds (compared with 2011) and total GHG emissions rise even more. In the absence of efforts to stabilise atmospheric concentrations of GHGs, average global temperature rise is projected to be at least 6OC in the long term.
4DS The 4DS takes into account recent pledges made by countries to limit emissions and step up efforts to improve energy efficiency, projecting a long-term temperature rise of 4OC.
2DS The 2DS is the main focus of ETP 2014. It describes an energy system consistent with an emissions trajectory that recent climate science research indicates would give at least a 50 % chance of limiting average global temperature increase to 2OC. The 2DS also identifies changes that help ensure a secure and affordable energy system in the long run. It sets the target of cutting energy- and process-related CO2 emissions by more than half in 2050 (compared with 2011) and ensuring that they continue to fall thereafter. Importantly, the 2DS acknowledges that transforming the energy sector is vital, but not the sole solution: the goal can be achieved only provided that CO2 and GHG emissions in non-energy sectors are also reduced.
2DS hi-Ren
The 2DS-High Renewables (2DS hi-Ren) variant illustrates an expanded role of renewables in the power sector, based on a decreased or delayed deployment of nuclear technologies and CCS.
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CO2 emission [MT‐CO2/year]
TPED
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Hydro
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1990 2012 2020 2025 2030 2035 2040
CO2 emission [MT‐CO2/year]
Eelctricity generation [TW
h/year]
y g y
Other renewables
Solar PV
Wind
Bioenergy
Hydro
Nuclear
Gas
Oil
Coal
CO2 emission
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1990 2012 2020 2025 2030 2035 2040
Electricity generation [TW
h/year]
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OECD countries
Non‐OECD countries
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18 000
1990 2012 2020 2025 2030 2035 2040
CO2 emission [MT‐CO2/year]
y y g
OECD countries
Non‐OECD countries
- 3 -
も厳しい制約に相当する 2DS が主たる論点であり、温室効果ガスと二酸化炭素（CO2）の排
出量を削減した持続可能なエネルギーシステムを展望するシナリオである。このシナリオは、
新の気候科学研究によって、地球の平均気温上昇を 2 OC以下に抑制する可能性が少なくとも 50％
あるとされる排出経路と整合したエネルギーシステムを描いている。図 A.1-5 に示すように、こ
の目標を達成するには、発電を化石燃料に依存し続けてきた近年の動向を大きく反転させ、電力
の単位当たり CO2排出量を 2050 年までに 90%削減しなければならない。
図 A.1-5 Electricity generation sector carbon intensity index by ETP20144)
（ETP2014 に示された発電部門の CO2排出源単位の目標） (©OECD/IEA 2014, Energy Technology Perspectives, fig. 3.3, p. 124, IEA Publishing.
Licence: www.iea.org/t&c/termsandconditions)
図 A.1-6 は、EPT2014 に示されたシナリオ（表 A.1-1）における 2050 年の電源構成を示したも
のである。2DS による 2050 年の電力供給構成は、65%が再生可能エネルギー、残りの 35%は原子
力発電と炭素隔離・貯留技術（CCS）を伴った火力発電である。再生可能エネルギーの導入拡大
の加速により目標を達成するシナリオ（2DS hi-Ren）では再生可能エネルギーが 79%を占める。
このとき、2050 年における太陽光発電の累積導入量は 4 626GW、発電電力量の 16%を占め、水力
発電に次ぎ、2 番目の電力供給源となる。
そして、図 A.1-7 に示すように、6DS と比較した場合の、2DS（hi-Ren）における 2050 年まで
の電力起源の累積 CO2排出削減量に対する貢献度は太陽光発電が も大きくなる。
図 A.1-6 Global electricity mix in 2011 and in 2050 in three ETP 2014 scenarios5)
（2011 年ならびに ETP2014 に示されたシナリオにおける 2050 年の世界の電源構成） (©OECD/IEA 2014, Technology Roadmap: Solar Photovoltaic Energy, fig. 5, p. 18, IEA Publishing.
Licence: www.iea.org/t&c/termsandconditions)
- 4 -
図 A.1-7 Cumulative technology contributions to power sector emission reductions in ETP 2014 hi-Ren
Scenario relative to 6DS up to 20506)
（6DS シナリオと比較した、2DS hi-Ren シナリオにおける温室効果ガス排出削減量の技術別貢献度）
(©OECD/IEA 2014, Technology Roadmap: Solar Photovoltaic Energy, fig.6, p. 19, IEA Publishing. Licence: www.iea.org/t&c/termsandconditions)
A.2 砂漠地域における大規模太陽光発電プラントのポテンシャル
中長期的な期待が大きい太陽光発電であるが、その源である太陽エネルギーは低密度なエネル
ギーである。また、地球上に広く降り注いでいるが、地域偏在性もある。太陽光発電を将来の基
幹電源（主要電源）の一つとして大規模に利用・展開していくためには、豊富な日射と広大な空
間が必要となる。その有望な候補地として世界の陸地の 3 分の 1 を占める砂漠地域がある。
図 A.2-1 および表 A.2-1 は世界の主要な砂漠を示したもので、総面積は約 19 億ヘクタールに達
し、幾つかの砂漠ではその面積は増加を続けている（砂漠化が進行）。表 A.2-1 には併せて、砂漠
地域における太陽光発電の発電電力量ポテンシャルも記載している。日射量から期待される太陽
光発電電力量（スペースファクター50%）の合計（2 239×103TWh＝8,060 EJ）は 2012 年における
世界の一次エネルギー需要（560 EJ）の 14 倍以上に相当する莫大なポテンシャルを有している。
太陽光発電プラントの建設に際して留意すべき様々な制約を無視した計算ではあるが、砂漠地域
の～8%（スペースファクターを無視すれば～4%）に太陽光発電を設置するだけで、世界全体の
一次エネルギー消費量の匹敵するエネルギーが得られることになる。また、図 A.2-2 に示すよう
に、地理的に日本と近く、中国とモンゴルにまたがるゴビ砂漠にスペースファクター50%、効率
15%の太陽電池モジュールを設置した場合の年間発電量は 2012 年における世界の発電電力量の
およそ 5 倍（世界の一次エネルギー消費量の約 74%）に相当する。
- 5 -
図 A.2-1 World desert (unit: 106 ha)7)
（世界の砂漠）
図 A.2-2 Solar Pyramid
（ソーラーピラミッド）
表A.2-1 World deserts and solar energy potential
（世界の砂漠と太陽エネルギーポテンシャル）
(a) (b) (b) (d) (e) Desert Name Area
(106 ha)7) Annual average
Irradiation (MJ·m-2·d-1)8)
Annual referenceYield (h)
Possible PV array Capacity
(TW)
Annual electricityGeneration (103 TWh)
North America Great Basin 49 20,32 2 060 36,8 53,0 Chihuahuan 45 19,68 1 995 33,8 47,1 Sonoran 31 17,21 1 745 23,3 28,4 Subtotal 125 93,8 128,5
South America Patagonian 67 12,81 1 299 50,3 45,7 Atacama 36 22,08 2 239 27,0 42,3 Subtotal 103 77,3 88,0
Australia Great Victoria 65 21,57 2 187 48,8 74,6 Great Sandy 40 23,11 2 343 30,0 49,2 Simpson 15 21,57 2 187 11,3 17,2 Subtotal 120 90,0 141,1
Asia Arabia 246 22,24 2 255 184,5 291,2 Gobi 130 16,53 1 676 97,5 114,4 Thar 60 21,44 2 174 45,0 68,5 Takla Makan 52 16,19 1 641 39,0 44,8 Kara kum 35 16,34 1 657 26,3 30,4 Kyzyl kum 30 16,34 1 657 22,5 26,1 Kavir 26 18,33 1 858 19,5 25,4 Lut 5 21,09 2 138 3,8 5,6 Subtotal 584 438,0 606,4
Africa Sahara 907 23,52 26,46 2 534 680,3 1 206,5 Kalahari 57 22,54 2 285 42,8 68,4 Subtotal 964 723,0 1 274,9
Grand Total 1 896 1 422,0 2 238,9
(c) =(b) 365d/(3,6MJ·m-2·h-1) : where 3,6MJ·m-2·h-1=1kW·m-2 is the reference irradiance. (d) =0,14 1 kW/m2 (a) 0,5 : where 0,15 is PV module efficiency, and 0,5 is space factor. (e) =(d) 0,7 (c) : where 0,7 is system performance ratio.
