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電力システムは、さまざまなエネルギー源の発電所、送電網、配電線で構成されています。これらの各コンポーネントは、建設、発電中、廃止および廃棄など、開発および使用の複数の段階で環境への影響を及ぼします。これらの影響は、運用上の影響（燃料調達、地球規模の大気汚染および局地的な汚染）と建設上の影響（製造、設置、廃止、廃棄）に分けられます。すべての形態の発電には何らかの環境影響がありますが、[ 1 ]石炭火力発電が最も汚染されています。[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]このページはエネルギー源別に整理されており、水の使用、排出、局地的な汚染、野生生物の移動などの影響が含まれています。
温室効果ガスの排出は、発電による環境影響の 1 つです。ライフサイクル温室効果ガス排出量の測定には、ライフサイクルアセスメントを通じてエネルギー源の地球温暖化係数(GWP)を計算することが含まれます。これらは通常、電気エネルギー源のみですが、熱源が評価される場合もあります。[ 5 ]結果は、その源によって生成された電気エネルギー単位あたりの地球温暖化係数の単位で示されます。この尺度は、地球温暖化係数の単位である二酸化炭素換算(CO2e )と、電気エネルギーの単位であるキロワット時(kWh) を使用します。このような評価の目標は、材料と燃料の採掘から建設、運用、廃棄物管理まで、源のライフサイクル全体を網羅することです。
2014年、気候変動に関する政府間パネルは、世界中で使用されている主要な発電源の二酸化炭素換算量（CO2e ）の調査結果を統一しました。これは、各エネルギー源を評価する数百の個別の科学論文の調査結果を分析することによって行われました。 [ 6 ]石炭は圧倒的に最悪の排出源であり、天然ガスがそれに続き、太陽光、風力、原子力はすべて低炭素です。水力、バイオマス、地熱、海洋エネルギーは一般的に低炭素ですが、設計不良やその他の要因により、個々の発電所からの排出量が高くなる可能性があります。
すべての技術において、出版時点以降の効率の向上、ひいてはCO₂eの削減は考慮されていません。例えば、風力発電のライフサイクル全体における排出量は、出版以降減少している可能性があります。同様に、研究が実施された期間の制約から、第2世代原子炉のCO₂eの結果が示されており、第3世代原子炉の地球温暖化係数は示されていません。データのその他の制約としては、a) ライフサイクル段階の欠落、b) エネルギー源の地球温暖化係数のカットオフポイントをどこで定義するかの不確実性などが挙げられます。後者は、エネルギー源を個別に評価するという従来の方法ではなく、現実世界における複合電力網を評価する際に重要となります。
水の使用は、発電による主な環境影響の 1 つです。[ 7 ]すべての火力発電所(石炭、天然ガス、原子力、地熱、バイオマス) は、熱エネルギーから電気を取り出す熱力学サイクルを駆動するための冷却流体として水を使用します。太陽光発電は機器の洗浄に水を使用し、水力発電は貯水池からの蒸発による水を使用します。人口増加と干ばつの懸念により、水の使用量は発電システムにとって大きな懸念事項となることがよくあります。さらに、水資源の変化は発電の信頼性に影響を与える可能性があります。[ 8 ]
発電における水の使用に関する議論では、取水と水消費を区別している。[ 8 ]米国地質調査所によると、「取水」とは、使用のために地中から取り除かれたり、水源から転用されたりした水の量を指し、「消費」とは、蒸発、蒸散、製品や作物への組み込み、またはその他の方法で、すぐ近くの水環境から取り除かれた水の量を指す。[ 9 ]取水と消費の両方が、評価すべき重要な環境影響である。
様々な動力源における淡水使用量の概算値を以下に示します。
