エネルギー
老朽化した太陽光発電所の改修に投資する意義
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太陽光エネルギーの利用が拡大する一方で、設備の老朽化も進んでいる。初期に建設された太陽光発電所や旧型の太陽光パネルは、一般に新しいものより発電効率が低い。その背景には、設備自体の経年劣化と、旧型モデルの設置後に進歩した太陽光発電・電化技術という、二つの要因が重なっている。
この問題への対処の一つが、リサイクルのあり方だ。銀、精製シリコン、銅、アルミニウム、ガラスなどの有用な素材を回収し、グリーンエネルギーが新たな汚染源になるのではなく、新たな資源となるようにする必要がある。
もう一つの課題は、旧世代の既存の太陽光発電設備、とりわけ設計上の標準耐用年数である25～30年を迎えつつある設備を、どのように扱うかだ。設備を解体する、発電能力が徐々に低下するままにする、あるいはインフラを維持しながら老朽化した部品を交換するなど、選択肢はさまざまだ。
University of New South Wales（オーストラリア）の研究者による新たな研究では、それぞれの選択肢がもたらす影響と経済性に加え、老朽化した太陽光発電所を実際に改修できるかどうかも検証している。
研究によると、古い太陽光発電所のリパワリングの効果は地域によって大きく異なり、費用対効果を明確に分析するには、入手可能なデータが必ずしも十分ではない。
研究者らはその成果をRenewable and Sustainable Energy Reviews1に発表した。論文のタイトルは「大規模太陽光発電システムの廃止措置とリパワリング：政策、経済性、技術、環境、社会的側面に関するレビュー」だ。
老朽化した太陽光発電所への対応
ますます差し迫る課題
再生可能エネルギーが世界のエネルギー構成に占める割合を高めるなか、太陽光発電は再生可能エネルギー分野で主流の技術になりつつある。その大きな理由は、太陽光発電は風力、水力、地熱発電に比べて設置場所の制約がはるかに少なく、大規模な導入が容易なことだ。また、太陽光発電の導入の大半は、大規模プロジェクトによって進められている。
「2025年までに、世界の太陽光発電（PV）の累積導入容量は3 TW近くに達し、大規模プロジェクトが新規導入容量の3分の2超を占めた。」
そのため、太陽光パネルのリサイクルをめぐる議論は有意義だが、問題の一部を見落としている。大規模な太陽光発電所を構成するのはPVモジュールだけではない。インバーター、架台、数キロメートルに及ぶケーブル、土木工事、系統接続設備、商業上の契約枠組み、さらに規制や契約上の義務が課される土地も含まれる。
そして、太陽光発電の急成長期の初期から事業を手がけてきた運営事業者の多くにとって、この問題は間もなく現実のものとなる。
「2010年から2015年ごろに欧州、北米、中国で運転を開始した大規模太陽光発電プロジェクトの第一陣は、運転開始から10年を超えた。多くの資産所有者にとって、寿命末期（EoL）の対応は依然として将来の課題だが、その時期はますます近づいている。」
太陽光発電所の寿命末期を分析する
この研究で研究者らは、二つの情報源からデータを収集した。一つは大規模太陽光発電所の廃止措置とリパワリングに関する学術文献のレビュー、もう一つは稼働中の発電所で実施された改修措置について記録された事例研究である。関連性に基づいて選んだ学術誌論文、学会議事録、業界・政府機関の報告書など85件を集め、その大半は近年発表されたものだった。
各事例について、所在地、介入の種類、設置年と介入年、容量、対象範囲、期間、実施理由、情報源の種類を記録した。最も多く調査対象となった国は米国で、次いで欧州諸国が続いた。
既存研究で最も多く分析されていたのは技術的な手法で、次いで経済評価、社会的な検討事項が続いた。環境への影響や政策・規制も、一部の研究で分析されていた。
寿命末期の選択肢
太陽光発電所が寿命を迎えたときには、次のような方法で対応できる。
- 廃止措置：すべての構成部品の撤去、廃棄物の処理、敷地の原状回復を含め、太陽光発電所を完全に解体すること。
- リパワリング：主要なシステム部品を交換し、定格容量を増やすこと。