Arabia:Gobi:Thar:Takla Makan:Kara kum:Kyzyl kum:Kavir:Lut:
24613060523530265Sahara:
Kalahari:90757
Patagonian:Atacama:
6736
Great Victoria:Great Sandy:Simpson:
654015
Great Basin:Chihuahuan:Sonoran:
494531
Background (map):
1 300 000 km2
9 070 000 km2
Covered by =15% PV modules
(0,5 space factor, assuming0,7 system performance ratio)
PV electricity= 114 PWh/year= 412 EJ/year
World Electricity Generation in 2012 =
23 PWh/year
Total Land Surface
Sahara
Total Earth Surface
Gobi
World Primary Energy Demand In 2012 =
560 EJ/year
- 6 -
豊富な日射が降り注ぐ砂漠地域においても、その全域が太陽光発電プラントの建設に適してい
るわけではない。岩砂漠、砂砂漠、礫砂漠、土漠などがあり、平坦な地形を形成していることも
あれば、起伏に富んだ地形であることもある。例えば砂砂漠は建設・維持管理の観点からは適性
が低く、平坦な礫砂漠の方が施工上の実現性が高いといえる。
また、砂漠であっても一定量の降雨等があり農耕や牧畜が可能な地域もある。建設適地の評価
においては、技術的に建設が可能であっても、既存の自然環境や社会環境を破壊する場合は適地
からは除外する必要がある。
これらの点を考慮し、世界の 6 砂漠について、リモートセンシング技術を駆使して大規模太陽
光発電プラントの建設適地候補を抽出し、分析したところ、発電ポテンシャルは 752PWh/年と推
計された（図 A.2-3）。この値は 2012 年における世界の一次エネルギー需要のおよそ 5 倍、世界
の発電電力量のおよそ 33 倍に相当し、大規模太陽光発電プラント適地としての砂漠地域の有望
さを示している。
図 A.2-3 Expected annual electricity generation at the PV power plants in world 6 deserts9)
（世界の 6 砂漠における、大規模太陽光発電プラントによる発電電力ポテンシャル）
Gobi 64
Negev Thar Gobi
Sahara
Great sandy
Sonora
low highsuitability
DesertSteppeCrop
n.a.
0,55 0,45 0,35 0,25 0,15 NDVIymax
Sahara 626 Great Sandy 34
Negev 2,5Thar 18 Sonora 7,4
752 PWh (in total)
- 7 -
B. 大規模太陽光発電プラントの実用化状況
B.1 大規模太陽光発電プラント導入の進展
タスク 8が発足した 1999年には世界全体で 500MW以下であった太陽光発電累積導入量は 2000
年代後半以降急速に増加し、2012 年末には 100GW に達し、2013 年末には 140GW にまで拡大し
た 10)。年間導入量もここ数年、30GW/年以上を維持している（図 B.1-1～B.1-2）。
地域別に見ると、2000 年代の市場はヨーロッパが中心であったが、2011 年以降、米国、中国、
アジアの市場が急成長しており、とりわけ中国の市場拡大が著しい（図 B.1-3）。この中国の急速
な市場拡大は大規模太陽光発電が主役となっており、2013 年末時点の累積導入量 19,7GW のうち
16,3GW、2013 年の年間導入量 13,0GW のうち 12,1GW が大規模太陽光発電である。
図 B.1-1 Cumulative PV installation in the
world10,11)
（太陽光発電の累積導入量の推移）
図 B.1-2 Annual PV installation in the world10,11)
（太陽光発電の年間導入量の推移）
図 B.1-3 Trends in PV installation in China12)
（中国における太陽光発電導入推移）
大規模太陽光発電は、2000 年代後半から本格的な進展が始まった。2007-2008 年には 20MW 以
上の太陽光発電プラントがスペインを中心に導入され始め、欧州において急速に広がった。その
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2013
Ann
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nsta
llatio
n [M
W/y
ear]
Others
USA
Other Asia-Pacif ic
China
Japan
Other Europe
Italy
Germany
0 5 000 10 000 15 000 20 000
Cumulative (2013)
2013
2012
2011
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2008
2007
2006
[MW]
Large-scale PV Building PV Rural electrif ication Others
Annual Installation
- 8 -
後、固定価格買取制度に支えられた欧州のみならず、発電事業用としての大規模太陽光発電が中
国や米国を中心に急速に普及し、 近ではチリや南アフリカ共和国などでも数十 MW 規模のプラ
ントが運転を開始している。
図 B.1-4 は 2013 年までの大規模太陽光発電の導入動向を示したものである。現在のところ、大
規模あるいは発電事業用太陽光発電に関する信頼性の高い統計はないため、可能な限り情報を収
集し、独自に集計を行ったものである。これまでに確認された、20MW 以上の発電設備容量を有
する太陽光発電プラントは、2014 年半ば時点で少なくとも 170 サイト、出力合計は 9GW 超に達
しており、20MW 未満の太陽光発電プラント（2010 年運開ベースまで）を加えると、その合計容
量は 14GW を超える。また、国別の動向として、前述の中国のほか、米国においても発電事業用
太陽光発電の導入量が 2013 年 11 月時点で 7GW に到達という情報 13)もあり、大規模太陽光発電
は、少なく見積もっても、世界の太陽光発電導入量の約 10～15%を占めている。
同時に、世界 大プラントの設備容量も毎年記録が更新されており、プラントの規模が増加・
拡張している。図 B.1-5 に示すように、2011 年には 200MW、2012 年には 250MW、2013 年には
320MW の太陽光発電プラントが運転を開始した。この 320MW の太陽光発電プラント（中国）は
2014 年に 520MW に拡張された。米国でも 2014 年 11 月および 12 月に二つの 550MW プラントが
それぞれ運転を開始した。2014 年時点において、運転を開始している 100MW 以上の大規模太陽
光発電プラントは 20 件以上と見られるが（図 B.1-6）、これら以外にも 500MW を上回る大規模太
陽光発電プラントが計画・建設されている。例えば、中国では 2011 年に運転を開始した 200MW
プラントが 2013 年に 300MW 拡張されたが、さらに 500MW への拡張が予定されている。
このような動向から見られるように、少なくとも数百 MW 規模の大規模太陽光発電は既に技術
的に実用可能なレベルに到達している。そして、これらの実例から得られた知見を活用すること
により、近い将来 GW 規模の超大規模太陽光発電プラントが実現される可能性も期待される。ま
た、前述のデータには含まれていないが、ここ数年、数十 MW 規模の集光型太陽光発電（CPV）
プラントの運転開始も見られるようになってきている。CPV プラントは直達日射量が豊富な地域
であることが必要条件となるため、砂漠地域での導入が有望である。
図 B.1-4 Trends in large-scale PV installation (based on confirmed projects)
（大規模太陽光発電の導入動向）
図 B.1-5 Expansion of capacity of large-scale PV system
（大規模太陽光発電プラント出力規模の推移）
0
2
4
6
8
10
12
14
16
2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013
[GW
/yea
r, G
W]
Annual installation Cumulative installation
Annual & Cumulative Installation of large scale PV
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013
Cap
acity
of
LS-P
V s
yste
m [M
W/s
yste
m] Large scale PV system installation in each year
- 9 -
図 B.1-6 Examples of large-scale PV plants
（大規模太陽光発電プラントの例）
一方、既存の 100MW 超の大規模太陽光発電プラントは、電力系統との連系や送電容量、電力
需要に応じた出力制御などの運転開始後の保守管理が比較的容易な条件下である可能性が高い
ことにも留意が必要である。大規模太陽光発電プラントが基幹電源として機能するためには、プ
ラント近傍あるいは近傍送変電拠点における電力貯蔵、遠隔需要地への高圧送電などの技術的な
知見の蓄積、実用に向けた取り組みが必要となる。また、他の再生可能エネルギー発電（風力発
電、太陽熱発電等）とのハイブリッドも含めた広域ネットワークについての議論も期待される。
0 100 200 300 400 500 600
Nanatsujima, Japan (DC/AC)
Alt Daber, Germany (DC)
San Bellino, Italy (DC)
Lieberose, Germany (DC)
Ketsatsi, South Africa
Lededi, South Africa
Kalkbult, South Africa (DC)
Níngxià, China
Shanxi, China
Eggebek, Germany (DC)
Finsterwande, Germany (DC)
Solarpark Senftenberg II,III, Germany (DC)
Oita Solar Power, Japan (DC)
Ohotnikovo, Ukreine (DC)
Lobpuri, Thailand (DC)
Montalto di Castro, Italy (DC)
Finow Tower I-II, Germany (DC)
Briest, Germany (DC)
Copper Mountain II, USA
Sarnia, Canada (DC)
Jiayuguan, China (DC)
Xitieshan I-III, China (DC)
Longyuan, Qinghai, China (DC)
Chengde PV Project Phase I and II, China
Perovo I-IV, Ukreine (DC)
Toul-Rosieres, France (DC)
Arlington Valley Solar Energy II, USA
Templin, Germany (DC)
Campo Verde, USA
Catelina Solar Project, USA
Neuhardenberg, Germany (DC)
Mesquite Solar I, USA
Meuro, Germany (DC)
El Centro, Imperial Vallay, CA, USA
Gonghe Industrial Park Phase I, China (DC)
Charanka, India
California Valley Solar Ranch, USA
Agua Caliente, USA (AC)
Germud, Qinghai, China (DC/AC)
Longyangxia Hydro-solar PV Station, Gonghe, Qinghai, China (DC/AC)
Topaz Solar Farm, USA (AC)
Desert Sunlight, USA (AC)
[MW]
Expected to expand capacity to 500MW
- 10 -
図 B.1-7 Longyangxia dam, Qinghai, China (520MWDC/AC, c-Si) combined with 1,28 GW
Hydro power
図.1-8 Germud, Qinghai, China (300 MWDC/AC, c-Si, planned to expand to 500 MW)
図 B.1-9 Agua Caliente, AZ, USA (290 MWAC, CdTe)
図 B.1-10 Osaka, Japan (12 MW, CIS) (courtesy of Solar Frontier K.K.)