蒸気サイクル発電所（原子力、石炭、天然ガス、太陽熱）は、蒸気凝縮器で熱を除去するために大量の冷却水を必要とします。発電所の出力に対する必要な水量は、ボイラー温度の上昇に伴って減少します。石炭およびガス焚きボイラーは高温の蒸気を生成できるため効率が高く、出力に対する冷却水の必要量が少なくなります。原子力ボイラーは材料の制約により蒸気温度が制限され、太陽熱ボイラーはエネルギー源の集中度によって制限されます。
海洋近くの熱サイクル発電所は、海水を利用するという選択肢がある。このような発電所には冷却塔がなく、放熱による水温への影響がほとんどないため、放熱温度に関する環境上の懸念も大幅に軽減される。また、他の用途に利用できる水が枯渇することもない。 例えば、日本の原子力発電所はすべて沿岸部に位置しているため、冷却塔は一切使用されていない。乾式冷却システムを採用すれば、地下水を大幅に消費する必要がなくなる。パロベルデ原子力発電所における下水冷却など、より斬新な冷却方法も存在する。
水力発電における主な水使用量の原因は、蒸発と地下水への浸透の両方である。
水の使用は依然として発電に不可欠な要素ですが、2015年以降、水の使用量は減少しています。[ 12 ] 2015年には火力発電所からの総取水量は60兆ガロン強でしたが、2020年には50兆ガロン弱に減少しました。水の使用量が減少したのは、再生可能エネルギー源の使用が増加したためです。
水使用量の減少の80%は、石炭火力発電所による発電だけでなく、天然ガスや再生可能エネルギーの利用によるものです。残りの20%の水使用量の減少は、一回通過冷却システムではなく、閉ループ循環式およびハイブリッド冷却システムの導入によるものです。一回通過冷却システムでは取水量が過剰になるため、水は一度使用された後、放出されます。一方、閉ループでは水が複数回再利用されるため、取水量ははるかに少なくなります。[ 13 ]
今日、電力の大部分は化石燃料を燃焼させて蒸気を発生させ、その蒸気で蒸気タービンを回し、さらにそのタービンで発電機を駆動することによって発電されている。
化石燃料の燃焼によって発生する排出物に関する懸念はより深刻です。化石燃料は、地下深くに埋蔵された炭素の大きな貯蔵庫を構成しています。これらを燃焼させると、この炭素が二酸化炭素に変換され、大気中に放出されます。世界の電力産業からの推定CO2排出量は年間100億トンです。 [ 14 ]これにより、地球の大気中の二酸化炭素濃度が上昇し、温室効果が強まり、地球温暖化の一因となります。[ 15 ]
特定の化石燃料と燃焼方法によっては、他の排出物も発生する可能性があります。 オゾン、二酸化硫黄、NO 2、その他のガス、および粒子状物質が放出されることがよくあります。[ 16 ]硫黄酸化物と窒素酸化物は、スモッグと酸性雨の原因となります。過去には、発電所の所有者は、大気中の汚染物質を希釈するために非常に高い煙突を建設することでこの問題に対処しました。これは局所的な汚染を減らすのに役立ちますが、地球規模の問題には全く役立ちません。
化石燃料、特に石炭には希薄な放射性物質が含まれており、大量に燃焼させるとこの物質が環境中に放出され、地域的および地球規模の低レベルの放射能汚染を引き起こします。皮肉なことに、放射性汚染物質が管理・保管されている原子力発電所よりも、その汚染レベルは高いのです。
石炭には、水銀、ヒ素などの有毒な重元素の痕跡も含まれています。[ 17 ]発電所のボイラーで気化した水銀は、大気中に浮遊したまま世界中を循環する可能性があります。環境中には相当量の水銀が存在しますが、他の人為的な水銀排出がより適切に管理されるにつれて、発電所からの排出が残りの排出のかなりの割合を占めるようになります。米国の発電所からの水銀排出量は、2003年には年間約50トン、中国では年間数百トンと推定されています。発電所の設計者は、発電所に機器を取り付けて排出量を削減することができます。
アメリカ合衆国における石炭採掘方法には、露天掘りや山頂の除去も含まれている。製炭鉱の残渣はむき出しのまま放置され、地元の河川に流れ込み、石炭産出地域のほとんど、あるいはすべての河川が、河川に生息するあらゆる生物を死滅させる硫酸によって一年中赤く染まるという事態を招いている。
