カリフォルニアの再生可能エネルギー

カリフォルニア州は、テキサス州を除く米国のどの州よりも多くの再生可能エネルギーを生産しています。 ^[1] 2018年、カリフォルニア州は太陽光、地熱、バイオマス資源からの電力生産量で全米第1位、従来型水力発電では全米第4位でした。^[2] 2017年時点で、生産された電力の半分以上（52.7%）は再生可能エネルギー源によるものでした。^[3]

2006年、カリフォルニア州議会は2006年地球温暖化解決法を可決し、2020年までにカリフォルニア州の電力消費量の33%を再生可能エネルギーで賄うという目標を設定した。^[4]

2015年、SB350は電力会社に対し、2030年までに電力の50%を再生可能エネルギーから購入することを義務付けた。^[5]

その後、2018年に上院法案100が可決され、電力会社に対する再生可能エネルギーの要件が2026年までに50％、2030年までに60％、2045年までに100％に引き上げられました。^[6]

2022年3月、CPUCは2032年までに18.8GWの太陽光発電、6.7GWの風力発電、14.7GWのバッテリーを18セント/kWhで追加し、再生可能エネルギーの割合を73%にする計画を承認した。^[7]

カリフォルニア州の総エネルギー消費量は国内で2番目に多いが、同州の一人当たりのエネルギー消費量は4番目に低く、これは気候が穏やかでエネルギー効率化プログラムを実施していることが一因である。^{[2]カリフォルニア州の}再生可能エネルギー の割合は、おそらく同州の人口が特に多いことでさらに注目される。再生可能エネルギーの割合が同程度かそれ以上の州は、一般的に人口が少ない。2009年、カリフォルニア州のエネルギー生産量は国内の再生可能エネルギー総生産量の8.43%で、ワシントン州に次いで国内で2番目に高かった。^{[8] [9]} 2017年までにカリフォルニア州は国内の再生可能エネルギー生産量の10.05%で最高となった。^[1]

水力発電は、流水のエネルギーから作り出される電力です。この水は通常、ダムによって貯蔵され、制御されます。^{[10] [11]}その生産性は、年間の降雨量に応じて変化します。^[12] 2018年、カリフォルニア州は従来の水力発電で米国第2位にランクされましたが、^[2]これは干ばつによって大きく変動します。たとえば、2017年には電力の21％を水力発電源から得ました。これは、電力の14％しか水力発電で生産されなかった前年よりも高い値です。 2012年の干ばつにより、水力発電の発電量は減少しました。このため、2014年にカリフォルニア州エネルギー委員会は、干ばつがどのように始まったのか状況を追跡し始めました。電力会社は、降水量の減少と水力発電の不足に対応するため、短期的な市場購入を行い、他の再生可能電源に頼りました。干ばつからの回復は2016年後半に始まり、降水量の増加により水力発電が通常の状態に戻ったことによるところが大きい。^[13]

カリフォルニア州サンバーナーディーノは、1887年に西部地域で初めて水力発電所を開設した州となった。^[14] サンバーナーディーノはまた、1892年にカリフォルニア州サンアントニオクリークに建設された単相120キロワット（kW）発電所から42マイルの送電線延長により、10,000ボルトの電圧上昇も受けた。カリフォルニアでこれが起こっているのと同じ年、エジソン・ゼネラル・エレクトリックとトーマス・ヒューストンが合併してゼネラル・エレクトリックが設立された。スタンダード・コンソリデーテッド・マイニングが所有する鉱石工場は、カリフォルニア州ボディを起点とする12.5マイルの2,500ボルトAC送電線から電力の供給を受け始めた。^[15]

最初の三相水力発電システムは1891年にドイツで建設され、米国では1893年にカリフォルニア州ミルクリークで最初の三相システムが導入されました。このシステムでは、8マイルに及ぶ送電線接続が特徴で、2,400ボルトの電力が供給されました。カリフォルニア州フォルサムでも1893年に同じタイプのシステムが導入されましたが、11,000ボルトの交流発電機が設置され、送電線は州都サクラメントまで延びていました。^[15]

1899年にサクラメント電力会社がコルゲート水力発電所を買収し、同社は62マイルに及ぶ送電線の延長を所有することになった。^[15]

1901年、ベイ・カウンティーズ・パワー・カンパニーは、コルゲート水力発電所からカリフォルニア州オークランドまで142マイルの送電線を建設しました。^[15]