図 B.1-11 Lobpuri, Thailand (84 MWDC, TF-Si) 図 B.1-12 60MW HCPV in Qinghai, China
B.2 砂漠環境の克服
砂漠地域における大規模太陽光発電プラントでは過酷な環境への適応が重要となり、その一つ
として太陽電池モジュール表面への砂塵堆積対策がある。砂塵の堆積によって、発電出力が大幅
に低減してしまう可能性があるためである。
砂塵の堆積やそれによる出力低下等の影響は、図 B.2-1 に示すように、建設地点の環境や気象
- 11 -
条件等により異なるが、モジュール表面の洗浄が必要となる。砂漠環境下における既存の太陽光
発電プラントでは、出力低下による発電量および電力販売収入の減少とモジュール洗浄に要する
費用を勘案し、洗浄用水資源の調達可能性や人件費に応じてコスト効果の高い洗浄方法を選択し
ている（図 B.2-2）。
水を使用する洗浄では、水調達のコストも大きな要素となり、表 B.2-1 に示すように、水消費
量や洗浄による効果も総合的に考慮した洗浄方法が選定される。
図 B.2-1 Factors influencing dust settlement14)
（砂塵の堆積に影響する要素）
図 B.2-2 Classification of cleaning method14)
（太陽電池モジュール表面の洗浄方法の検討）
Ambient Temperature and
Humidity
Site Characteristics(vegetation, traffic,
air pollution)
GlazingCharacteristics(texture and coating)
Factorsinfluencing
dustsettlement
PV System tilt‐angle and orientation
(includes exposure to sun and wind)
Dust Properties(type, shape, size,
weight)
Wind Velocity
Machine/Robot with water
Machine/Robot with dry brush
Manual wiping with water
Manual with dry Brush, trolley
LaborHigh Cost
Low Availability
WaterLow Cost
High Availability
LaborLow Cost
High Availability
WaterHigh Cost
Low Availability
Other Considerations:Night Cleaning OnlyEquipment CostPlant Site Size
Fixed Tilt & Tracker Structures
- 12 -
表 B.2-1 Comparing method of cleaning by water, examples in China12)
（中国における水を使用する洗浄方法の比較例）
Methods Cleaning equipment Water consumption
(ton/10MW/times)
Cleaning speed
Cleaning result
Cleaning cost
Wash + wipe Water pipe installation or water transportation vehicles (water replenish)
100 Fast Excellent High
Spray + wipe Water and spray pipe installation
50-60 Fast Excellent High
Special wash vehicle and machine
Cleaning equipment and water supply vehicles, water replenishment and equipment maintenance
30-40 Fast Excellent High
3-person + water
No need to pipes, vehicles and equipment
10 slow Good Low
砂塵堆積の発生は、砂塵の特性（成分、粒径、含水分量等）や気象条件等に大きく依存する。
学術的には砂塵堆積メカニズムの研究が進められている一方、太陽光発電や太陽熱発電の分野に
おいては砂塵対策技術の研究が進められており、近年では図 B.2-3 に示されるように、液体（水
等）を使用しない方法、堆積除去よりもむしろ堆積防止に向けた研究が進められている 15-17)。
また、砂塵堆積等に係わる周辺環境条件を入力することにより大規模太陽光発電プラント出力
への影響を評価するツールの開発に取り組んでいる例 18)もある。計画段階から砂塵堆積の発生と
出力低下を予測し、太陽光発電プラントとして供給可能な電力量を予測するとともに清掃計画
（頻度等）を立案するもので、プラント運転開始後は、継続して測定する環境条件と発電実績を
考慮し、評価の精度を向上させ、発電プラントとしての信頼性を高めることを目的としている。
図 2.2-3 Examples of countermeasures for soiling
（砂塵対策技術の例）
砂塵対策のほか、砂漠地域等の過酷な環境下での太陽電池モジュールの性能を評価する必要性
も提案されている。砂漠地域では微粒砂塵によるモジュール表面への影響が懸念されるほか、日
中は非常な高温下に曝され、昼夜の温度差も大きい。また、温帯・湿潤環境下と比較して紫外線
が強く、充填材への影響なども懸念される。現時点ではこれらに関する国際標準的な評価手法は
規定されていないが、議論の進展に期待したい。
Restoration
Prevention
Washing
Mechanical methods
Water
Liquid such as chemical
Wiping
Air flow
Vibration
PassiveSurface modification and
coating
Changing surface direction
Vibration
Electric field , such as EDS
Active
Majority
Wet
Dry
- 13 -
C. 大規模太陽光発電プラントによる低コストな電力供給
C.1 太陽光発電コストの推移と見通し
近年、太陽電池モジュール価格は急激な低下を見せている。製造コストは今後も着実に低下し
ていくことが期待され、IEA の太陽光発電ロードマップ 19)では、2035 年までに太陽電池モジュー
ル製造コストが 0,3～0,4 USD/W に低下するとしている（図 C.1-1）。
図 C.1-1 Past modules prices and projections to 2035 based on learning curve19)
（太陽電池モジュールの推移と、習熟曲線による 2035 年までの見通し） (©OECD/IEA 2014, Technology Roadmap: Solar Photovoltaic Energy, fig. 10, p. 23, IEA Publishing.