- リバンピング：定格容量を大幅に変えることなく、システム部品を交換して性能を回復または向上させること。
- 改修：問題が限られている場合に、元の容量や性能を完全には回復させず、必要最小限の投資で対処すること。
なお、ほとんどの研究ではリパワリングとリバンピングがまとめて扱われており、容量が変わったかどうかに触れていない資料も多い。
改修・リパワリングの事例が記録されている国としては、米国が圧倒的に多く、次いでイタリアとなっている。
米国で行われたこうした対応の多くは、山火事、雹、サイクロンによる被害などの環境事象に関連していた。たとえば、プエルトリコにある出力24 MWのAES Ilumina太陽光発電所では、ハリケーンの被害を受けたモジュールを交換した。一方、テキサス州の出力4.4 MWのプロジェクトでは、雹によるアレイの損傷後に改修を行ったと報告されている。
規制の違い
廃止措置の方法は、地方および国の規制に大きく左右される。米国では通常、地方自治体と州の政策が組み合わさっている。
「32州では、州全体に適用される義務規定、州と地方自治体の制度を組み合わせた規定、または州全体で任意に適用される政策のいずれかとして、廃止措置に関する方針が定められていた。一方、18州とコロンビア特別区では、判断が地方自治体に委ねられている。ある州は、地方自治体が任意で採用できるモデルひな型を提供している。」
オーストラリアでは、太陽光発電事業者は開発許可の一環として、廃止措置と原状回復で予定している作業を明らかにしなければならない。これらは、法律で明示的に定められているのではなく、プロジェクトごとの同意条件を通じて規定される。
EUでは、太陽光発電の廃棄物は「電子廃棄物」とみなされる。EU市場に太陽光パネルを供給するすべてのメーカーには、使用済みモジュールの回収とリサイクルにかかる費用を負担することが求められている。
韓国では、太陽光発電設備のメーカーとモジュール販売会社が、リサイクルと廃棄物の回収に責任を負う。
中国では、集中型太陽光発電事業者が、廃止された設備の処分について法的責任を負う。また、埋め立てや投棄による処分は明確に禁じられている。
太陽光発電所の廃止措置
廃止措置の経済性
少なくとも米国を対象とした研究を見る限り、廃止措置の経済性に一概に当てはまる傾向はないようだ。出力50 MWの太陽光発電所では、廃止措置費用に1,300万ドルを超える差が生じることがある。費用は−88,000ドル/MW（設備の売却によって所有者が実質的に利益を得られる場合もある）から、重大な負担となる+177,000ドル/MWまで幅がある。
モジュール、架台、配線、基礎の撤去費用は、廃止措置費用全体の最大90%を占めることがある。一方、土地の原状回復要件によって総費用が大幅に増える可能性もある。遠隔地では、輸送距離が長く、熟練作業員を確保しにくいことから、費用がさらに増える場合もある。
「たとえばIvanpah施設では、厳しい環境保護要件のため、生態系のモニタリングを10年間実施するのに900万米ドルを超える費用がかかった。」
こうした使用済み設備の費用を均等化発電原価（LCOE）に含めると、LCOE全体が最大2%上昇する可能性がある。
環境への影響
全体として、太陽光発電所の廃止措置は、粉じん、騒音、浸食、植生の喪失、土壌の締め固め、野生生物への影響、燃料や破損モジュールによる汚染など、短期的な環境攪乱を引き起こす可能性がある。ただし、適切な影響緩和策と原状回復方法を用いれば、こうした影響は抑えられる。
「粉じんの飛散防止、基礎の埋め戻し、表土の回収と再利用、適切な種を用いた植生の再生、植生回復状況のモニタリング、繁殖期を避けた工事の実施、生息地の回復プログラムの導入」
ほかの研究によると、太陽光発電所を建設しても、廃止措置後に土地を農地へ戻すことは可能である。また、責任ある土地管理を行えば、太陽光発電設備は長期的に生態系へ正味の利益をもたらし得る。
いずれにしても、リサイクルが最善の選択肢である。結晶シリコンモジュールとCdTe（テルル化カドミウム）モジュールを対象とした複数の分析では、回収した材料が環境負荷を相殺するため、リサイクルによる正味の環境影響は埋め立て処分より一貫して小さい。これに対し、埋め立てでは材料を回収できず、土地を占有するうえ、人や陸上生態系に対する毒性影響を引き起こす可能性がある。