1902年の開拓法では、水力発電施設の設置と投入の権限が、後に開拓局となる組織に与えられた。^[15]

1920年、連邦電力法により連邦電力委員会が設立され、企業に水力発電施設の建設許可を与える権限が与えられた。2年後の1922年、ピーク時の電力容量を満たす最初の水力発電所が建設された。^[15]

1944年、シャスタダムはカリフォルニア州で初めて電力生産を開始しました。^[15]

1960年代後半から1970年代にかけて、連邦政府による保護政策の時代が到来した。最初は1968年の野生および景観河川法で、河川上または河川付近に水力発電施設を建設する試みを禁止した。その翌年の1969年には国家環境政策法が制定され、多くの連邦機関に環境保護の理念を押し付けた。その後、 1974年に魚類野生生物調整法が制定され、連邦政府の活動から魚類や野生生物の種が保護された。4年後の1978年には公益事業規制政策法が制定され、公益事業会社は水力発電プロジェクトに連邦政府の認可を必要としなくなった。^[15]

2008年までに、アメリカ合衆国は水力発電による電力生産で6％の電力を賄うようになった。^[15]

太陽光発電は、太陽から発せられる光を集めて発電する電力である。^{[16] [17]} 2018年、カリフォルニア州は太陽光発電で米国第1位となった。^{[2]過去8年間で、}太陽光パネルと太陽光発電の価格は大幅に下がった。2010年にはカリフォルニア州の電力のうち太陽光発電が占める割合はわずか約0.5％であったが、2016年には約10％に上昇した。米国エネルギー情報局によると、カリフォルニア州が太陽光発電を重視していることもあって、太陽光発電のコストは1キロワット時あたり約5～6セントである。この価格は、天然ガス発電所で発電するコストと同等であり、原子力発電所の半分のコストである。^[18] 2018年12月5日、カリフォルニア州建築基準委員会は満場一致で州の建築基準にエネルギー基準を追加することを可決し、カリフォルニア州は正式に2020年以降に建設される新築住宅に太陽光発電を義務付ける米国初の州となった。^[19]

近年、カリフォルニア州の太陽光発電は大幅に増加している。太陽光発電所が送電網や州が使用できる電力量を超えて電力を生産するという問題があった。2017年3月、カリフォルニア州は余剰の太陽光発電を大量に生産したため、アリゾナ州に電気を引き取る費用を支払い、アリゾナ州は電気代を大幅に節約した。^[18]

シリコン太陽電池による太陽光からの発電は、1954年にベル研究所のDMチャピン、CSフラー、GLピアソンによって発明された。1978年、米国議会はエネルギー税法を可決した。これは、 1970年代に米国でエネルギー危機を引き起こしたアラブ石油禁輸に対抗するためだった。1977年4月20日以降1986年1月1日以前に住宅に太陽光発電装置を設置した家庭には40%の税額控除が与えられた。この政策はレーガン政権によって撤回されたが、カリフォルニアでは大規模な太陽光発電システムとタービンの増加につながった。^[20]

世界最大の太陽電池製造施設は、 1979年にカリフォルニア州カマリロにARCOによって建設されました。4年間で、ARCOはカリフォルニア州カリッサ平原に6メガワットの太陽電池を生産できる施設を建設しました。その後、2メガワットに拡張され、1984年にサクラメント市公益事業地区に1.0メガワットの太陽光発電所が建設されました。2年後の1986年には、カリフォルニア州モハベ砂漠に最大の太陽熱発電施設が建設されました。現在、この同じ施設は300メガワットの太陽熱エネルギーを生産しています。^[20]

パシフィック・ガス・アンド・エレクトリック社（PG&E）は、カリフォルニア州カーマンに500キロワットのグリッドサポート型太陽光発電システムを構築した。1993年当時、これはこの種の「分散型電力」PV設備としては初のものであった。1996年、ソーラー2は、エネルギーを効率的に貯蔵することで夜間でも電力を生成できることを示した。これが、米国エネルギー省と業界コンソーシアムがソーラー1からソーラー2にアップグレードした理由である。^[20]

また、1996年には、州議会とピート・ウィルソン知事が議会法案1890を施行した。この法案は、カリフォルニア州エネルギー委員会の再生可能エネルギープログラムの指示のもと、グリッドベースの太陽光発電システムを増やすインセンティブを高めると同時に、州の投資家所有の電力会社を弱体化させた。議会法案1890の条項を支持する上院法案90は、エネルギー委員会の資源を再生可能エネルギーに集中させた。上院法案90の目的は、「新興」再生可能エネルギー技術の自立的市場を活性化することだった。^[20]