Licence: www.iea.org/t&c/termsandconditions)
同様に、太陽光発電システム価格（必要な初期投資）も、太陽光発電市場の拡大、製品性能の
向上、生産技術の進歩などにより大幅に低減しており、一部地域では、太陽光発電電力価格が住
宅用電力価格と競合可能なレベルに達している。
大規模太陽光発電プラントに必要な初期投資を単位出力あたりで見ると、住宅等などの小規模
システムと比較して安価となっているが、既存の従来電源と同等の LCOE に到達するには一層の
コストダウンが必要である。
IEA の太陽光発電ロードマップ 20)によれば、発電事業用太陽光発電に係る初期投資は 2013 年
時点において 1,5～3MUSD/MW、2030 年には 1MUSD/MW、2050 年には 0,7MUSD/MW にまで低
下すると見通されており（図 C.1-2）、発電コストは既存電源と十分に競合可能と見通されている。
図 C.1-2 PV investments costs projections in the hi-Ren scenario of EPT201420)
（太陽光発電にかかる初期投資の見通し（ETP2014 における 2DS hi-Ren）） (©OECD/IEA 2014, Technology Roadmap: Solar Photovoltaic Energy, fig. 11, p. 23, IEA Publishing.
Licence: www.iea.org/t&c/termsandconditions)
- 14 -
C.2 大規模太陽光発電プラントの LCOE
設置環境に応じた諸条件（系統連系、保守管理等）の相違はあるものの、大規模太陽光発電プ
ラントを日射量が豊富な砂漠地域に建設することで、LCOE はさらに低下していくことが期待さ
れる。図 C.2-1 は、1GW の大規模太陽光発電プラントについて、以下の前提条件により LCOE を
試算した結果である。
・必要な初期投資 ：1～3 MUSD/MW
・加重平均資本コスト(CAPEX） ：5,4%
・運転年数 ：30 年
・年間保守管理費用 ：初期投資の 1%
・システム出力係数（Performance Ratio） ：0,73～0,83（設置地域の温度条件等を加味）
・砂塵堆積等による出力ロス ：5%
・経年的に生じる可能性がある出力低下 ：0,5%/年
初期投資が 3MUSD/MW の場合の LCOE は 0,15USD/kWh、ほぼ現状レベルに相当する
2MUSD/MW の場合の LCOE は約 0,1USD/kWh に低下する。さらに、IEA の太陽光発電ロードマ
ップ 20)で見通されている 1MUSD/MW にまで低下した場合には、LCOE は 0,05USD/kWh となる。
現状レベルにおいても大規模太陽光発電プラントの経済性は一部地域においては成立し、近い
将来において、既存電源と十分に競合可能なレベルに成り得ることを示している。
図 C.2-1 Expected LCOE of PV power plants
（大規模太陽光発電プラントの LCOE 分析結果）
0,00
0,05
0,10
0,15
0,20
1 500 2 000 2 500 3 000
LC
OE
[U
SD
/kW
h]
Annual global horizontal irradiation [kWh/m2/year]
Gobi(Sainshand)
Gobi(Huhhot)
Negev
Chihuahua
Sahara(Ouarzazate)
Sahara(Nema)Great Sandy
Thar
Initial investment3 MUSD/MW2 MUSD/MW1 MUSD/MW
WACC for CAPEX: 5,4%. OPEX: 1% of initial investment, Lifetime: 30 years,Ratio of soiling loss: 5%, Degradation rate: 0,5%/year
- 15 -
D. 大規模太陽光発電プラントによる環境貢献
大規模太陽光発電プラントは技術的には既に実用レベルに達しており、経済性も大きく向上し、
従来型電源と競合可能な域に到達しつつある。今後の太陽光発電技術のさらなる進歩、市場の拡
大、そして拡がった市場における経験の蓄積と反映によって、技術的にも経済的にも自立可能な
電源として浸透していくことが期待される。太陽光発電の環境価値を考慮すれば、従来型電源と
の競合・比較において、太陽光発電の優位性はさらに発揮される。
D.1 低炭素化と創エネルギー
太陽光発電は化石燃料代替、そして地球温暖化対策技術として主要な役割を果たすことが期待
されている。このような効果を定量的に評価する手法としてライフサイクル評価があり、代表的
な指標としてエネルギー・ペイバック・タイム、CO2排出源単位がある。
エネルギー・ペイバック・タイムとは、ライフサイクルにおいて投入されるエネルギーを生産
エネルギー（発電電力）によって回収するための年数であり、エネルギー回収後、耐用年数到達
（運転終了）まではエネルギーを正味で創出する期間となる。すなわち、耐用年数と比較して、
エネルギー・ペイバック・タイムが短いほど創エネルギー量が大きく、化石燃料代替として貢献
できる。
CO2排出源単位は、単位エネルギー（kWh）の生産に伴う CO2排出量で、ライフサイクルにお
いて排出される CO2を生産エネルギーにて除算したものである。CO2排出源単位が、比較対象あ
るいは代替するエネルギーと比較して小さいほど、大きな CO2排出削減効果が期待できる。
大規模太陽光発電プラントのエネルギー・ペイバック・タイムおよび CO2排出源単位は、太陽
電池種類（主に効率差）や設置環境（主に日射量・アレイ傾斜角度に応じた架台材料消費量）に
よる相違はあるが、それぞれ 1～3 年、30～70 g-CO2/kWh となっている（図 D.1-1 および D.1-2）。
太陽光発電のエネルギー・ペイバック・タイムは非常に小さく、使用年数を 30 年とすると、
ライフサイクルにおける投入エネルギーの 10～30 倍程度のエネルギーを生産することができる。
CO2 排出源単位も化石燃料発電と比較して非常に小さく、例えば、中国やアフリカにおける平均
的な CO2排出源単位の 10～20 分の 1 以下である。大規模太陽光発電プラントによる化石燃料発
電の代替により、大幅な CO2排出削減効果が期待される。
図 D.1-1 Energy Pay-back Time of PV power plant in the Gobi desert, China21)
（中国での建設を想定した場合の太陽光発電プラ
ントのエネルギー・ペイバック・タイム）
図 D.1-2 CO2 emission rate of PV power plant in the Gobi desert, China21)
（中国での建設を想定した場合の太陽光発電プ
ラントの CO2排出源単位）
2,2
2,8
2,4 2,6
2,1
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
mc-
Si
sc-S
i
a-S
i/sc-
Si
Thin
film
Si
CIS
Ene
rgy
Pay
-bac
k Ti
me
[yea
r]
52
62
53
71
59
0
10
20
30
40
50
60
70
80
mc-
Si
sc-S
i
a-S
i/sc-
Si
Thin
film
Si
CIS
CO
2em
issi
ons
rate
[g
-CO
2/k
Wh]
- 16 -
D.2 エコロジカル・フットプリント
CO2 排出が地球環境に及ぼす影響や定量的評価、影響抑制のための対策等について、科学的知
見を結集した議論は IPCC 等において実施されているところであるが、これらの手法の一つとし
て CO2 排出等の環境への影響の度合いを表現するエコロジカル・フットプリント（Ecological
Footprint: EF）という考え方がある。
エコロジカル・フットプリントとは人類の活動がもたらす環境への影響について、それらを自
浄・吸収・抑制するために必要な自然生態系の能力（量）によって表現するものである。自然生
態系の能力（量）は gha という面積に相当する概念の単位で表現される。例えば、CO2排出につ
いては相応量を吸収するために必要な森林の量（gha）で表現し、人類による食糧摂取は、食糧生
産に必要な農地等の量（gha）によって表現する。また、未利用地等に人工工作物を構築したり、
耕作地として開拓したりする場合にはその場所が元来有する自然生態系としての能力（gha）の増
減によって表現する。そして、自然生態系が元来有している能力（量）をバイオキャパシティ
（Biocapacity: BC）として同様に gha にて表現する。エコロジカル・フットプリントがバイオキ
ャパシティを下回っている場合には持続的な自然環境・社会を維持しているが、エコロジカル・
フットプリントがバイオキャパシティを上回っている場合には非持続的な状態である。
Global Footprint Network22)によれば、世界全体のエコロジカルバランスは 1970 年代以降長きに
わたり、非持続的な状態であり、エコロジカル・フットプリントがバイオキャパシティを上回る
度合いは年々増加している。エコロジカル・フットプリントを増加させている主たる要因は化石
燃料消費による CO2排出である。したがって、大規模太陽光発電プラント等による化石燃料消費
の抑制はエコロジカルバランスの改善につながる。大規模太陽光発電プラント等の構造物の構築
によるバイオキャパシティの低下も懸念されるが、砂漠などのバイオキャパシティが小さい用地
においてはその影響は小さく、化石燃料消費の削減によって十分に相殺される。また、大規模太
陽光発電プラントの建設を、周辺地域の開発（植林、農業開発等）をあわせて実施することで、
地域全体のバイオキャパシティが増加することも期待される。
図 D.2-1 Conceptual image of ecological sustainability9)
（エコロジカル・フットプリントの概念による生
態学的環境持続性のイメージ）
