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1979年のノースカロライナ州ブーンの丘頂に立っているNASA社のMod-1風車。
グリーン・イニシアティブ

エネルギー源の比較

あらゆるキロワット時には隠された歴史がある：鉱山、工場、煙突、刃。それらを正直に比較すれば、議論よりも明確な画像が得られます。

NASA Glenn Research Center

In 1979 NASA switched on the Mod-1, a two-bladed wind turbine with a rotor 61 metres across, on a mountain in North Carolina. 当時最大の風車であり、風力発電を本格的にグリッドの一部とする最初の試みの一つであった。 風力と太陽光発電は地球上で最も急速に成長している電力源である。 なぜか，また何ができないのかを理解するには，同じ条件で各資料を比較することが役に立つ。

煙突だけでなく人生全体

発電所の排出は煙突で止まらない。 鋼鉄とコンクリートを作り、燃料を採掘し輸送し、最終的に全てを解体する必要がある。 ライフサイクルアセスメントはこれらすべてをキロワット時当たりに加算する。 The IPCC’s review of hundreds of such studies gives a clear ranking: coal emits around 820 grams of CO2-equivalent per kilowatt-hour, gas about 490, while wind, nuclear and hydropower are around 10 to 25, and solar around 40 to 50.

安全性も同様である。 電力単位当たりの事故死と大気汚染死を計算すると，石炭と石油は空気中に粒子を充満させるため，最も危険な発生源である。 風力、原子力、太陽光は 何百倍も安全だ

820 gCO2-equivalent per kWh from coal, lifecycle median (IPCC第5次報告書)
11 gCO2-equivalent per kWh from onshore wind (IPCC第5次報告書)
24.6deaths per TWh from coal, against 0.04 for wind (私たちの世界はデータである)

それぞれのソースが得意なこと

  • 石炭・ガス 必要に応じてスイッチを入れることができますが 排出量と汚染は最も高いものです ガスは燃焼時に石炭の約半分のＣＯ2を排出するが，メタン漏れによって差は縮まる。
  • 原子力 非常に低い排出量と小さな土地面積で安定的に動作します 高価で建設が遅く 長期間の廃棄物管理が必要です
  • 水力発電 柔軟で低炭素ですが ダムは洪水谷を作り 川を変えます
  • 風 天候により変化し 空間や配電網を必要とし 貯蔵も増えています
  • ソーラー 安価でモジュール式で 村や高層ビルの屋根にも取り付けられます
Two giant bucket-wheel excavators in a vast sandy open-cast mine, with green fields and a row of wind turbines on the horizon.
西ドイツのガルツワイラー露天炭鉱におけるバケットホイール掘削機，2019年。 For coal, the hidden history of a kilowatt-hour starts in a mine like this. Photo: Arne Müseler, CC BY-SA 3.0 DE

完璧な情報源は存在しない。 良いミックスと悪いミックスしかない 選ぶのは我々だ

欠けている部分は柔軟性です

クリーン電力システムの課題は，平均的に十分なエネルギーを発生することではなく，毎秒の供給と需要をマッチさせることである。 バッテリー、ポンプ式水力発電、地域間で電力を共有するより強力なグリッド、太陽と風に従う需要、そして固定的低炭素源はすべてこのギャップを埋める。 また，モジュール発電機を用いた電力供給システムについても検討した。 ファン・ウォール.

既に変更されたグリッド

クリーン電力は予測だけではない。 いくつかの国は、それぞれが持っていた資源（風力、水力、地球の熱または太陽）を使って、一世代で電力供給の大部分を再構築した。 以下の全ての数字は、他の出典が示されていない限り、各国の発電量の割合であり、Our World in Dataによって編集されたEmberとエネルギー研究所から得られている。