太陽光発電の技術は、発電方法によって異なります。太陽光発電（PV）、集光型太陽光発電（CSP）、太陽熱冷暖房（SHC）システムは、発電に使用される3つの異なる太陽技術です。^{[21] [22]}

太陽電池は太陽光を直接電力に変換します。太陽電池パネルに見られるように、太陽光発電は太陽光発電に関する技術としてはより馴染みのある方法です。住宅の屋根、学校の隣の畑、店舗の裏などで見ることができます。集光型太陽光発電（CSP）は、間接的に電力を生成する太陽光ミラーの巨大な領域を特徴としています。これらは、発電所のような大規模な施設やキャンパスでより多く使用されています。^[21]太陽熱暖房および冷房技術は、太陽から熱を取り、給湯、暖房などを提供します。^[22]

太陽エネルギーは、前述のように、太陽光発電（PV）、集光型太陽光発電（CSP）、太陽熱冷暖房（SHC）の3つの異なる方法で生産されます。^[22]

太陽電池の場合、電気は太陽光の吸収によって生成されます。太陽光は半導体によって電気に変換されます。光子は半導体を通過した後、電子を失います。^[23]

集光型太陽光発電（CSP）は、太陽からエネルギーを取り出す巨大な太陽光反射鏡によってタービンを駆動する。^[24]

太陽熱暖房・冷房（SHC）システムは、他の基本的な設備と同様に住宅に設置できます。太陽熱温水器は、太陽熱エネルギーで温められた温水を太陽熱集熱器で貯水タンクに蓄えます。この温水または冷水は、住宅のあらゆる用途に使用できます。^[25]

地熱発電は、地球の中心核に何百万年もかけて蓄えられた熱エネルギーを集めることによって発電される電力である。^{[26] [27]} 2017年、カリフォルニア州は米国の地熱発電で第1位となった。 ^{[2]カリフォルニア州は}環太平洋火山帯に位置しており、プレートの結合により、カリフォルニア州は国内で最大の地熱発電の可能性を秘めている。カリフォルニア州の地熱発電所のほとんどは、サンフランシスコの少し北、レイクフォルサム郡とソノマ郡にある。これは、乾燥蒸気から電力を生成する間欠泉地熱資源地域によるものである。この地域は1960年代半ばから電力を生産しており、この場所で乾燥蒸気が存在するのは世界でも2か所のうちの1か所だけである。^[28]

カリフォルニア州には43の地熱発電所が稼働しており、2017年には11,745ギガワット時の電力を生産した。この州内発電と輸入された地熱エネルギー700ギガワット時を合わせると、地熱エネルギーは2017年の州全体の電力使用量の5.69%を占めた。^[28]

1847年、カリフォルニア州サンフランシスコの北に、「ガイザーズ」と呼ばれる地域を含む渓谷が出現した。この地域はウィリアム・ベル・エリオットによって発見された。ジョン・C・フレモントの調査隊の一員であった彼は、地獄の門を発見したと信じていた。^{[29] [30]}

1927年、カリフォルニア州インペリアルバレーに最初の探査井が掘られました。パイオニア開発会社が掘削しました。^{[29] [30]} 33年後の1927年、パシフィックガスアンドエレクトリック社がアメリカ初の大規模地熱発電所の操業を開始しました。純発電量は11メガワット(MW)で、30年間稼働しました。

1970年には地熱資源協議会と地熱流法が制定された。地熱資源協議会は世界中の地熱資源開発を刺激した。地熱流法は米国で、内務長官が連邦公有地を地熱探査に貸し出す権限を持つことを定めた。1970年代後半には地熱関連組織が台頭した。その1つが1977年に設立された米国エネルギー省（DOE）である。 ^{[29] [30]}カリフォルニア州インペリアルバレーでは1979年に水力発電による地熱資源の開発が初めて行われた。^[30]

1980年、カリフォルニア州ブローリーに10メガワット（MW）を生産する初の地熱フラッシュ発電所が誕生しました。これは、カリフォルニアのユニオン石油会社（UNOCAL）によって開発されました。 ^{[29] [30]} 2005年、エネルギー政策法により、エネルギー生産に対する税制優遇措置が与えられ、アメリカの政策が進化しました。これにより、地熱エネルギーと化石燃料のより競争力のある環境が生まれました。^{[29] [30]}

