エネルギー収支比

エネルギー収支比（エネルギーしゅうしひ、Energy Payback Ratio, Energy Profit Ratio, EPR, Energy Return on Investment, EROI, Energy Returned on Energy Invested, EROEI）とは、発電や発熱などのエネルギー生産設備の性能を表す指標の一種である。エネルギー投資効率とも呼ばれる。

概要

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、資源の調達（採鉱、運搬など）や、設備（タービン、発電機など）の製造・建設や解体・廃棄などのために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対して、そのエネルギー設備からのどれだけのエネルギーが生産されるかを「生産エネルギー / 投資エネルギー」の倍率で示したものがエネルギー収支比である^[1]^[2]。当然、この値が大きくなるほどエネルギー設備としての性能が良いことを示す^[1]。

後述するように、投資エネルギーをどこまで考慮するかでEPRにはある程度揺らぎが発生するが、近年の発電施設のEPRは概ね以下の値程度と言われている^[3]^[4] ^[5] ^[6]^{[要検証 – ノート]}^[7]^[8]。

発電方式	資源・要因	EPR	備考
原子力	ウラン	10～76	時間の経過に伴う下降は無い。発電所の事故リスクへの対応を投資エネルギーに加えるとEPRは激減する^[要出典]。
火力	石油、石炭	5～25	時間の経過と共にEPRは下降する。発見直後の油田の石油の場合は100を越えることも珍しくない。
火力	天然ガス、LNG	2～4	時間の経過と共にEPRは下降する。シェールガスは地域によっては10を超えることもある。
水力	水	10～50	時間の経過に伴う下降は無い。
風力	風	5^{[要検証 – ノート]}～54	時間の経過に伴う下降は無い。
太陽光	太陽光	10～21	時間の経過に伴う下降は無い。最新の技術ではEPRは10数倍～30倍程度に達すると見積もられている。

なお、風力や太陽光などの再生可能エネルギーのエネルギー収支比に関しては、一部の主張において、結果が不利になるような値(ライフサイクルアセスメントで一般的に定義されている値)が計算に使われているとの指摘もある^[9]^[8]。

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、下記のような点で異なる場合がある^[1]^[2]。

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
運転用の燃料を含めるかどうか（枯渇性エネルギー源の場合）

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^[1]。

二次エネルギーの換算

エネルギー生産設備から産出されるエネルギー（電力や水素）を二次エネルギーと呼ぶが、投入エネルギーには一次エネルギーと二次エネルギーの両方が含まれる。二次エネルギーをそのままもちいるか、一次エネルギーに換算してもちいるかでエネルギー収支分析の結果は異なる^[1]。

一次もしくは二次に揃える場合

発電設備の分析では通常^[9]、二次エネルギー（電力）はその国の電力事情を反映した換算係数を用いて、すべて一次エネルギーに換算して計算される（例：^[1]）。発電量あたりの一次エネルギー（燃料）の投入量や、火力発電に対する化石燃料の節約量などを比較的正確に評価でき、再生可能エネルギー源と枯渇性エネルギー源の比較などに用いられる^[3]。

この定義の場合は、一般的にライフサイクルアセスメントで用いられる^[9]エネルギーペイバックタイムとも互換性を持つ。投入エネルギーの算出の際にライフサイクル全体を考慮（#投入エネルギーの考慮範囲を参照）すれば、EPRとエネルギーペイバックタイム(EPT)との関係は EPR = （想定寿命）／EPT で表される^[2]。

一次と二次を区別しない場合

換算基準を揃えず、一次／二次エネルギーの別を考慮せずに出力エネルギーを入力エネルギーで除算する例も見られる。入力と出力のエネルギー量を単純に比較する方法である。二次エネルギー（電力）を得るには通常その数倍の量の一次エネルギー（熱）が必要なため、同じエネルギー量でも実際に消費する一次エネルギーの量が異なるが、この方法では電力も熱も等価に扱う。このため、一次もしくは二次エネルギーに揃えて計算した場合と比べて下記のような違いが生じる^[1]^[9]。

発電量あたりの燃料の投入総量や、燃料の節約効果を正確に比較できない。
投入エネルギーに占める二次エネルギーの割合が多ければ有利、少なければ不利となる。
化石燃料の節約手段としての評価の場合、実際には節約になるものでもEPR<1と算出される場合がある。
熱よりも電力の方が価値が高いことが計算に反映されない。

脚注

[脚注の使い方]

^ ^a ^b ^c ^d ^e ^f ^g 内山洋司、山本博巳、発電プラントのエネルギー収支分析、電中研報告書 No.Y90015
^ ^a ^b ^c EPT/EPRの定義（産業技術総合研究所）
^ ^a ^b 再生可能エネルギー源の性能（産業技術総合研究所）
^ 太陽光発電のエネルギー収支（一般財団法人　高度情報科学技術研究機構）
^ 再生可能エネルギー源の性能（産業技術総合研究所）
^ 天野治「石油ピーク後のエネルギー EPRから資源の有効利用を考える」 - 愛智出版 ISBN 978-4-87256-020-6
^ 総合資源エネルギー調査会電気事業分科会コスト等検討小委員会報告書 2004年1月
^ ^a ^b NEDO成果報告書みずほ情報総研、NEDO、太陽光発電システムのライフサイクル評価に関する調査研究、No. 20090000000073
^ ^a ^b ^c ^d 太陽光発電のEPT/EPRについて（産業技術総合研究所）

概要

投入エネルギーの考慮範囲

投入エネルギーの算出方法

二次エネルギーの換算

一次もしくは二次に揃える場合

一次と二次を区別しない場合

脚注

関連項目