  • デンマーク：風力を骨格とする。 化石燃料は2000年にデンマークの電力の84%を占め、2024年には11%となる。 Wind turbines alone made 58 percent, bioenergy about a fifth, and solar has grown from almost nothing to 11 percent since 2012.
  • Uruguay: a transition in less than a decade. Uruguay used to rely on its dams and burn oil and gas in dry years;in 2008, fossil fuels made 39 percent of its electricity. 風力は2013年の約1％から2018年に32％に成長した。 水力発電量が極めて低い2023年でも化石燃料は8％以下，2024年には1％程度となった。
  • ケニア：リフトバレーからの熱。 地熱発電は、リフトバレーの蒸気井戸から2000年にケニアの電力の10%を生み出し、2024年には45%となり、他のどの発電所よりも多い。 With hydro, wind and solar, more than nine tenths of Kenya’s electricity is now renewable, up from 40 percent in 2000.
  • Scotland: more than it needs. Scotland generated a record 38.4 TWh of renewable electricity in 2024, 30.1 TWh of it from wind, and exported 19.7 TWh more electricity to the rest of the United Kingdom than it imported (Scottish Government, 2025).
  • The United Kingdom: the end of coal. In 2000 three quarters of British electricity came from fossil fuels;in 2024 about a third did, and wind made 29 percent. 2024年秋、最後の石炭発電所であるラトクリフ・オン・ソアは50年後に閉鎖され、イギリスが石炭を燃焼しなくなる最初の主要経済国となった（UK Government, 2024）。
  • ブラジル：水、風と太陽。 水力発電はブラジルの電力の大部分を数十年間供給してきた。 Since 2010 the country has added wind and solar quickly: together they made 24 percent of its electricity in 2024, up from less than half a percent in 2010.
  • コスタリカ：ほぼ全て再生可能。 水力、地熱および風力は2015年以来毎年コスタリカの電力の98％以上を供給している。
  • バングラデシュ：グリッドなしの光。 バングラデシュの多くの村は電力線から遠かった。 From January 2003 the Bangladeshi finance company IDCOL, first backed by the World Bank, financed small solar home systems for off-grid rural households. By January 2019 about 4.1 million had been installed, bringing solar electricity to about 18 million people, 12 percent of the population, who had lit their homes with kerosene lamps (IDCOL).
雲の下の乾燥した丘陵にある長い低地熱発電所から上昇する白い蒸気。
ケニアのリフトバレーにあるナイヴァシャ近郊のオルカリアＩＩＩ地熱発電所。 これらの井戸からの蒸気は、現在、ケニアの電力を他のどの源よりも多く生み出している。 Photo: Bbossoxx, CC BY-SA 4.0

なぜ安くなったのか：学習曲線

これらの転換が加速した理由は価格である。 太陽光モジュールは1975年には約132ドル/ワットで、2024年には27セントとなり、今日の金額では99.8％安くなる（Our World in Data）。 Economists call the pattern a learning curve: every time the world’s total installed capacity has doubled, the price of a module has fallen by roughly a fifth to a quarter, as factories grew, designs improved and supply chains matured. 電池も同じ経路をたどった。 Lithium-ion cells cost around 9,200 dollars per kilowatt-hour in 1991 and 78 dollars in 2024, more than 99 percent less (Ritchie, Our World in Data), and the average price of a battery pack fell by 20 percent in 2024 alone, to 115 dollars per kilowatt-hour (BloombergNEF, 2024).

将来の最安エネルギーは，建築を実践するエネルギーである。 設置する度に次のパネルは安くなる

Beat the benchmark: アイデアの募集

上記の比較から明らかな教訓が得られた。 建物のベンチマークは屋上ソーラーパネルである。 それは高いバットであり、 それが正に私たちが多くの人々を考えることを望む理由です。 私たち自身 ファン・ウォール 私たちは公開してテストしています ただのアイデアだ 真の課題は，残っている問題（夜間と冬季の電力，家庭と産業用の暖房，混雑した屋根，柔軟性を必要とする電力網）に対する解決策を見つけることである。

緑地と木々の間に赤と灰色の屋根を持つ郊外の空中写真で，多くの屋根が暗い太陽電池パネルで覆われている。
太陽光発電システムの構築において，太陽光パネルを利用した屋根の設計と実験について述べた。 建物においては、これが新しいアイデアのベンチマークである。 Photo: Benlisquare, CC BY-SA 4.0

We would like to hear your ideas, and there are two ways an idea can go from here.

