現地レポート アメリカ太陽光発電の最前線

米大規模太陽光のトレンド、「追尾型」のコストが大幅低下

「薄膜系+追尾型」が「結晶系+追尾型」に迫る

2020/11/24 05:00
Junko Movellan=ジャーナリスト

「発電事業用」太陽光は30GWに迫る

 今月、米エネルギー省(DOE)の研究所であるローレンス・バークレー国立研究所(LBNL)が、2019年度(1月~12月)における米国発電事業用の太陽光発電市場に関する統計データを発表した。

 同研究所によると、2019年に稼働した連系出力5MW以上の地上設置型太陽光発電設備は合計103件で、合計出力は前年比16%増の4.58GW-AC(連系出力・交流ベース)だった。ちなみに、2019年末までの累積設置数は792件で、総累積出力は29GW-ACを超えている(図1)。

図1●米国における地上設置型太陽光発電設備の年間導入容量推移
(出所:Lawrence Berkeley National Laboratory )
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 「発電事業用」といっても、その定義は米国内でも異なる。

 米エネルギー省(DOE)・エネルギー情報局(EIA)の定義は、所有権、系統連系の接続が配電網か送電網に関わらず、総出力が最低1MW-ACの発電設備としている。米国太陽エネルギー産業協会(SEIA)が、コンサルティング会社である英ウッドマッケンジー社と共同で出版している市場レポートで使われる「発電事業用」の定義は、発電設備のサイズではなく、発電された電力を受け取る仕組みで決めている。「発電事業用」とは、 電力会社が所有する発電設備、または、自家消費ではなく発電された電気が電力会社に直接売られる発電設備となっている。つまり、固定価格買取制度(FIT)などを利用する小規模の設備も含まれることになる。

「追尾式」が88%占める

 一般的に米国市場の動向について言及される場合、SEIAのデータを引用することが多いが、LBNLは、SEIAと違ったアプローチを使い、発電事業用の定義は、「5MW-AC以上の地上設置型」の太陽光発電設備としている。したがって、数MWを超えた発電設備でも、屋根置型の場合、LBNLによる「発電事業用」には含まれない。ここでは混乱を防ぐために、LBNLのデータは、発電事業用ではなく、「地上設置型」太陽光発電設備と呼ぶことにする。

 LBNLはデータ分析で、地上設置型太陽光発電設備を「架台(設置方式)」と「太陽電池タイプ」別で分析している。架台タイプのデータを見てみると、2015年以降、追尾式が固定・傾斜式設置に対し大きく伸長し始めたことがわかる。2018年には固定・傾斜式が多少、盛り返してきたものの、2019年に追尾式がまた拡大し、シェアは過去で最も高い88%となった。累積導入量で見てみると追尾式は全体の71%を占める(図2)。

図2●米国における地上設置型太陽光発電設備の架台タイプ別・年間導入容量シェア推移
(出所:Lawrence Berkeley National Laboratory)
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 太陽電池タイプでは、2017年以降2014年の1年を除いて、結晶シリコン系のシェアが大きく、市場を独占している。2019年も結晶シリコン系がシェア62%(2.86GW-AC)で、薄膜系(化合物型)を上回った。しかし、2018年と比べると結晶シリコン系の導入量は前年比3%減となった一方、薄膜系は前年比74%増と大きく伸びている(図3)。

図3●米国における地上設置型太陽光発電設備のモジュールタイプ別・年間導入容量シェアと導入容量推移
(出所:Lawrence Berkeley National Laboratory)
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「薄膜+追尾式」が最も伸長

 ところで、ボリンガー研究員によると、2019年で最も規模の大きかった地上設置型太陽光発電は、テキサス州に導入された250MW-AC (315MW-DC) の発電所で、ファースト・ソーラーの化合物系薄膜太陽電池と追尾式架台の組み合わせを採用しているという。

 設置方式と太陽電池の組み合わせを見てみると、過去8年間(2011~2018年)、「結晶シリコン系+追尾式」が最も多く、2019年の導入量は2.36GWで、全体の52%を占めた。次に、「薄膜系+追尾式」が1.68GW-AC と続き、 「結晶シリコン系+固定式」が0.5GW-AC、 そして「薄膜系+固定式」が40MW-ACとなっている。

 累積導入量で見てみると「結晶シリコン系+追尾式」が全体の52%を占めた。ここで1つ注目したいのは、「薄膜系+追尾式」は前年比79%増と、4つのセグメントで最も高い成長率を示したことだ(図4)。

図4●米国における地上設置型太陽光発電設備の架台・モジュールタイプ別・年間導入容量シェア推移
(出所:Lawrence Berkeley National Laboratory)
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 LBNLによると、2014年以前に薄膜系は固定・傾斜式のみに取り付けられていた。薄膜系は 、結晶シリコン系に比べて設置面積当たりの変換効率が低く、同じ出力を確保するにはより広い土地面積を必要としたため、歴史的にみて追尾式には採用されていなかった。しかし、近年米ファースト・ソーラーがCdTe(カドミウム・テルル)型化合物系薄膜太陽電池の変換効率を大幅に改善したことから、同社の太陽光パネルは、100%追尾式に使用されているという。

 ファースト・ソーラーといえば、昨年オハイオ州の北西部に2つ目の工場を新設し、生産を開始した。この新工場によって同社の米国における総生産規模は1.9GWになり、米国で最大規模の太陽光パネルメーカーとなった。

追尾式と固定式のコスト差「ほぼ無し」

 LBNLが収集したデータによると、地上設置型太陽光発電設備の導入価格は、年々低下しており、2019年の中央値は1W-AC当たり1.44ドル、1W-DC(パネル出力・直流ベース)当たり1.15ドルで、2010年から約70%以上、そして2018年からは20%も下がった。

 ちなみに、データを小さい順に並べた時の中央の値が「中央値」で、最小値から数えて20%に位置する値が「20パーセンタイル」そして、80%に位置する値が「80パーセンタイル」となる。

 中央値に対して、20パーセンタイルに属する値は、1W -AC当たり1.3ドル、1W-DC当たり0.92ドル、また、80パーセンタイルに属する値は、1W-AC当たり2.46ドル、1W-DC当たり1.98ドルとなっている(図5)。

図5●米国にける地上設置型太陽光発電設備の架台タイプ別・導入価格(中央値)推移
(出所:Lawrence Berkeley National Laboratory)
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 架台タイプ別にみると、2016年まで追尾式設備は平均的な固定・傾斜式設備よりプレミアムが付いていた。しかし、2017年以降この歴史的な関係は逆転し、2018年の平均的な固定・傾斜式設備の価格は、1.7ドル/W-AC(1.3ドル/W-DC)となり、追尾式設備の1.6ドル/W-AC(1.2ドル/W-DC)を下回った。

 同レポートの筆者であるマーク・ボリンガー研究員によると、「一般的に、追尾式に関連する価格プレミアムは、技術の向上と激しい競争により、大幅に減少している。(追尾式と固定・傾斜式の価格の)ギャップは小さくなり、容易に追尾式を選択できるようになっている。追尾式の初期投資コストが少し高くなったとしても、発電量がより増えるので、(初期投資の差を)補うのに十分で、さらに収益性が高まる」と、語った。

 つまり、追尾式がもたらす発電量と売電収入の増加効果により、近年追尾式の導入が急増し、さらにこのトレンドは続くものと予想されている。