2022年、IEAはガス火力発電所からの温室効果ガス排出量が前年比で約3％増加しており、削減にはさらなる努力が必要だと述べた。[ 18 ]
これらの発電所は温室効果ガスだけでなく窒素酸化物（NOx）も排出しますが[ 19 ]、これは家庭のガス器具からのNOxよりも危険性は低いです[ 20 ] 。
ガス火力発電所の効率は、コージェネレーションや地熱発電（熱電併給）方式によって向上させることができる。蒸気タービンからプロセス蒸気を抽出することが可能であり、火力発電所から発生する廃熱は近隣の建物の暖房に利用できる。発電と暖房を組み合わせることで燃料消費量を削減でき、個別の熱電併給システムに比べて環境負荷を低減できる。
イランなどの一部の産油国では、発電所で汚染された石油が燃焼されている。[ 21 ]ディーゼルはバックアップ発電機によく使用されるが、大気汚染を引き起こす可能性がある。[ 22 ]
クリーンエネルギーは、主に再生可能エネルギーや原子力発電などの電力の形で生成されます。これらのエネルギー源に切り替えるには、世界のエネルギーシステムが持続可能であるために、輸送や暖房などの最終用途を電化する必要があります。米国とカナダでは、ヒートポンプ（HP）の使用は、農村部でのプロパン暖房[ 23 ]や都市部での天然ガス暖房[24]を相殺するために太陽光発電（PV）デバイスで駆動すれば経済的です。2023年の研究では、(1)住宅用天然ガスベースの暖房システムとグリッド電力、(2)電力負荷にサービスを提供するPVを備えた住宅用天然ガスベースの暖房システム、(3)グリッド電力を備えた住宅用HPシステム、(4)住宅用HP+PVシステムについて調査しました。この研究では、通常のインフレ条件下では、天然ガスと可逆式空気源ヒートポンプのライフサイクルコストはほぼ同じであることがわかりました。これは、高インフレの期間中にヒートポンプの販売が米国で初めてガス炉の販売を上回った理由を部分的に説明しています。[ 25 ] [ 26 ]
インフレ率の上昇やPVの設備投資コストの低下により、PVは価格上昇に対するヘッジとなり、電気と暖房費の上昇を固定することでヒートポンプの導入を促進します。研究[ 25 ]は次のように結論付けています。「このようなプロシューマー技術の実質内部収益率は、長期定期預金の20倍であり、PVとHP技術が、同等の安全性を持つ投資手段よりもプロシューマーに提供する付加価値を示し、同時に炭素排出量を大幅に削減します。」このアプローチは、蓄熱バッテリーをヒートポンプ+太陽エネルギー暖房システムに統合することで改善できます。[ 27 ] [ 28 ]
原子力発電には、発電所の建設と運転、核燃料サイクル、原子力事故の影響など、プラスとマイナスの両方のさまざまな環境影響があります。原子力発電所は化石燃料を燃焼しないため、二酸化炭素を直接排出しません。燃料の採掘、濃縮、製造、輸送中に排出される二酸化炭素は、同様のエネルギー収量の化石燃料から排出される二酸化炭素と比較すると小さいですが、これらの発電所は依然として他の環境に有害な廃棄物を排出します。[ 29 ]原子力エネルギーと再生可能エネルギーは、エネルギー消費によるCO2排出量を削減することで環境コストを削減しました。 [ 30 ]
封じ込めが失敗した場合、壊滅的なリスクが生じる可能性があり、[ 31 ]原子炉では、過熱した燃料が溶融し、大量の核分裂生成物が環境に放出されることで、このリスクが生じる可能性があります。[ 32 ]通常運転では、原子力発電所は、トリウム、ウラン、およびそれらの娘核種を相当量含む石炭火力発電所よりも放射性物質の放出量が少なくなります。[ 33 ]
大規模な原子力発電所は廃熱を自然の水域に放出する可能性があり、その結果、水温が望ましくないほど上昇し、水生生物に悪影響を及ぼす可能性があります。代替案としては冷却塔などがあります。[ 34 ]