  • ピッチにはモデルが必要である。 財団のメンバーは　強いアイデアを 聞く人がいるかもしれない ピッチングするには，実際に電力を生産し，その出力を計測した実用的なモデルが必要である。 計測器を備えたケトルサイズのプロトタイプは どんな図面よりも多くを言う
  • 紙のアイデアも歓迎する。 物理的に正しく，数値が正直で，最も安価なテストが明確であれば，ハードウェアのないよく論じられたアイデアは，まだウェブサイト上で公開できる。 それが良いアイデアを 実現できる人に見つける方法だ

実用的なモデルがないと資本を集めるのは非常に難しく、そしてここでは資金調達や利益、または導入の約束など何もない。 私たちが約束できるのは、真剣に、公的な数字の読み上げです。

あらゆる選択肢を説明

各論文は物理，ハード限界，実際のプロジェクトと測定結果，屋上ソーラに対するコスト，及び実用的な試作機が必要とするものを扱った。

探検に値する方向

これらは，それぞれのアイデアが尊重するべき限界を持つ，実物理学を背景とした出発点である。 レーダーのあらゆるアイデアは 深い記事を持っている 下にリンクされている 我々と同じ正直さで書かれている ファンウォール研究.

  • 二つの役割を持つ太陽表面 ファサード、防音壁、駐車場の天蓋、運河のカバーが電気を作りながら 遮光や保護する Hybrid PV-thermal panels add heat: roughly 100 to 700 kWh of heat per square metre a year on top of the electricity (IEA SHC Task 60, 2020). The limit is sunlight itself: about 1 kW per square metre at best. 赤: 太陽光発電の屋根は熱を生み出し.
  • 農場や貯水池も日光を集める 農業用太陽光発電システムは，単独の作物とパネルよりも同じ土地から35〜73％多くを得ることがモデル化されている。^ 2011年のダブルス). 適切な貯水池の30％に浮遊太陽電池を設置すると，年間約9400ＴＷｈを生産できる。ジンら，2023年). 赤: 農業用太陽光発電 それに 浮遊型太陽光発電.
  • 電気だけでなく熱も 熱は世界の最終エネルギー使用量の約半分を占める。再生可能エネルギー2019). 砂と石の熱電池は安価な風力と太陽光を何週間も貯蔵する。a 100 MWh unit began heating the Finnish town of Pornainen in 2025 (Polar Night Energy). Ground-source heat pumps deliver about four units of heat for each unit of electricity (IEA, 2022). 工場，下水道，データセンターからの排熱はまだほとんど廃棄されている。フォーマンらによる2016年の研究). 赤: 砂と熱を蓄えて, 地熱ヒートポンプ それに 排熱を.
  • すでに動いている水 潮流は数十年先まで予測可能であり，スコットランドのＭｅｙＧｅｎアレイは2023年に50ＧＷｈを超える。 波、川、灌漑運河、水道の減圧弁はすべてエネルギーを運んでいるが、通常は場所ごとにキロワット数しかない。 赤: 潮流, 波動エネルギー それに 小規模な水力発電や.
  • Higher winds. Wind power grows with the cube of wind speed, and winds a few hundred metres up are stronger and steadier. エネルギーの凧は、それらに到達する試みである。Google’s Makani closed in 2020 after thirteen years, while smaller companies keep testing. ここでの良いアイデアは信頼性を説明しなければならない。 読み：エネルギー凧。
  • Using energy at the right time. Shifting when we heat water, charge cars and cool buildings is the cheapest “power station” of all: the United States alone has about 200 GW of cost-effective flexible demand by 2030 (Brattle, 2019). ソフトウェア，料金，簡単な家庭用機器などのアイデアもエネルギーアイデアに含まれる。 赤: 柔軟性を要求します.
多層駐車場の空中写真で，木々の間にある鋼製天蓋上の長い列のソーラーパネルが最上階を覆っている。
太陽光発電システムの構築において，太陽光発電による自動車の遮光と電気生産を実現するための技術開発が進んでいる。 Photo: Stephen Coffrin, US Department of Energy (public domain)

