英国政府の研究によると、宇宙太陽光発電は2040年までに競争力を持つ可能性がある

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(出所:電力インターナショナル汇epintl)

最新の研究によると、投資と政策支援によって、小規模な宇宙太陽光発電(SBSP)は商業化に向けて実現可能になる見込みであり、将来的には、軌道上で生産された電力が英国の差金決済契約(CfD)計画に参加する可能性さえあります。分析では、打ち上げコストが、その平準化発電原価(LCOE)に最も大きく影響する主要因だと指摘しています。

英国政府が委託した実現可能性調査では、2040年までに、宇宙太陽光発電所から地球へ電力を送ることが経済的に競争力を持つ可能性があることが示されました。

軌道上の小型太陽光発電所の平準化発電原価は、今後10年間で大幅に低下すると見込まれており、2030年の0.335–0.595英ポンド/キロワット時から2040年の0.087–0.129英ポンド/キロワット時へ下がるとされています。報告書では、このコスト水準によって、宇宙太陽光が原子力発電、潮汐エネルギーなどの技術と同等の競争力を持つようになると考えています。

宇宙太陽光発電の技術ルートは、直流電力を射頻信号へ変換して地球へ送信し、その後、地上の受信アンテナによって直流電力に復元することです。研究開発企業は、この技術によって地上の断続的な再生可能エネルギーの発電ギャップを埋められると指摘していますが、高額な軌道への発射コストなどの経済的障壁が、依然として現在の主な課題です。

英国政府の実現可能性調査では、今世紀30年代に配備し得る小規模な検証用システムの実現可能性を評価し、2024年のパラメータに基づいて参照設計をモデル化しました(受信局はそれぞれ英国のアバディーン、カナダのエドモントン、日本の札幌に位置)。さらに、複数の既存設計案を比較しました。

調査では、高い楕円軌道にある太陽電池パネルが英国に平均して年間95.7%の電力を供給できる可能性があるとしています。受信アンテナ側に蓄電池システムを設置すれば、さらに継続的な供給を実現できる見通しです。

宇宙太陽光の平準化発電原価を引き下げる鍵は、発射コストです。この調査では、発射がコストに最も大きく影響し、平準化発電原価の差異の50%以上を占めることが示されています。調査内のコスト試算は、SpaceXが開発中の大型ロケット「スターシップ」の想定性能パラメータに基づいています。

英国政府の調査では、2040年の楽観的シナリオで近地軌道への発射コストを550英ポンド/キログラム、保守的シナリオでは770英ポンド/キログラムと設定しています。モデルでは同時に、「スターシップ」ロケットが少なくとも100トンの近地軌道向けの輸送能力を提供すること、また2030年から2040年の間に発射コストが線形に30%低下することも仮定しています。

基準収益率(すなわち、投資家がプロジェクトを受け入れるのに必要な最低収益率)の大幅な低下も、コスト低減を後押しすることが期待できます。研究では、この収益率が2030年の20%から2040年の9.1%へと下がると見込んでおり、これは主に技術の向上と商業的成立性の強化によるものです。

報告書は、小規模宇宙太陽光の市場機会として、英国の差金決済契約のオークションへの参加が含まれる可能性があると述べています。この技術は、この政府の支援メカニズムと両立可能だと考えられています。補助サービスは収益機会が相対的に低いものと見なされていますが、報告書は、英国を中核とするプロジェクトが対象となり得る世界市場の機会を確かに描き出しています。具体的には、小島嶼国への電力供給、鉄鋼の生産、採掘、データセンターの運営、ならびにグリーン水素の製造です。報告書では、最初の小規模システムが「2030年までには『官民両部門による大規模な支援』なしでは欠かせない」一方で、2040年には、関連する支援のニーズが大きく低下する可能性があると考えています。

研究では、小規模宇宙太陽光の開発は、技術性能の向上、大規模発電所のコストとリスクの低減を通じて、大規模システムの実現をより容易にすることにより、大規模システムの展開を後押しできるとしています。モデルの予測では、小規模発電所の配備により、最初の大規模実証発電所の平準化発電原価が16%から27%低下する可能性があります。

英国エネルギー安全保障・ネットゼロ排出省(DESNZ)が委託した宇宙太陽光の研究は、小規模システムの配備における経済面および技術面の実現可能性を評価することを目的としています。これは主として、小規模システムのほうが前期の投資参入におけるハードルが低いこと、また将来の大規模システムの建設においてリスクを低減できる可能性があることに基づいています。

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