ウラン鉱石の採掘は、鉱山周辺の環境を破壊する可能性があります。しかし、最新の原位置浸出技術を使用すれば、この影響は「従来型」の地下採掘や露天掘りに比べて軽減できます。使用済み核燃料の処分は議論の的となっており、提案されている多くの長期貯蔵計画は厳しい審査と批判を受けています。新鮮な使用済み燃料や低燃焼度の使用済み燃料を兵器製造に転用すると、核拡散のリスクが生じますが、すべての核兵器保有国は、最初の核兵器の材料を（非発電用）研究炉または専用の「生産用原子炉」および/またはウラン濃縮から得ています。最後に、原子炉の構造の一部は中性子活性化によって放射性となり、経済的に解体して廃棄物として処分できるようになるまで数十年の保管が必要になります。鋼鉄中のコバルト含有量を減らして中性子捕獲によって生成されるコバルト60の量を減らすなどの対策は、生成される放射性物質の量と、この物質に由来する放射性毒性を減らすことができます。[ 35 ]しかし、問題の一部は放射線学的ではなく規制上のものであり、ほとんどの国では、汚染や中性子照射による放射能が検出されない場合でも、原子力発電所や核燃料サイクル施設の「ホット」（放射性）エリアから発生した物体は、事実上放射性であるとみなしている。
再生可能エネルギー技術は、環境面で大きなメリットをもたらす可能性があります。石炭や天然ガスとは異なり、気候変動の原因となる二酸化炭素やその他の温室効果ガスを大量に排出することなく、電力と燃料を生成できます。しかし、バイオ燃料による温室効果ガスの削減効果は、当初の予想よりもはるかに小さいことが、記事「バイオ燃料の間接的な土地利用変化の影響」で議論されています。
太陽光発電と風力発電はどちらも美的観点から批判されてきた。[ 36 ]しかし、これらの再生可能エネルギー技術を効率的かつ目立たないように導入する方法と機会は存在する。固定式太陽熱集熱器は高速道路沿いの防音壁としても機能し、現在では広大な道路、駐車場、屋上エリアが利用可能である。アモルファス太陽電池は窓ガラスの色付けとエネルギー生成にも使用できる。[ 37 ]
貯水池を備えた従来型の水力発電ダムの最大の利点は、発電後の電力生産のために潜在的なエネルギーを貯蔵できることです。自然エネルギーの供給と需要に応じた発電の組み合わせにより、水力発電は再生可能エネルギーの中で圧倒的に最大の供給源となっています。その他の利点としては、燃料火力発電よりも長寿命であること、運転コストが低いこと、ウォータースポーツ施設を提供できることなどが挙げられます。一部のダムは揚水発電所としても機能し、発電システムの需給バランスを調整しています。総じて、水力発電は化石燃料や原子力発電よりも安価になる場合があり、水力発電資源が豊富な地域は産業を惹きつけています。
しかし、上記の利点に加えて、大規模な貯水池を作るダムにはいくつかの欠点があります。これらには、貯水池の計画地に住む人々の移転、建設時および貯水池の湛水時に大量の二酸化炭素が放出されること、水生生態系や鳥類の生息環境の破壊、河川環境への悪影響、まれにダム壁の壊滅的な崩壊などが含まれます。[ 38 ] [ 39 ]
水力発電ダム建設のその他の欠点としては、ダムにアクセスするための道路を建設する必要があり、水域生態系だけでなく陸上生態系も破壊してしまうことが挙げられます。また、二酸化炭素の増加に伴い、メタンも増加します。これは、ダム建設時の洪水により、植物が水没して腐敗する際にメタンガスが放出されるためです。[ 40 ]もう一つの欠点は、ダム建設の初期費用と建設にかかる時間です。[ 40 ]
発電のみを目的としたダムもあるが、多くの地域では治水や灌漑のために大規模な貯水池が必要とされており、水力発電設備を併設することは、新たな貯水池建設費用を賄う一般的な方法となっている。治水は人命や財産を守り、灌漑は農業生産の拡大を支える。
小規模水力発電と流れ込み式水力発電は、貯水池式水力発電に比べて環境負荷の低い代替手段であるが、貯水量が不足しているため、発電量が断続的になる可能性がある。