強いアイデアブリーフの内容は

  1. 解決する問題は誰のために? 街の屋根、農場、工場、電気がない村
  2. 物理学のチェック 平方メートルあたり、あるいはトンあたり、またはリットルあたりのワット数は？ 年間の電力消費量は？ 上記のベンチマークとの簡単な比較は皆さんの時間を節約します。David MacKayのSustainable Energy Without the Hot Airは、これを正直に行うための無料ガイドです。
  3. The cost per kWh, even as a rough range, and what would have to become cheaper for it to win.
  4. 真実でなければならないものはそれを示す最も安価な実験でも 違います
  5. 誰が危険にさらされるか野生動物から近所の人まで どうやって分かるのです

良いアイデアは必ずしも正しいものではない。 それは検証可能であり、正直に言って、それが間違いであることを証明する必要があります。

これを行う組織

これらの非営利組織は、クリーンで手頃なエネルギーを人々に提供し、その成果を公表する。 彼らの作品を見て、それがあなたを説得すれば、直接彼らに寄付することを考えてください。 Local Solar System財団は、それらのどれとも関係を持たず、何も受け取っていない。 寄付する前に、各組織の報告書と会計を読み、その結果がどう測定されているか確認してください。 下記の数字は各組織自身のものである。

  • [ソーラーエイド]https://solar-aid.org/) （英国登録チャリティー1115960）は，自らの社会事業を通じて，ケロシンやろうそく，またはトーチを使用するサハラ以南のアフリカの農村部の家族に太陽光をもたらしている。 It reports 2.5 million lights distributed and 13.3 million people reached.
  • ソーラーシスターhttps://solarsister.org/) アメリカの非営利団体で，サハラ以南アフリカの偏遠地域における女性起業家を募集し，訓練し，支援して，太陽光照明やクリーンな調理器具を電気回路から離れた家庭に販売するビジネスを構築している。
  • 実践的行動）https://practicalaction.org/) （英国登録チャリティ247257）はアフリカ，アジアおよびラテンアメリカのコミュニティーと共に，クリーンエネルギーへのアクセスを含む貧困に対する実用的な技術について働いている。
  • ［ＲＭＩ］）https://rmi.org/) ロッキーマウンテン研究所（1982年にアメリカの非営利団体として設立）は，50カ国以上の政府，電力会社および企業と協力してエネルギーシステムをクリーンで安価な電力へ移行させる独立した研究機関である。
  • [人間]https://ember-energy.org/) （独立した非営利シンクタンク、2020年設立）はほとんどすべての国の電力に関するフリーでオープンなデータを公開しており、上の図表の多くのデータも含まれており、誰でもグリッドがいかに速く変化しているかをチェックできる。
学校の前で小さな黄色いヒマワリ型太陽電池ランプを手に持って見下ろす少女。
エチオピアのアディスアベバで、女子学生が初めて太陽光発電式ランプを持っている。 電気を使わない家庭では，小型の太陽光発電灯が灯油やろうそくに代わる。 Photo: USAID in Africa (public domain)

あなたが助けられる方法

  • 供給を切り替えろ 再生可能エネルギーの料金やコミュニティエネルギー計画に移行します
  • 電力は清潔な時に使う。 風力と太陽光が豊富な時に洗濯機を動かし、自動車を充電する；多くのグリッドはリアルタイムの炭素濃度を公開している。
  • 屋根にパネルを設置する 家屋、学校、スーパーマーケット、駐車場はすでに準備が整った太陽光発電施設である。
  • 生成する前に保存します。 断熱と効率的な家電製品は，同時に電気代と排出量を削減する。
  • 電話番号を聞け あなたの電力会社と政府に、あなたが買う電力のライフサイクル排出量を尋ねてください。
  • 仕事をしている人たちを支援しなさい。 あの 上の組織は 太陽光やクリーンエネルギーを持たない家族にもたらし オープンデータと研究を公開して 彼らの報告書を確認し あなたが納得したなら直接寄付する
  • Send us an energy idea. Use the contribution form, choose the Green Initiative, and describe your idea with the five points above. 実験モデルがある場合は，その測定結果と測定方法を含める。 また，技術者や学生，製造業者は他の人々のアイデアを見てみることも歓迎する。 寄付委員会.

参考文献