2017年の再生可能エネルギー発電コスト

出典;”Renewable Power Generation Costs in 2017″
http://www.irena.org/publications/2018/Jan/Renewable-power-generation-costs-in-2017
January 2018 IRENA – International Renewable Energy Agency

   主たる答申

太陽光や風力技術へのコスト低下が何年も恒常的に行われた結果、再生可能エネルギー力は新規発電ニーズを満たすべくますます競争力を増している。
・2017年に委託されたプロジェクトについては、再生可能発電コストは低下し続けている。

バイオエネルギー発電、水力発電、地熱発電、陸上風力発電について2017年に委託されたプロジェクトは、化石系発電コストの範囲内にほぼ収まった。*1
いくつかのプロジェクトは化石燃料発電コストを下回っていることが、国際再生可能エネルギー機関(IRENA)によって収集されたデータが示している。

・世界の加重平均電力コストは、2017年の新しい水力発電プロジェクトではキロワット時(kWh)当たり0.05ドルであった。陸上風力では0.06ドル/kWh、バイオエネルギーおよび地熱プロジェクトでは0.07ドル/kWhであった。

・2010年以降、実用規模の太陽光発電(PV)プロジェクトによる電力コストの低下は目覚ましいものであった。実用規模太陽光発電の世界均等化電力コスト(LCOE)は、2017年に委託された新規プロジェクトの場合、2010年以降73%減の0.10ドル/kWhとなっている。

・3つの主要なコスト削減要因がますます重要になっている:
1.技術的進歩;
2.競争的調達;
3.経験豊富で国際的に活躍するプロジェクト開発者の大きな基盤

連続的な技術革新は、再生可能な発電市場では定常的に行われている。
しかし、今日の設備コストが低いため、製造効率の向上、設置コストの削減、発電設備の性能向上などの革新がますます重要になる。

これらの傾向は、発電部門を横断して低コストの再生可能エネルギーへの幅広いシフトの一部である。 競争の激しい調達がコストを削減するため、幅広いプロジェクト開発者が成長のためと自己を位置付けている。

最近の再生可能エネルギーオークションの結果は、コスト削減が2020年以降も継続することが確認されている。 オークションは、将来の電力コスト動向に関する貴重な価格シグナルを提供する。

・2016年と2017年のドバイ、メキシコ、ペルー、チリ、アブダビ、サウジアラビアの太陽光発電の記録的な低価格オークション価格が、2018年以降のLCOEを正常な条件下において0.03ドル/kWhに削減できることを決定付けた。
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*1.2017年のG20諸国の化石燃料発電コストの範囲は、0.05〜0.17ドル/kWhと推定されている。
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陸上風力発電は、新発電能力を有する最も競争力ある電源の1つである。ブラジル、カナダ、ドイツ、インド、メキシコ、モロッコの最近のオークションでは、0.03ドル/kWhという低い陸上風力発電LCOEが得られた。

再生可能エネルギーの最低オークション価格は、ほぼ一定の主要競争力要因を反映している。これらには次のものが含まれる:有利な規制および制度的枠組み;低所得国と国のリスク;強力な地元の土木工学の基盤;有利な課税制度;低いプロジェクト開発コスト;優れたリソース。

間もなく再生可能エネルギーの電力は、ほとんどの化石燃料よりも一貫して安価になるであろう。2020年までに、現在商用化されているすべての再生可能な発電技術価格は、ほとんどが化石燃料の最低価格帯または低価格帯以下の範囲内に収まることが予想される。

2020年までの太陽光発電と風力発電のコスト見通しは、世界中に展開できるこれらのモジュラー技術ではまだ見られない最低コストを示している。最新のオークションとプロジェクトレベルのコストデータに基づいて、地球規模の平均コストは、陸上風力発電の場合約0.05ドル/kWh、太陽光発電の場合は0.06ドル/kWhにまで低下する可能性がある。

・オークションの結果から、集光型太陽発電(CSP)と洋上風力発電は、2020年までに0.06ドルから0.10ドル/kWhの間の電力を供給することを示唆している。

低下する再生可能電力コストは、さまざまな発電オプションの競争力における実際のパラダイムシフトを示している。これには、再生可能エネルギー全体からの安価な電力と、現在最良の太陽光発電と陸上風力発電プロジェクトから得られている非常に低いコストが含まれる。

最近および予想される急激なコスト削減は、様々な太陽光および風力オプションの顕著なデフレ率を表している。2010-2020年度の学習率*2は、プロジェクトとオークションのデータに基づいて、洋上風力14%、陸上風力21%、CSP 30%、太陽光発電35%と推定されている。

・設置された総コストの削減は、太陽光および風力発電技術のLCOEの低下をさまざまな程度まで推進している。これは、太陽光発電、CSP、陸上風力発電で最も顕著であった。
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*2 学習率:累積設置容量が倍増するたびに発生するコスト削減率。
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     要約

 2017年に委託された新規プロジェクトについては、再生可能発電による電力コストは引き続き低下している。何年もの恒常的なコスト削減を経て、再生可能電力技術は新発電需要を満たす益々競争力ある方法となっている。

