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。

EROIのグラフ

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][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。
	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]～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）

→「エネルギーペイバックタイム § 投入エネルギーの考慮範囲」も参照

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]。

→「エネルギーペイバックタイム § 投入エネルギーの算出方法」も参照

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]

1. 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
2. EPT/EPRの定義（産業技術総合研究所）
3. 再生可能エネルギー源の性能（産業技術総合研究所）
4. 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）
5. 再生可能エネルギー源の性能（産業技術総合研究所）
6. 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
7. 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
8. 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
9. 太陽光発電のEPT/EPRについて（産業技術総合研究所）

関連項目

• ライフサイクルアセスメント
• エネルギーペイバックタイム
• 再生可能エネルギー
• エネルギー効率
• バイオマス発電
• カーボンニュートラル