発電・エネルギー変換 総覧

発電とは一次エネルギー（化石燃料・核燃料・自然エネルギー）を電気エネルギーに変換するプロセスであり、現代社会のエネルギーシステムの中核を担う。本記事は発電方式全体を俯瞰するハブであり、火力・原子力・水力・再生可能エネルギー・分散型電源の 5 方式と、それらを横断する比較指標（効率・LCOE・CO2 排出量・設備利用率）の各記事へのナビゲーションを提供する。情報カットオフ 〜2025-08（一部 2026-06 WebSearch 反映）、confidence: medium 固定。

発電方式の全体マップ

発電方式は変換原理と燃料種別で分類できる。主要方式と代表技術を以下に整理する。

第 7 次エネルギー基本計画と 2040 電源構成

2025 年 2 月に閣議決定された第 7 次エネルギー基本計画（以下「7次計」）は、2040 年度の電源構成目標として再エネ 40〜50%・原子力 20% 程度・火力 30〜40% を掲げる。これは再エネを初めて「最大電源」と位置づける転換点であり、GHG 削減目標は 2013 年比 -73%（2040 年度）だ。

2030 年の中間目標（再エネ 36〜38%）から 2040 年目標に向けた移行では、太陽光・洋上風力の急速な拡大と、原子力の再稼働・次世代炉開発・60 年超運転が並走することが想定されている。火力は短中期の調整電源として維持しながら、アンモニア・水素の混焼率向上と CCUS 導入により段階的に脱炭素化される計画だ。

各方式のナビゲーション

発電の各分野は独立した記事で詳述している。

• 火力発電（tech-266）：石炭（USC/IGCC）・LNG（GTCC 効率 〜64%）・石油。コジェネ（総合効率 80%）。アンモニア混焼（JERA 碧南 20% 実証）・水素混焼。調整電源としての役割と座礁資産リスク。
• 原子力発電（tech-267）：軽水炉（PWR/BWR）の再稼働。次世代革新炉 5 種（革新軽水炉・SMR・高速炉・高温ガス炉・核融合）。GX 脱炭素電源法（60 年超運転）と 2030 年代の新設計画。
• 水力発電（tech-268）：流れ込み式・貯水池・調整池。揚水発電（純揚水・混合・可変速）による再エネ余剰吸収と系統調整力。包蔵水力ポテンシャル。
• 再生可能エネルギー発電（tech-269）：太陽光 PV・陸上/洋上風力（第 3 ラウンド 2024-12 落札・ゼロプレミアム 3 円・浮体式 15 MW 超 NEDO GI 基金）・地熱・バイオマス。変動性（VRE）と出力制御課題。
• 分散型電源（tech-270）：自家発・コジェネ、燃料電池（SOFC/PEFC・エネファーム）、マイクログリッド・DER（分散型エネルギーリソース）。
• 発電技術の比較（tech-271）：LCOE・設備利用率・CO2 排出原単位・出力変動性・EROI。7次計ミックスとの整合性分析。

発電経済性の概要：LCOE と設備利用率

**LCOE（均等化発電原価）**は建設費・燃料費・運転維持費・廃炉・解体費用等を総発電量で均等化したコスト指標（円/kWh または USD/MWh）で、発電方式間の経済比較に広く用いられる。ただし、系統安定化コスト（バックアップ電源・蓄電・系統増強）やバランシングコストを含まないため、変動性再エネの「完全コスト」を過小評価する可能性がある点に注意が必要だ。

設備利用率（Capacity Factor）は実際の発電量を定格出力×時間で除した比率。原子力が 70〜85% と最高水準、石炭・LNG が 50〜70%、風力（陸上）が 20〜30%、太陽光が 10〜15% という傾向がある。洋上風力は陸上比で高く 35〜50% 程度。設備利用率が低い電源は同じ発電容量でも実際の発電量が少なく、LCOE に不利に働く。

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