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太陽光パネル(太陽電池)を使って太陽光を直接電気に変換します。設置場所の制約が比較的少ない一方、天候や時間帯によって発電量が大きく変動します。
風でタービンの羽根を回して発電します。燃料費がかからず二酸化炭素排出もありませんが、風の強さが不安定で、騒音や景観への懸念から設置場所の選定が難しい場合があります。
ダムや河川の高低差を利用し、流れる水でタービンを回します。発電量が比較的制御しやすく安定していますが、大規模なダム建設は周辺の生態系や地域社会に影響を与える可能性があります。
地下深くの熱を利用して蒸気を発生させ、タービンを回したり直接暖房に使ったりします。火山活動が活発な地域では特に効率が高く、天候に関係なく24時間安定してエネルギーを生み出せます。
木材、農作物の残渣、食品廃棄物などの生物由来の材料を燃焼または発酵させ、バイオガスやバイオディーゼルなどの燃料としてエネルギーを得ます。既存の化石燃料インフラの一部を再利用できますが、原料の栽培・輸送にも環境負荷が伴います。
水の電気分解や他のエネルギー源を使って水素を生成し、燃料電池を通じて電気と熱を発生させます。使用時に排出するのは水だけのため環境に優しい一方、水素の製造・貯蔵・輸送には依然としてコストと技術的な課題があります。
再生可能エネルギーとは、太陽光、風力、水力、地熱、バイオマスなど自然界で継続的に補充されるエネルギー源を指し、水素のような新しいエネルギー源も一緒に分類されることがあります。化石燃料と異なり枯渇のリスクが低く、温室効果ガスの排出も少ない一方、各エネルギー源によって効率や発電条件が異なるため、互いに補完し合う形で活用されることが多いです。
国や地域によって大きく異なります。世界的には太陽光と風力の成長が最も速い一方、これまで再生可能エネルギー発電量全体で最大の割合を占めてきたのは水力発電です。
技術的には可能ですが、各エネルギー源には出力の変動や貯蔵の課題があるため、完全な転換にはエネルギー源の多様化とエネルギー貯蔵技術の向上が一般的に必要とされています。