潮力発電は海洋生物に影響を与える可能性があります。タービンの回転するブレードが、泳いでいる海洋生物を誤って殺してしまうことがあります。ストランフォードのプロジェクトのようなプロジェクトには、海洋生物が近づくとタービンを停止する安全機構が含まれています。しかし、この機能は、タービンを通過する海洋生物の量が多いため、エネルギーの大幅な損失を引き起こします。[ 41 ]一部の魚は、常に回転している物体や騒音のある物体に脅かされると、その領域を避ける可能性があります。海洋生物は、潮力発電発電機の設置場所を決める際に非常に重要な要素であり、できるだけ少ない海洋生物が影響を受けるように予防措置が講じられています。地球温暖化係数（つまり、カーボンフットプリント）の観点から見ると、潮力発電技術の影響は15～37 gCO2 - eq/kWheの範囲で、中央値は23.8 gCO2 - eq/kWheです。[ 42 ]これは、風力や太陽光発電などの他の再生可能エネルギーの影響と一致しており、化石燃料ベースの技術よりもはるかに優れています。 Tethysデータベースは、潮力発電の潜在的な環境影響に関する科学文献や一般的な情報へのアクセスを提供します。[ 43 ]
電気エネルギーは、燃焼するものなら何でも燃やすことで生成できます。電気エネルギーの一部は、その目的のために特別に栽培された作物を燃やすことによって生成されます。通常、これは植物を発酵させてエタノールを生成し、それを燃やすことによって行われます。また、有機物を腐敗させてバイオガスを生成し、それを燃やすことによっても行われます。さらに、木材も燃やすとバイオマス燃料の一種になります。[ 44 ]
バイオマスを燃焼させると、化石燃料を燃焼させた場合と同様の排出物が多く発生します。しかし、バイオマスの成長過程では大気中の二酸化炭素が吸収されるため、地球全体の二酸化炭素濃度への正味の寄与は小さいと言えます。
バイオマスの栽培プロセスは、あらゆる農業と同様に環境問題に直面する。広大な土地を必要とし、費用対効果の高い栽培には肥料や農薬が必要となる場合がある。農業の副産物として生産されるバイオマスには一定の可能性が秘められているが、現状ではそのほとんどは、少なくとも肥料として土壌に鋤き込まれるために利用されている。
風力発電による電力の環境への影響は、化石燃料による発電と比較すると小さい。[ 45 ]風力発電は、化石燃料とは異なり、燃料を消費せず、大気汚染物質も排出しない。風力タービンは、発電量あたりの地球温暖化係数が最も低い部類に入る。平均的な電力単位に比べて温室効果ガスの排出量がはるかに少ないため、風力発電は気候変動の抑制に役立つ。[ 46 ]タービンの発電による排出量は、ガスや石炭火力発電を置き換えることで、1年以内に回収される。[ 47 ] [ 48 ]
陸上風力発電所は、景観に大きな視覚的影響と影響を与える可能性があります。[ 49 ]表面電力密度が非常に低く、間隔の要件があるため、風力発電所は通常、他の発電所よりも広い土地に分散する必要があります。[ 50 ] [ 51 ]特に景観や文化的に重要な景観では、紛争が発生します。影響を制限するために、後退距離などの設置制限が実施される場合があります。 [ 52 ]タービンとアクセス道路の間の土地は、農業や放牧に引き続き使用できます。[ 53 ] [ 54 ]一部の風力発電所は、保護された景観地域、考古学的景観、および遺産地を損なう可能性があるため反対されています。[ 55 ] [ 56 ] [ 57 ]
風力タービンのブレードの多くはグラスファイバー製で、寿命が10年から20年しかないものもある。[ 58 ]以前は、これらの古いブレードをリサイクルする市場はなく、[ 59 ]一般的に埋め立て処分されていた。[ 60 ]ブレードは中空であるため、質量に比べて体積が大きい。2019年以降、一部の埋め立て業者は、埋め立て前にブレードを粉砕することを要求し始めている。[ 58 ]ブレードの寿命末期は複雑であり、[ 61 ] 2020年代に製造されたブレードは、完全にリサイクルできるように設計されている可能性が高い。[ 60 ]