図 D.2-2 Ecological impacts by VLS-PV project on the Gobi desert9)
（ゴビ砂漠における大規模太陽光発電プラン
トによるエコロジカルインパクトの分析結果）
Human community
BiocapacityEcological Footprint
Environmental reclamationresources
wastes
Low biological productivity land type
consumptionHigh biological productivity land type
0 5 10 15 20 25
VLS-PV: 10 000GW
Without VLS-PV
VLS-PV: 1 000GW
Without VLS-PV
VLS-PV: 1 000GW
VLS-PV: 690GW
VLS-PV: 500GW
VLS-PV: 100GW
Without VLS-PV
Ecological Footpring & Biocapacity [gha/cap]
cropland pasture forest fisheries built space energy
Biocapacity
China
World
China, Mongolia& Korea
- 17 -
例えば、中国・モンゴルに跨るゴビ砂漠に合計 1TW の太陽光発電プラントを建設・運転する
ことで、東アジア地域のエコロジカル・フットプリントが大幅に低減し、エコロジカルバランス
が持続可能な状態にまで改善される可能性がある。この太陽光発電プラントに必要な面積はゴビ
砂漠のわずか 1-2%程度に過ぎない。また、この試算は化石燃料代替による CO2 排出削減効果の
みに基づくものであり、植林や農業開発等の周辺地域開発によって更なる改善も期待される。
D.3 水資源使用量の低減
人類の経済・産業活動では、工業製品の製造やエネルギー生産・供給など様々な局面で水資源
を使用している。一方、地下水をはじめとする水資源は飲料用のほか、農業用水等としても不可
欠なものであるが、世界全体で見ると中長期的に水不足が生じることが懸念されている。
このようなことから近年、経済・産業活動に纏わる環境問題として、水資源の使用（Water
Footprint）に関する議論がなされ始めており、発電等のエネルギー生産・供給も例外ではない。
図 D.3-1 および図 D.3-2 は様々な発電プラントにおけるライフサイクルにおける水資源の使用
量および消費量の比較分析例である。化石燃料発電や原子力発電は冷却水が必要となり、内陸に
位置する発電所では地下水を汲み上げて利用することが多い。一方、太陽光発電は、太陽電池モ
ジュール等の機器製造の段階で一定の水資源を消費するが、ライフサイクルにおける水資源の使
用・消費量が非常に少ない。このように、内陸部に位置する化石燃料発電等を大規模太陽光発電
プラントで代替することにより、地下水資源の使用量を大きく低減する効果が期待される。
図 D.3-1 Life cycle water consumption23)
（発電プラントのライフサイクルにおける水消
費量）
図 D.3-2 Life cycle water withdrawal23)
（発電プラントのライフサイクルにおける取水
量）
- 18 -
E. 大規模太陽光発電プロジェクトが生み出す社会経済効果
E.1 持続的な大規模太陽光発電プラント開発シナリオ
GW 級太陽光発電プラントの建設は、規模が大きいがゆえに、太陽電池モジュールをはじめと
するシステム構成機器のまとまった供給先（市場創出）になるとともに、建設工事等に際して一
定の雇用を創出することが期待される。プラント規模を段階的に拡張させていくことにより、そ
のような効果を継続することが可能である。以下はそのシナリオ例である。
例えば、初期段階として年産 25MW 規模の太陽電池モジュール工場を建設・運転を開始すると
同時に、工場への電力供給用もかねた 25MW 太陽光発電プラントを建設する。工場で製造したモ
ジュールは太陽光発電プラントの増設に供給するとともに、同規模の工場あるいはラインの増設
を 10 年毎に行い、30 年後には生産規模を年産 100MW に拡張する。
このシナリオのもと、太陽光発電プラントの容量は 24 年で 1GW、31 年で 1,5GW に到達する。
その後も太陽電池モジュール工場は操業・製造を継続し、使用年数を終えたモジュールをリプレ
ースするとともに、他の太陽光発電プラントのためにモジュールを供給する。
図 E.1-1 Conceptual view of a sustainable scheme
（持続的な開発スキームのコンセプト）
図 E.1-2 Sustainable scheme for VLS-PV development
（持続的な大規模太陽光発電プラント導入シナリオ）
25MWfactory
50MWfactory
75MWfactory
100MWfactory
output output output output
Start‐up25MW PV plant capacity expansion
0
200
400
600
800
1 000
1 200
1 400
1 600
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
Cap
acity
of
PV
Sys
tem
[MW
]
Period [years]
Lifetime: PV system=30 yrs., factory=10yrs.
Total production scale of manufacturing factories
Installed PV powerPV power to supply the gridPower needed to operate the factory
Cumulativeamount of
EOL modules
25MWmodule factory
50MWmodule factory
75MWmodule factory
100MWmodule factory
Cumulative PV modules manufactured for other
plants
- 19 -
太陽電池モジュールの製造に加え、プラントの建設や保守管理によっても地域の雇用が創出さ
れる。図E.1-3は、図E.1-2に示したシナリオにより創出される直接雇用効果を示したものである。
ここで、初期段階における太陽電池モジュール製造、プラント建設および保守管理に要する直接
雇用者数（年間）をそれぞれ 2 人/MW、7,5 人/MW および 0,5 人/MW と仮定し、生産効率の向上24)も加味している。1.5GW の大規模太陽光発電プラントの建設に伴う直接雇用効果は約 9 000 人･
年に達し、その後のプラント保守管理、ならびに太陽電池モジュールの製造・交換に伴う直接雇
用は 400 人･年となる。これらの効果は直接雇用のみを想定したものであるが、間接雇用を考慮
すると、期待される雇用効果はほぼ倍増する。
図 E.1-3 Expected direct employment by VLS-PV project with productivity improvement
（大規模太陽光発電プラント導入プロジェクトにより期待される雇用効果（生産性向上を加味））
E.2 技術移転による現地生産
技術移転は前述のシナリオの実現にとって重要な要素となる。大規模太陽光発電プラント近傍
への太陽電池モジュール工場の運転は、初期段階では海外専門家に委任することも考えられる。
しかしながら、ある段階までには現地技術者への技術移転を行うことが望ましく、これにより、
太陽光発電産業の創生も含めた地域開発が可能となる。
太陽電池モジュール現地生産のための技術移転の難易度は太陽電池種類により異なり、結晶 Si
モジュールの場合、外部で生産した結晶 Si セルを調達・使用するモジュール製造（組立・アセン
ブル）は相対的に難易度が低いが、結晶 Si セル（およびその上流工程）の現地生産化は難易度が
高い。また、薄膜モジュールの場合はサブモジュール製造からの一貫ラインとなるため、やはり
難易度は高い。
しかしながら、製造技術の向上、合理化を考慮すると、中長期的には結晶 Si セルや薄膜モジュ
ールの現地生産化も実現可能なオプションといえる。そして、太陽電池セルの現地生産化を実現
することで、雇用効果を含む経済波及効果は飛躍的に増加する。
また、砂漠地域における適用・適性が期待される技術として集光型太陽光発電（CPV）がある。
CPV に用いられる超高効率太陽電池セルの製造技術は現時点では未成熟であり、その現地生産化
0
100
200
300
400
500
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
Job
s
Year
O&M
Installation
Module manufacturing
- 20 -
は現時点では現実的なオプションではないが、モジュール化は可能と考えられる。CPV は平板型
と比較して重量あたり容積が大きく、現地生産化による輸送コストの低減も期待される。
さらに、太陽電池モジュールに加え、様々な周辺機器が大規模太陽光発電プラントの近傍で生
産され、また、リサイクルのような廃棄物管理技術が導入されることで、図 E.2-1 に示すような、
大規模太陽光発電プラントの“スクラップ・アンド・ビルド”が実現するであろう。
図 E.2-1 Example of a concept for sustainable growth of VLS-PV25)
（持続可能な大規模太陽光発電プロジェクト（スクラップ・アンド・ビルド）の概念）
E.3 持続的な砂漠地域開発としての大規模太陽光発電プロジェクト
大規模太陽光発電プラントは、既存あるいは新設される電力系統を通じた周辺地域および産業
に対する電力供給を行い、周辺環境整備とあわせた未利用地開発の核となる。
図 E.3-1 は大規模太陽光発電プラントとあわせた砂漠地域開発の枠組みである。太陽電池モジ
ュール工場の建設・操業や技術移転による太陽光発電産業の創生に加え、砂漠地域開発に係わる
様々な価値の創出が期待できる。