バイオマス発電は、植物や動物に蓄えられたエネルギーを抽出することによって生成される電力です。^{[31] [32]}バイオマスは、森林地帯から採取された固体で無害なセルロース材料です。カリフォルニア州は、2017年にバイオマス発電で米国第1位になりました。 ^[2]カリフォルニア州のバイオマスベースの電力は、2017年に5,767ギガワット時の電力を生産し、州全体のエネルギー使用量の約2.8％を占めました。カリフォルニア州には93のバイオマスベースの発電所が稼働しています。^[33]

カリフォルニア州のバイオマス発電は、主に廃棄物発電をベースとした発電所から供給されています。カリフォルニア州のバイオマス発電には、バイオマス、消化ガス（嫌気性消化）、埋立地ガス、都市固形廃棄物の4つの種類があります。これら4つのカテゴリに加えて、州内には森林残渣をチップ化して燃料として発電に利用するバイオマス発電所が1つあります。^[33]

カリフォルニア州は、2017年にテキサス州、オクラホマ州、アイオワ州に次いで米国で風力発電量第4位となった。^[34]カリフォルニア州の風力発電は2016年に約13,500ギガワット時の電力を生産し、これは州の電力使用量の約6.81％に相当する。この数字には、個人用タービンを使用して発電する家庭や農場は含まれていない。^[35]

太陽エネルギーと同様に、1978年のエネルギー税法（ETA）による税制優遇措置により、カリフォルニア州では風力発電システムが増加しました。^[20]

1978年、風力開発業者はカリフォルニア州アルタモントパスとテハチャピの両市で大規模な風力発電プロジェクトを開始した。3年後の1981年、カリフォルニア州公益事業委員会の動きや改革により風力発電が急増したため、電力会社は代替エネルギーの長期保有を義務付けられた。しかし、1985年までに石油価格の下落により風力発電の需要は若干減少した。そのため、インセンティブが若干低下したため、カリフォルニア州の電力会社は風力発電に関わる契約を中止した。^{[36]それでも、}カリフォルニア州での風力発電の生産は止まらなかった。実際、同年（1985年）には、企業が設置するタービンの種類を優先できるほど生産性は高かった。56～100kWの機械が米国で最も好まれる風力タービンとなった。 1986年までに、それらのタービンのほとんど、あるいはすべてがカリフォルニア州に設置され、アルタモントパスには6,200基のタービンが設置され、カリフォルニア州の風力発電所の総容量は1,200メガワット（MW）に達しました。^[36]

2005年のエネルギー政策法は、他の種類の再生可能エネルギー源と同様に、米国が風力で発電できる電力の容量を増加させました。2015年までに、カリフォルニア州は再生可能エネルギーに関して先頭に立っており、50％の再生可能エネルギーポートフォリオ基準（RPS）で風力エネルギーの使用を拡大する機会をさらに確立し始めました。^[36]

2つの非営利環境団体による2019年の報告書では、カリフォルニア州の「クリーンエネルギー関連の仕事」は化石燃料関連の仕事の5倍であると述べられているが、スタンフォード大学プレコートエネルギー効率センターのジム・スウィーニー教授は、「クリーンエネルギー関連の仕事」と分類されている仕事の3分の2はエネルギー効率に関する仕事であり、新しい仕事ではなく、炉設置者（より効率的な炉を使用）などの古い仕事の名称変更であると述べた。 ^[37]彼は、より公平な比較では、クリーンエネルギー関連の仕事と化石燃料関連の仕事の数は同数になるだろうと述べた。^[37]

カリフォルニア州では、クリーンエネルギー経済が米国内のクリーンエネルギー関連雇用の16％を占めており、これには再生可能エネルギー関連職の雇用率26.5％が含まれる。^{[38]カリフォルニア州は}COVID-19パンデミック（2019-2020年）中に最も多くの人を雇用しており、合計485,000人の新規従業員を雇用しており、これはカリフォルニア州の労働力の3％に相当します。^[39]カリフォルニア州で再生可能エネルギー関連職に雇用された従業員には、太陽エネルギーで124,817人、風力エネルギーで2,520人が含まれています。^[40]カリフォルニア州民に提供されるエネルギー効率関連雇用は、クリーン車両の製造（40,000人）、クリーンストレージ（17,000人）、電力網改修（6,000人）、その他すべての間接クリーンエネルギー部門（500,000人）に分類されます。^[40]