風力タービンも騒音を発生させます。300メートル（980フィート）の距離では、 その騒音は約45dBで 、冷蔵庫よりわずかに大きい音です。1.5km （1 マイル）の距離では、聞こえなくなります。[ 62 ] [ 63 ]風力タービンのすぐ近くに住んでいる人の中には、健康への悪影響を報告した人もいますが、[ 64 ]査読済みの研究では、これらの主張は一般的に支持されていません。[ 65 ] [ 66 ] [ 67 ] 非浮体式風力発電所を建設するための杭打ちは水中では騒音を発しますが、[ 68 ]洋上風力発電は稼働中は船舶よりはるかに静かです。[ 69 ]生息地の喪失と分断は、陸上風力発電所が野生生物に及ぼす最大の潜在的影響ですが、[ 70 ]世界的な生態系への影響は最小限です。[ 71 ]希少種を含む数千羽の鳥やコウモリが風力タービンのブレードによって死亡しているが、[ 72 ]気候変動の影響を含めると、風力タービンによる鳥の死亡数は化石燃料発電所による死亡数よりもはるかに少ない。[ 73 ]風力タービンが鳥に与える影響は、適切な野生生物のモニタリングによって軽減できる。[ 74 ]
地熱エネルギーとは、地球内部の熱を利用して発電所で発電するエネルギーのことです。地熱源から得られる温水は、工業、農業、入浴、洗浄などに利用できます。地下の蒸気源が利用できる場所では、その蒸気を使って蒸気タービンを回します。地熱蒸気源は、地下水が枯渇するにつれて寿命が限られます。一方、地表水を岩盤層に通して温水や蒸気を生成する仕組みは、人間にとって現実的な時間スケールで見れば再生可能です。
地熱発電所は燃料を燃焼させませんが、地熱井から噴出する蒸気以外の物質による排出物が発生します。これには硫化水素や二酸化炭素が含まれる場合があります。地熱蒸気源の中には、発電に使用する前に蒸気から除去しなければならない不溶性鉱物を含むものがあり、この物質は適切に処分する必要があります。あらゆる（閉鎖サイクル）蒸気発電所は復水器用の冷却水を必要とします。冷却水を自然水源から転用し、河川や湖に戻した際に温度が上昇すると、地域の生態系に大きな影響を与える可能性があります。[ 75 ]
地下水の除去と岩盤の急速な冷却は、地震を引き起こす可能性があります。強化地熱システム（EGS）は、より多くの蒸気を生成するために地下の岩盤を破砕しますが、このようなプロジェクトは地震を引き起こす可能性があります。地熱回収によって誘発された好ましくない地震活動のために、特定の地熱プロジェクト（2006年にスイスのバーゼル近郊で行われたものなど）は中断または中止されました。[ 76 ]しかし、「水圧破砕によって誘発される地震活動に伴うリスクは、自然地震のリスクに比べて低く、慎重な管理と監視によって軽減できる」ため、「ホットロック地熱エネルギー資源のさらなる開発の妨げとはみなすべきではない」のです。[ 77 ]
太陽光発電は化石燃料による電力よりもクリーンであり、[ 78 ]物を燃やすよりも環境に優しい。[ 79 ] [ 80 ]太陽光発電は運転中に有害な排出物を発生させないが、パネルの製造で多少の汚染が発生する。製造時の二酸化炭素排出量は 1kg CO2/Wp 未満であり、 [ 81 ]製造業者がより多くのクリーンな電力とリサイクル材料を使用するにつれて、この排出量は減少すると予想されている。[ 82 ]太陽光発電は、2022 年時点で数年の炭素回収期間を要する製造による初期環境コストを伴うが、[ 82 ]残りの 30 年間の耐用年数の間はクリーンなエネルギーを提供する。[ 83 ]