最後に、太陽光発電所の炭素排出量は、設備の交換によっても変化し得る。たとえば、ある研究では、設備を交換しない場合に約1年だった炭素回収期間が、2回交換した場合には2.4年に延びることが示された。最終的な影響は、新しいモジュールがどの電力を代替するかにも左右され、石炭火力発電所の電力を代替する場合は特に有益である。
リパワリングという選択肢
古い太陽光発電所をリパワリングする理由
廃止措置を行う選択肢がある一方で、老朽化した太陽光発電所では、既存施設を改修することもできる。これにより、既設の送電網接続設備、整備済みのアクセス道路、コンクリート基礎、既存の太陽光パネル用架台などを再利用できる。
当然ながら、リパワリングは発電量の大幅な低下に直面している事業で実施する場合に、最も効果が大きい。たとえば、イタリアの事例研究では、設備の劣化や追尾装置の不具合によって発電量が50％を超えて低下したことを受けて改修が行われ、年間発電量は136％増加し、投資回収期間は8年となった。
しかし、多くの研究は、撤去、輸送、リサイクル、リパワリングの承認にかかる費用を考慮していないため、リパワリングの経済性を現実的に見積もれていない。
法的要因
技術面以外の重要な要因の一つは、リパワリングを行った太陽光発電プロジェクトを、税額控除の適用上、新たに供用を開始したものとして扱えるかどうかだ。米国では内国歳入庁（IRS）の80/20テストが適用され、継続使用する設備の市場価値が、リパワリング後の施設全体の価値の20％を超えてはならない。つまり、施設の価値の少なくとも80％を新しい設備が占める必要がある。
リパワリングに関する意思決定に影響する可能性があるもう一つの法的要素は、土地所有者との契約条項にリパワリングに特化した規定が含まれているかどうかだ。そうした規定があるケースはまれである。
EUでは、許認可手続きの迅速化を通じてリパワリングが促進されている。再生可能エネルギー発電所のリパワリングに関する許可手続きの期間は、限られた延長を認める条件で最長6カ月に制限されている。対象地域外では最長12カ月である。
リパワリングを成功させるには？
設備部品の観点では、リパワリングを成功させるうえで重要なのは、主要部品の種類ごとに、統合上の課題や規制上の制約に対処することだ。
リパワリングで最も頻繁に交換される部品は、モジュール（「ソーラーパネル」）とインバーターで、次いで追尾システムやケーブルが挙げられる。ただし、既存システムへの統合には互換性の問題が伴う。
一方、腐食速度、土壌の状態、構造上の余裕度は、架台や杭基礎の耐久性に影響し、補修が必要かどうかを左右する。
リパワリングによって発電容量が増加する場合、系統連系契約の更新または再交渉が必要になることがある。その費用は高額になりかねない。
リパワリングによって太陽光発電所の寿命が延びる可能性が高いため、改修後の施設の稼働期間が電力購入契約（PPA）や土地賃貸借契約の期間を超えることがある。その場合、両方の契約を再交渉する必要があり、事業の経済性に影響する可能性がある。
投資家への示唆
この研究は、老朽化した発電所でも、リパワリングによって資産として再生し、さらに数年、あるいは数十年にわたって発電できる場合があることを明らかにしている。
しかし、リパワリングは必ずしも簡単に進められるわけではない。税制上の規則、期限が迫る賃貸借契約、既存設備との互換性がさまざまな問題を引き起こし、リパワリング事業を妨げたり、複雑すぎる、あるいは費用がかかりすぎるものにしたりすることがある。新たな許認可の取得や既存の許認可の更新も課題となりうる。特に、リパワリングに関する法的枠組みが整っていない地域ではその傾向が強い。
研究の著者らは、今後のリパワリング事業に役立つ対策として、次の項目を提案している。
- 廃止措置に関する、国として一体的な法的枠組みを整備する。
- リパワリング事業に特化した承認手続きを設ける。
- 廃止後の選択肢について、ライフサイクル評価をさらに標準化する。
- 個別の事業に導入するためのデジタル予測ツールを整備する。
したがって、リパワリングによって事業の収益性や環境面の評価が確実に向上する可能性はあるものの、必ずそうなると決めつけるべきではない。