砂漠等未利用地が抱える大きな課題として、砂漠化を含む土地荒廃の進展がある。このことは
生産性の極めて低い土地の増加を招き、そのような地域における居住者の営み（農業等）や居住
地を奪い、さらに土地の荒廃が進むという負の連鎖を生む。一方、土地荒廃の進展を抑制する方
策として植林や農業開発などが挙げられる。したがって、大規模太陽光発電プラントの建設とと
もに、植林、農業開発等の周辺環境整備を一体化させることにより、持続性の高い砂漠等未利用
地域の開発となる。
Construction of start-up VLS-PVConstruction of start-up VLS-PV
Start-up VLS-PV operationStart-up VLS-PV operation
Construction of PV module facilityConstruction of PV module facilityPowersupply
Facilities operationFacilities operation
Construction of new PV module facilities
Construction of new PV module facilities
Construction ofBOS facilities
Construction ofBOS facilities
Facilities operationFacilities operation
Enhancing capacity of VLS-PV by produced PV modules
Enhancing capacity of VLS-PV by produced PV modules
Enhanced VLS-PV operationEnhanced VLS-PV operation
Enhancing capacity of VLS-PV by produces PV modules and BOS
Enhancing capacity of VLS-PV by produces PV modules and BOS
Enhanced VLS-PV operationEnhanced VLS-PV operation
Replacement of facilitiesReplacement of facilities
Facilities operationFacilities operation
Replacement of BOS (if required)Replacement of BOS (if required)
Construction of new PV module facilities
Construction of new PV module facilities
Construction ofnew BOS facilitiesConstruction of
new BOS facilities
Facilities operationFacilities operation
End of start-up VLS-PV operationEnd of start-up VLS-PV operation
Enhancement/replacement of VLS-PV
Enhancement/replacement of VLS-PV
VLS-PV operationVLS-PV operation
Construction of recycling facility
Construction of recycling facility
Facilities operationFacilities operationReplacement of facilitiesReplacement of facilities
Facilities operationFacilities operationScrap and Build
Productssupply
Construction of start-up VLS-PVConstruction of start-up VLS-PV
Start-up VLS-PV operationStart-up VLS-PV operation
Construction of PV module facilityConstruction of PV module facilityPowersupply
Facilities operationFacilities operation
Construction of new PV module facilities
Construction of new PV module facilities
Construction ofBOS facilities
Construction ofBOS facilities
Facilities operationFacilities operation
Enhancing capacity of VLS-PV by produced PV modules
Enhancing capacity of VLS-PV by produced PV modules
Enhanced VLS-PV operationEnhanced VLS-PV operation
Enhancing capacity of VLS-PV by produces PV modules and BOS
Enhancing capacity of VLS-PV by produces PV modules and BOS
Enhanced VLS-PV operationEnhanced VLS-PV operation
Replacement of facilitiesReplacement of facilities
Facilities operationFacilities operation
Replacement of BOS (if required)Replacement of BOS (if required)
Construction of new PV module facilities
Construction of new PV module facilities
Construction ofnew BOS facilitiesConstruction of
new BOS facilities
Facilities operationFacilities operation
End of start-up VLS-PV operationEnd of start-up VLS-PV operation
Enhancement/replacement of VLS-PV
Enhancement/replacement of VLS-PV
VLS-PV operationVLS-PV operation
Construction of recycling facility
Construction of recycling facility
Facilities operationFacilities operationReplacement of facilitiesReplacement of facilities
Facilities operationFacilities operationScrap and Build
Productssupply
- 21 -
図 E.3-1 Framework of desert community development26)
（砂漠地域開発のコンセプト）
周辺環境整備のためには一定の水資源も必要となるが、地下水を汲み上げるためのポンプや脱
塩（淡水化）、水供給（灌漑）のための動力源として、太陽光発電電力を使用することができる。
砂漠化等を進展させてしまう要因として、不適切な開発・灌漑行為があるが、電力供給も含めた
適正なシステムを導入することにより、持続的な開発に寄与することが可能となる。そして、こ
のような環境整備により、地域農業の産業としての創生にも寄与することが出来る。大規模太陽
光発電プラントによる豊富な発電電力およびそれを活用した水供給によって、植生の回復や農業
生産にも活用することが可能となる。
中東、北アフリカ、南アジアといった地域では、既に水の消費量が地域の再生可能水資源料を
超過しており、近年では海水淡水化による大規模な水資源の確保が提唱されている。幸いにして、
これら地域の多くは日射量が豊富であり、未開発な沿海部から一定の距離に砂漠が位置している
場合が多い。このような地域では大規模太陽光発電と海水淡水化プラントの組み合わせも有望な
オプションであり、開発地域周辺および広域への水供給にも貢献することが可能である。
Spread out Nationwide
Home Base for Inhabitant’s Better Life, Regional Trade & Cultural Center,
Kernel for Regional & National Economy Activation
Abundant Solar Energy;VLS-PV Concept, Solar & Wind
Energy Storage, Energy Resources Survey, Regionally Friendly
Design; Electricity Export, Local Industry & Jobs, Shelter Effect,
Low Environmental Impacts
VLS-PV (Very Large Scale-PV)
Wind, Other RenewablesAbundant Solar Energy;
VLS-PV Concept, Solar & Wind Energy Storage, Energy Resources
Survey, Regionally Friendly Design; Electricity Export, Local Industry & Jobs, Shelter Effect,
Low Environmental Impacts
VLS-PV (Very Large Scale-PV)
Wind, Other Renewables
SustainableEnergy Production