太陽光発電所のライフサイクル温室効果ガス排出量は1キロワット時(kWh) あたり50グラム(g)未満ですが[ 84 ] [ 85 ] [ 86 ]、蓄電池を使用すると150g/kWhまで増加する可能性があります[ 87 ] 。対照的に、炭素回収・貯留のない複合サイクルガス火力発電所では約500g /kWh、石炭火力発電所では約1000g /kWhを排出します[ 88 ] 。ライフサイクル全体の排出量の大部分が建設によるものであるすべてのエネルギー源と同様に、太陽光発電機器の製造と輸送で低炭素電力に切り替えると、炭素排出量がさらに削減されます[ 86 ] 。
太陽光発電のライフサイクル表面電力密度は変動するが[ 89 ]、平均で約7 W/m2であり、原子力発電の約240 W/m2 、ガス発電の約480 W/m2と比較すると低い。[ 90 ]ただし、ガス抽出と処理に必要な土地を考慮すると、ガス発電の電力密度は太陽光発電と比べてそれほど高くないと推定されている。[ 78 ] 2021年の研究によると、2050年までに自国領土内の太陽光発電所から電力の25%から80%を得るには、パネルが欧州連合の0.5%から2.8%、インドの0.3%から1.4% 、日本と韓国の1.2%から5.2%の土地を覆う必要がある。[ 91 ]このような広大な土地を太陽光発電所に占有すると、住民の反対を招くだけでなく、森林破壊、植生除去、農地の転用につながる可能性がある。[ 92 ]しかし、韓国や日本などの一部の国では、PV [ 93 ] [ 94 ] または浮体式太陽光発電 [ 95 ] の下で農業用地を他の低炭素電源とともに利用しています。[ 96 ] [ 97 ]世界的な土地利用は、生態系への影響が最小限です。[ 98 ]農業景観における公益事業規模の太陽エネルギー開発の拡大は、太陽光発電アレイの間や間に草や草本を植えることによって、エネルギー生産と生物多様性の保全のための土地の二重利用の機会を提供します（「太陽光受粉媒介者生息地」）。[ 99 ]建物やその他の建築エリアに設置することで、土地利用をガス発電のレベルまで削減できます。[ 89 ]
太陽光パネルの製造には有害物質が使用されていますが、一般的には少量です。[ 100 ] 2022年現在、ペロブスカイトの環境への影響を推定することは困難ですが、鉛が問題になる可能性があるという懸念があります。 [ 78 ]
2021年の国際エネルギー機関の調査では、銅の需要は2040年までに倍増すると予測されている。同調査では、太陽光発電の大規模導入と必要な送電網のアップグレードによる需要に見合うよう、供給を急速に増やす必要があると警告している。[ 101 ] [ 102 ]テルルとインジウムもさらに必要になる可能性がある。[ 78 ]
リサイクルが役立つかもしれない。[ 78 ]太陽光パネルはより効率的なパネルに交換されることがあるため、中古のパネルは、例えばアフリカなどの発展途上国で再利用されることがある。[ 103 ]いくつかの国では、太陽光パネルのリサイクルに関する特定の規制がある。[ 104 ] [ 105 ] [ 106 ]他のエネルギー源と比較してメンテナンスコストはすでに低いが、[ 107 ]一部の学者は、太陽光発電システムはより修理しやすいように設計されるべきだと提唱している。[ 108 ] [ 109 ]
太陽光パネルは局所的な気温を上昇させる可能性がある。砂漠地帯に大規模に設置した場合、その影響は都市のヒートアイランド現象よりも強くなる可能性がある。[ 110 ]
太陽光発電のごく一部が集光型太陽光発電です。集光型太陽光発電は、ガス火力発電よりもはるかに多くの水を使用する可能性があります。このタイプの太陽光発電は強い日差しを必要とするため、砂漠に建設されることが多いため、これは問題となる可能性があります。[ 111 ]
ブレードは複合材でできており、リサイクルも販売もできない」とリノウェス氏は述べた。「埋立地はあっという間にブレードでいっぱいになるだろう。」
大規模な PV プラントが比較的コンパクトな石炭火力発電所やガス火力発電所よりも多くの土地を占有するという事実から生じる明らかな矛盾は、石炭採掘や石油・ガス採掘による土地占有への影響を計算に含めることによるものです。これらを含めると、土地占有への影響は化石燃料の方が大きくなります。