投資家には、費用、規制上の制約、税金や賃貸借契約などの法的な障壁を明確に把握し、旧設備と新設備の互換性に関する技術的な問題も想定しておく必要がある。
プロジェクトで当初の発電容量を超える出力を目指す場合は、技術的な対応能力に加え、系統接続に関する電力購入契約も考慮する必要がある。
太陽光エネルギーへの投資
First Solar
FSLR 価格チャート
老朽化した太陽光発電所は、撤去に費用がかかるか、リパワリングが複雑になるため、長寿命の最新型太陽電池の開発に注力することが、長期的な競争優位につながる可能性がある。
現在、世界の太陽光パネルの大半は中国で生産されている。同国には、ポリシリコンの製造から太陽電池の生産までを担う広範な産業基盤があるためだ。
しかし、シリコン系太陽電池以外の技術も存在する。西側の太陽光産業で数少ない生き残り企業の一つであるFirst Solar (FSLR )は、テルル化カドミウム太陽電池を用いてこの分野をリードしている。この電池は、製造がより容易で（薄膜技術）、シリコン系電池より変換効率も高い一方、原材料費はより高い。
このタイプのセルは耐久性にも優れているため、太陽電池の耐用期間中のコストや減価償却費を算出する際、住宅所有者と電力会社の双方にとって前提が変わる可能性があります。太陽電池の発電効率向上が急速に進み、コストも低下してきたものの、ここ数年はそのペースが鈍化していることを踏まえると、特に重要な点です。
出典：First Solar
テルル化カドミウム太陽電池の生産は、大部分が自動化された製造工程であるため、人件費の違いによる影響を比較的受けにくいといえます。そのため、西側諸国での生産は、特に現地で販売する場合、はるかに競争力を高められる可能性があります。また、輸送費を考慮する必要もなくなります。
複数の工場に分かれ、各事業者がポリシリコンの精製など一つの工程に特化し、太陽電池の製造に何日もかかる方式とは異なり、First Solarは原材料から完成品までを4時間未満で生産できます。また、太陽電池の製造工程をすべて垂直統合しています。
長期的には、First Solarは古いセルからテルル化カドミウムを完全にリサイクルし、太陽電池全体の90％をリサイクルできるようになると見込んでいます。リサイクル後に残るモジュールくずの5～10％は、主にガラスの微粒子で構成されており、集じんシステムと高効率微粒子空気（HEPA）ろ過システムによって回収されます。
これにより、材料コストを削減し、資源採掘に伴う環境コストをなくし、汚染のリスクも取り除ける可能性があります。
「モジュールを販売するたびに、耐用年数が終わったモジュールを回収してリサイクルするサービスも提供していました。これは、欧州で規制が導入されるおよそ8年前のことです。現在は、太陽光発電（PV）も対象に含む電子廃棄物指令があります。」
Andreas Wade – First Solar Future Techsのグローバル・サステナビリティ担当ディレクター
テルル化カドミウムに加え、First Solarはペロブスカイトや、テルル化カドミウムとペロブスカイトを組み合わせたハイブリッドセルなど、さらに進んだ太陽電池技術も研究しています。これらは、より高い変換効率と、さらなる耐久性を実現できる可能性があります。
総じて、First Solarは、中国のように地政学的な影響を受けやすい生産者ではなく、西側諸国の生産者に注目しながら太陽光エネルギーの成長に投資したい投資家にとって、有望な銘柄です。
First Solarについて詳しくは、同社に特化した投資レポートをご覧ください。また、太陽エネルギーについては、レポート「太陽の時代――人類に明るい未来を」をご覧ください。
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参考文献
1．Verity Tan、Rong Deng、Renate Egan。「大規模太陽光発電システムの廃止措置とリパワリング：政策、経済、技術、環境、社会的側面に関するレビュー」。Renewable and Sustainable Energy Reviews。2027年1月。論文番号：117609。第245巻、第A部。10.1016/j.rser.2026.117609
