エネルギーペイバックタイム エネルギーペイバックタイムの概要

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エネルギーペイバックタイム

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2022/11/08 13:33 UTC 版)

石油タンカー輸送

概要

木質ペレットの保存タンクと輸送トラック

発電所などのエネルギー設備において、電力などのエネルギーを生産するには、その設備（タービン、発電機など）の製造・建設（原料採鉱、精製、土木工事など）や、解体・廃棄などに際してエネルギーを投入する必要がある。こうした投入エネルギーに相当する量のエネルギーを得られるまでの期間が、エネルギーペイバックタイムである。発電所などの場合、通常は月数や年数で表される。短いほど性能が良いことを示す。

エネルギー生産設備だけでなく、省エネルギー設備に対しても用いられる（例：）。

投入エネルギーの考慮範囲

投入するエネルギーの考慮範囲は、下記のように異なる場合がある。

ライフサイクル中の対象範囲

運用中のある時点までの収支をみるか、ライフサイクル全体を見るかの二通りがある。

運用中のある時点までのエネルギー収支だけを考慮する場合

設備製造など運用開始までの投入エネルギーと、ある時点までの運用に必要なエネルギーだけを考慮する。

時系列でみてエネルギー収支が正になるまでの時間を求める際に用いられる。エネルギー収支比への換算やライフサイクル全体を対象とする評価の際は、解体廃棄が算入されていないことを考慮する必要がある。

ライフサイクル全体を通しての投入エネルギーを考慮する場合

設備製造など運用開始までの投入分に加え、全運用期間の運用エネルギーや解体・廃棄のエネルギーも含める。

ライフサイクル全体を通してみた性能の評価に用いる。エネルギー収支比との相互変換が比較的容易である。

運転用燃料の扱い

給油設備(ガソリンスタンド)とfuelタンクトラック

化石燃料を使用する火力発電や原子力発電などの枯渇性エネルギー設備では通常、運用エネルギーから、運転（発電）用の燃料の投入が除外される。これは運転用燃料を算入するとペイバックしないためである。

再生可能エネルギー設備の場合は、バイオマスなど燃料の形態を採るものであっても、運転用燃料を含めて計算する。事実上無尽蔵の太陽光・風力・地熱等を利用するため、ある程度以上の性能があれば、人為的に投入したエネルギー（化石燃料や電力）よりも多くのエネルギーを生み出す。また同じ発電量あたりで見れば、化石燃料火力発電より少ない投入エネルギー（例えば数分の１～数十分の１）で済む。

投入エネルギーの算出方法

投入エネルギーの算出方法としては、積み上げ方式と、産業連関分析の2通りの手法がある。

積み上げ方式

分析対象を構成要素ごと（発電機の構成部品、土木工事など）に分類し、それぞれの要素の形成に必要なエネルギーを積算する方式。計算の労力が大きく、また検討対象の範囲の決め方に計算結果が影響を受ける。そのかわり、特定の技術や個々のサンプルに依存する分析に向く。発電設備のエネルギー収支分析には通常こちらが用いられる。

産業連関分析

産業連関表を利用して分析を行う。産業連関表にある各産業について、それぞれの産業から生産される財やサービスの単位金額あたりに必要な一次エネルギー量（エネルギー濃度）を算出するものである。これは連関表に既に載っているデータを利用できるため、必要な労力は比較的少ない。その代わり連関表に載っている商品の分類は限られるため、それ以上に詳細な分析はできない。また、同一部門に属する商品同士の差異を比較するには向かない。