Economy Stimulation,Education & Training
Field Survey, Statistical Data, Resources Analysis, Scenario Analysis;
Movement for Better Living
Economy Stimulation,Education & Training
Field Survey, Statistical Data, Resources Analysis, Scenario Analysis;
Movement for Better Living
Desert Greening, Anti-Desertification, Biological Diversity Conservation;
Abundant Solar Energy & Vast Landfor saving Man-caused Desertification
(87%); Soil Survey, Material Flow Model, Water Flow Model, Soil Improvement Facility;
Farm Conservation, Effective Water Use
Jobs
Socio-Economical Impacts by RE
Local PV Industry, O&M Company, Infrastructure for Other Local Industry,
Electricity Export
Ele
ctric
ity
Jobs
Socio-Economical Impacts by RE
Local PV Industry, O&M Company, Infrastructure for Other Local Industry,
Electricity Export
Ele
ctric
ity
Jobs
Food
s, Wat
er,
Climat
e Con
trol
Better Lifeby Green Development
Food Supply, Farm Product Trading, Job Creation, Moderate Living Condition
Jobs
Food
s, Wat
er,
Climat
e Con
trol
Better Lifeby Green Development
Food Supply, Farm Product Trading, Job Creation, Moderate Living Condition
Shelter Effect
Rich ElectricityWater Processing, Sun Shade,
Wind Shelter, Land Temperature Control
Shelter Effect
Rich ElectricityWater Processing, Sun Shade,
Wind Shelter, Land Temperature Control
Sustainable Farm
Sustainable CommunitySustainable CommunitySustainable CommunitySustainable Community
Regional societyRegional society
Sustainable PV Stations
Water pumpingDesalination
RemoteSensing
Forest, Grassland, FarmlandForest, Grassland, Farmland
Soil ProcessIrrigation
- 22 -
F. 大規模太陽光発電プラントのビジョンと展望
大規模太陽光発電プラントは技術面、コスト面での実用可能性を十分に備えており、環境面、
社会経済面でも様々な効果が期待される。
大規模太陽光発電プラントを今後の基幹電源として本格的に利用・拡大し、このような効果を
現実のものとしていくために、ここでは大規模太陽光発電プラントによる供給能力とともに、グ
ローバルなエネルギーシステムとしての可能性ついて述べることとする。
F.1 VLS-PV ロードマップ
様々なシナリオや長期見通し等において、21 世紀中庸には太陽光発電が電力供給における一定
の役割を果たすことが期待されている。図 F.1-1 は Task8 のグループが作成した 2100 年に向けた
大規模太陽光発電プラントのロードマップ（VLS-PV ロードマップ）である。
VLS-PV ロードマップは 2100 年における一次エネルギー供給の 3 分の 1 に相当するエネルギー
を太陽光発電によって供給することを目指し、主要なアプリケーション（独立型：主に村落およ
びミニグリッド、都市近郊型：主に住宅・ビル等の系統連系、および未利用地等における大規模
太陽光発電）に応じた導入拡大の道筋を描いたものである。2100 年における太陽光発電導入量は
世界全体で 133TW、うち半分が大規模太陽光発電プラントによる発電設備容量となる。
VLS-PV ロードマップの初版は 2009 年 9)に発表した。図 F.1-1 はその後の太陽光発電市場、大
規模太陽光発電プラントの動向等を反映し、2014 念に作成したものであるが、2100 年における
到達点は不変としている。
図 F.1-1 VLS-PV roadmap (updated)
（VLS-PV ロードマップ（改定版））
0
20 000
40 000
60 000
80 000
100 000
120 000
140 000
20
10
20
20
20
30
20
40
20
50
20
60
20
70
20
80
20
90
21
00
Cu
mu
lativ
e in
sta
llatio
n [G
W]
Cumulative PV installation
VLS-PV
Rural andmini-grid
Urban and community grid
30%
20%
50%
World total:133 TW in 2100
- 23 -
F.2 100%再生可能エネルギー供給システムへの展開
大規模太陽光発電プラントをグローバルな電力供給源として展開していくためには、他の再生
可能エネルギーや電力貯蔵技術等との統合によるエネルギー供給システムの構築が期待される。
これにより、様々な再生可能エネルギーの変動特性をある程度補完し、安定的な電力供給を実現
することが可能となる。また、再生可能エネルギーを気体あるいは液体燃料の製造にも使用する
ことで、エネルギー貯蔵的な役割を期待できるとともに、熱供給や自動車向けの燃料製造の一翼
を担うことも可能となり、再生可能エネルギーのみによる自立したエネルギー供給システムとな
る。図 F.3-1 はそのシステム構成の一例であるが、火力発電所から回収・分離した CO2 を利用す
ることも可能であり、多面的な環境効果が期待できる。
再生可能エネルギーを用いた燃料製造は技術的にも経済的にも克服すべき課題があるが、これ
らのシステムが実現できれば、再生可能エネルギーを 100％利用した低炭素なエネルギー供給シ
ステムが構築できる。
図 F.2-1 Hybrid PV-Wind-RPM plant as the integral centrepiece of a future sustainable energy supply
system21)
（太陽光発電、風力発電、メタン製造プラント等を組み合わせたエネルギー供給システムのイメージ）
F.3 北東アジアスーパーグリッド構想
大規模太陽光発電プラントの本格的な普及には地域や国を越えた太陽光発電電力の供給ネッ
トワークの構築が必要不可欠である。このような構想として例えば、地中海地域における
DESERTEC 構想（サハラ砂漠の太陽エネルギー利用）27)や、アジア地域における GOBITEC/Asia
Super Grid 構想（ゴビ砂漠の再生可能エネルギー利用）24)などの議論がなされているが、Task8 に
おいても大規模太陽光発電プラントを核とした北東アジア地域におけるスーパーグリッド構想
を提唱している 28)。
- 24 -
図 F.3-1 Example of supergrid design in the Northeast Asia29)
（北東アジアスーパーグリッド構想のイメージ例）
中国とモンゴルに跨るゴビ砂漠は莫大な再生可能エネルギー（太陽および風力エネルギー）を
有しており、北東アジア地域を HVDC（高圧直流送電）等で連系することで大規模な再生可能エ
ネルギー利用が可能となる。Task8 で実施した予備的な分析 30)では、発電設備（太陽光発電、風
力発電、水力発電）ならびに貯蔵、送電設備も考慮したLCOEが 2030年には 0,064～0,081 EUR/kWh
と試算され、100%再生可能エネルギーによるエネルギーシステムの構築が実現可能なオプション
であることが示された。
図 F.3-2 Annual generation and demand for area-wide open trade scenario for Northeast Asia and
reference year 203030)
（発電電力量と需要のバランスを考慮した、北東アジア地域における電力輸出入量（2030 年））
Wind
Photovoltaics
Hydro
Biomass
- 25 -
図 F.3-3 Installed capacities for area-wide open trade scenario for Northeast Asia and reference year
203030)
（発電電力量と需要のバランスを考慮した、北東アジア地域における発電設備容量（2030 年））
北東アジア地域における今後の電力需要の増加に太陽光発電のみで対応するためには、年間数
百 GW の大規模太陽光発電プラントを継続的に建設、運転開始が必要となるが、ゴビ砂漠に 1TW
（1,000GW）の大規模太陽光発電プラントを導入することで、北東アジア地域のエコロジカルバ
ランスが改善される可能性がある。
直ちに数百 GW 規模の大規模太陽光発電プラントの継続的な建設・導入を展開していくことは
困難ではあるが、大規模太陽光発電プラントを核としたスーパーグリッド構想により、持続的な
経済波及効果、そして、持続的なエコロジカルバランスの回復につながる可能性があることは十
分に考慮しておく必要があるだろう。スーパーグリッド構想の実現に向けては国際連系に纏わる
技術的ならびに制度的な障壁なども克服する必要があるが、今後の議論の進展に期待したい。
- 26 -
G. 結論と提言：大規模太陽光発電の今後の方向性
< なぜ大規模太陽光発電か？>
- 太陽光発電は、エネルギー・環境問題を解決できる も有望な技術の一つである。IEA によ
る再生可能エネルギー導入加速ケース（ETP2014, 2DS hi-Ren）によれば、2050 年において、
太陽光発電は水力発電に次ぐ 2 番目の電源であり、二酸化炭素排出量削減への貢献が も大
きい電源である。
- エネルギー密度の低い太陽エネルギーを将来の基幹電源として利用するためには、小規模分
散型だけではなく、広範な土地を利用した大規模集中型も必要となる。
- 世界の陸地の 3 分の 1 は砂漠と呼ばれる乾燥地であり、豊富な日射が降り注ぐ広大な空間が
広がっている。砂漠地域の～8%（スペースファクターを無視すれば～4%）に太陽光発電を設
置するだけで、世界全体の一次エネルギー消費量の匹敵するエネルギーを得ることができる。
- 太陽光発電プラントの建設に際しては、農耕・牧畜等の生業や植生の状態、地表面の状態お
よび形状、砂丘の移動や砂嵐等の発生状況などを考慮する必要があるが、これらの点を考慮
しても、世界の 6 砂漠（サハラ、ゴビ、グレートサンディ、タール、ソノラおよびネゲブ）
が有する太陽光発電ポテンシャルは世界の一次エネルギー需要（2012 年時点）のおよそ 5 倍、
発電電力量のおよそ 33 倍（同）に匹敵する。
- 大規模太陽光発電プラントの本格的普及に向け、砂漠地域が有望な適地であることは明らか
である。
<大規模太陽光発電プラントは既に実在する>
- 太陽光発電導入量は 2000 年代後半以降急速に増加し、累積導入量は 2012 年末には 100GW、
2013 年末には 140GW に達した。主たる市場は近年、欧州から米国、中国、日本などにシフ
トしており、中でも中国における導入拡大が著しい。
- 現在では、世界全体の太陽光発電導入量の 10～15%以上が大規模太陽光発電プラントである。
- 世界 大の太陽光発電プラントの記録は年々更新されている。2012 年には 250MW の太陽光
発電プラントが米国アリゾナ州において運転を開始し、2013 年には 290MW に拡張された。
2013 年には 320MW の太陽光発電プラントが中国で運転を開始し、2014 年には 520MW に拡
張された。また、米国においても 2014 年 11 月および 12 月に二つの 550MW プラントがそれ
ぞれ運転を開始した。このほかにも、中国で 300MW のプラントが 500MW に拡張される予定
である。
- このような動向は、少なくとも数百 MW 規模の大規模太陽光発電は既に技術的に実用可能な
レベルに到達していることを意味し、複数の数百 MW プラントからなる GW 級の超大規模太
陽光発電プラントも実現されつつある。
- 集光型太陽光発電（CPV）も、直達日射量が豊富な砂漠地域においては有望な技術オプショ
ンである。
- 大規模太陽光発電プラントが基幹電源として機能するためには、電力貯蔵を含む系統との統
合、高圧送電などの技術的な知見の蓄積、実用に向けた取り組みが必要となる。
- 砂漠地域における大規模太陽光発電プラントでは砂塵対策等、過酷な環境への適応が重要と
- 27 -
なる。既存の太陽光発電プラントでは、出力低下による発電量および電力販売収入の減少と
モジュール洗浄に要する費用等を勘案し、コスト効果の高い対策を選択している。
- 砂塵対策とともに砂塵堆積等による出力への影響を評価するツールの開発も実施されている。
- 砂漠地域では微粒砂塵によるモジュール表面への影響が懸念されるほか、日中は非常な高温
下に曝され、昼夜の温度差も大きく、温帯・湿潤環境下と比較して紫外線が強い。このよう
な環境下における耐性を評価するための国際標準的な手法に関する議論の進展に期待したい。
< 大規模太陽光発電は低コストの電力供給が可能>
- 太陽光発電システム価格は大幅に改善、低減しており、一部地域では、太陽光発電の発電コ
ストは既に住宅用電力価格と競合可能なレベルに達している。
- 日射量が豊富な砂漠地域に大規模太陽光発電プラント大規模太陽光発電プラントを建設する
と、現状レベルの初期投資コスト（2MUSD/MW）でも発電単価 LCOE は安価（0,1USD/kWh）
となることが期待され、近い将来、既存電源と十分に競合可能なレベルとなる。
<大規模太陽光発電プラントは持続可能性問題への鍵>
- 大規模太陽光発電プラントをはじめとする太陽光発電は、地球温暖化対策として も有望な
発電技術の一つである。
- 大規模太陽光発電プラントのエネルギー・ペイバック・タイムは 1～3 年程度と短く、ライフ
サイクルにおける投入エネルギーの十数倍～30 倍程度のエネルギーを生産することができる。
- 大規模太陽光発電プラントの CO2排出源単位は 30～70g-CO2/kWh と小さく、石炭火力発電を
ベースとした中国やアフリカの電源の排出原単位の 10～20 分の 1 以下である。
- 人類の活動がもたらす環境への影響を自浄・吸収・抑制するために必要な自然生態系の能力
をエコロジカル・フットプリント、自然生態系が元来有している能力をバイオキャパシティ
という指標で表し、これらの指標により自然生態系の持続可能性を表現することができる。
中国・モンゴルに跨るゴビ砂漠に合計 1TW の太陽光発電プラントを建設・運転することで、
東アジア地域のエコロジカルバランスが持続可能な状態にまで改善される可能性がある。ま
た、CO2排出削減に加え、植林や農業開発等による更なる改善も期待される。
- 太陽光発電はライフサイクルにおける水資源の使用・消費量が非常に少ない。内陸部に位置
する化石燃料発電等を大規模太陽光発電プラントによって代替することにより、地下水資源
の使用量を大きく低減することができる。
<大規模太陽光発電プラントによる持続可能な社会開発>
- 大規模太陽光発電プロジェクトを段階的に進めることにより、継続的かつ安定的な太陽光発
電システム機器の需要と雇用を創出することが可能になる。
- GW 規模の太陽光発電導入による持続可能な社会開発シナリオを開発した。初期段階として
年産 25MW 規模の太陽電池モジュール工場を建設、同規模の工場あるいはラインの増設を
10 年毎に行い、生産規模を年産 100MW に拡張、製造したモジュールを太陽光発電プラント
の増設に供給する。そして、太陽光発電プラントの容量は 24 年で 1GW、31 年で 1.5GW に
到達する。太陽電池モジュール工場はその後も製造を継続し、使用年数を終えたモジュール
- 28 -
をリプレースするとともに、他の太陽光発電プラントのためにモジュールを供給する。
- このシナリオのもと、1,5GW の太陽光発電プラントの建設に伴う直接雇用効果は約 9 000 人･
年に達し、その後のプラント保守管理、ならびに太陽電池モジュールの製造・交換に伴う継
続的な直接雇用は 400 人･年となる。間接雇用を考慮すると期待される雇用効果は倍増する。
- 太陽電池モジュール工場の建設は、現地技術者の育成を前提とした技術移転であることが望
ましい。これにより、太陽光発電産業の創生も含めた地域開発が可能となる。
- 太陽電池モジュールに加え、様々な周辺機器が大規模太陽光発電プラントの近傍で生産され、
また、リサイクルのような廃棄物管理技術が導入されることで、大規模太陽光発電プラント
の“スクラップ・アンド・ビルド”が実現する。
- 大規模太陽光発電プラントの建設とともに、植林、農業開発等の周辺環境整備を一体化させ、
電力供給も含めた適正なシステムを導入することにより、持続性の高い砂漠等未利用地域の
開発が実現される。太陽光発電電力を、地下水を汲み上げるためのポンプや脱塩（淡水化）、
水供給（灌漑）のための動力源として使用することで、土地の劣化を防ぐことや地域農業の
産業としての創生にも寄与することが出来る。
- 中長期的に世界的な水不足が生じることを懸念する指摘があるが、大規模太陽光発電と海水
淡水化プラントの組み合わせは有望なオプションであり、開発地域周辺および広域への水供
給にも貢献することが可能である。
<基幹電源となるためのビジョンと展望>
- 大規模太陽光発電プラントを基幹電源として本格的に利用・拡大していくためには、グロー
バルなエネルギーシステムとしての可能性に関する議論も重要となる。
- Task8 では、2100 年における一次エネルギー供給の 3 分の 1 に相当するエネルギーを太陽光
発電によって供給し（設備容量 133TW）、その半分を大規模太陽光発電プラントにより供給
することを目指した VLS-PV ロードマップを開発した。
- 大規模太陽光発電プラントの地球規模での大量普及は、国境を越えた電力供給ネットワーク、
ならびに他の再生可能エネルギーや電力貯蔵技術等とのハイブリッドによるエネルギー供給
システムの構築により加速される。
- 中国とモンゴルに跨るゴビ砂漠は莫大な太陽エネルギーポテンシャルを有しており、大規模
太陽光発電プラントにとって絶好の適地である。Task8 では、大規模太陽光発電プラントを核
とした北東アジアスーパーグリッド構想を提唱している。
- 北東アジアスーパーグリッドによるLCOE（2030年）は 0,064～0,081 EUR/kWhと試算された。
国際連系に纏わる技術的、制度的な障壁などを克服する必要があるが、100%再生可能エネル
ギーによるエネルギーシステムの構築が実現可能なオプションであることが示された。
- 再生可能エネルギーによる安定的な電力供給の実現に加え、再生可能エネルギーを用いた気
体・液体燃料の製造によりエネルギー貯蔵的な役割を期待できるとともに、熱供給や自動車
向けの燃料製造の一翼を担うことも可能となり、再生可能エネルギーのみによる自立したエ
ネルギー供給システムとなる。
- 29 -
＜参考文献＞
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