 2017年には、再生可能な発電技術の導入が加速するにつれて、競争力の絶え間ない向上が見られた。2017年に委託された電力用バイオエネルギー、水力、地熱および陸上風力発電プロジェクトは、化石燃料発電コスト(図1)の範囲内に十分あると、国際再生可能エネルギー機関(IRENA)によって収集されたデータで示されている。実際、これらの技術の電力コスト(LCOE)*1は、化石燃料オプションのLCOE範囲の下限に位置していた。*2

 2017年に建設された新しい水力発電所のLCOEはキロワット時(kWh)あたり約0.05ドルであったが、陸上風力発電所については約0.06ドル/kWhであった。新しいバイオエネルギーおよび地熱プロジェクトでは、世界全体のLCOEは約0.07ドル/kWhであった。

 2010年以降、実用規模の太陽光発電(PV)プロジェクトによる電力コストの低下は目覚ましいものであった。2009年末から太陽光発電モジュール価格の81%下落と、周辺装置システム(BoS)コストの削減と並行して、実用規模太陽光発電の世界LCOEは、2010年から2017年にかけて73%低下して 0.10ドル/kWhとなった。ますますこの技術は、従来の電源に対し一歩一歩先を行くように競争している。しかも財政的支援受けずに。

 洋上風力発電と集光型太陽発電(CSP)は、導入の面でまだ初期段階にあるが、コストは2010年から2017年の間に低下した。2017年に発注された洋上風力プロジェクトの世界LCOEは0.14ドル/kWhであり、CSPでは0.22ドル/kWh
であった。しかし、CSPおよび洋上風力発電プロジェクトについては2016年および2017年のオークション結果から、2020年以降に委託されるものについては、0.06ドルから0.10ドル/kWhの間のコストで段階的に低下することが示されている。
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*1. 所与技術のLCOEは、生涯発電に対する生涯費用の比率であり、両方とも平均資本コストを反映する割引率を用いて共通年に割り引かれる。このレポートでは、すべてのLCOEの結果は、明示的に言及されていない限り、OECD諸国および中国で実際の資本コスト7.5%、その他の世界では10%という固定仮定を用いて計算されている。
*2. 2017年の化石燃料燃焼電力コストの範囲は、燃料と国によって、0.05ドル/kWhの低価格から0.17ドル/kWhと推定された。

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図1. 2010-2017年における実用規模の再生可能発電技術からの電力の世界的な平準化コスト

出典: IRENA Renewable Cost Database.
注: 円の直径はプロジェクト規模を表し、中心はY軸上の各プロジェクトのコストの値。太い線は、毎年委託されたプラントの全体的なLCOE値。実質加重平均資本コストは、OECD諸国と中国では7.5%、その他の国では10%。バンドは化石燃料発電コストの範囲を表している。

 3つの主要なコスト削減要因がますます重要になっている:
 1.技術的進歩;
 2.競争的調達;
 3.経験豊富で国際的に活躍するプロジェクト開発者の大きな基盤

 歴史的に太陽光発電技術と風力発電技術を競争力のあるものにした、(セクターの産業化と規模の経済に加えて)性能向上と導入コスト削減には、技術の向上が不可欠であった。再生可能エネルギー市場のグローバル化に伴う競争力のある調達は、最近別の重要な要因として浮上している。これに伴い、経験豊富な中規模から大規模のプロジェクト開発者の拠点が立ち上がり、世界中の新しい市場を積極的に探している。これらの要素が合流することで、再生可能エネルギーのコスト削減がますます促進されており、2018年以降にはその規模が拡大するのみとなっている。

 継続的な技術革新が、再生可能な発電市場では絶えず行われる。実際、今日の低設備費の時代には、性能の向上や設置コストの削減という点で、製造効率を向上させる技術革新と発電設備の重要性がますます高まっている。掃引面積が大きい風力タービンほど、同じ資源からより多くの電力を得る。新しい太陽光発電装置は、より高い効率を提供する。リアルタイムデータと「ビッグデータ」により予測保守が強化され、運用管理(O&M)コストが削減された。したがって、技術の改善は、再生可能エネルギーのコスト削減可能性の重要な部分となっている。同時に、再生可能エネルギー技術の成熟度と実証済みの実績は、プロジェクトのリスクを削減し、資本コストを大幅に削減する。*3

 これらの傾向は、発電部門全体でのより大きな動きの一部であり、業界の機能の急速な変化を促している。世界の多くの地域では、再生可能エネルギー技術が現在、最も低いコストの新しい発電源を提供している。過去には、一般的に個々の技術(例えば、太陽光発電)およびセグメント(例えば、住宅、商業および実用規模のセクターに対する様々な支援、場合によっては建物統合かどうかなどの他の要因によって区別される)に合わせて調整された、直接的な財政支援を提供する枠組みが典型的であった。現在、これは、国のエネルギー、環境、開発政策の目標を達成するための再生可能発電の、競争的調達の段階を設定する好都合な規制および制度的枠組みに置き換えられている。世界中の中~大規模の再生可能プロジェクト開発者は、この新しい現実に適応し、ビジネスを拡大するグローバルな機会をますます探し求めている。彼らは、彼らの困難な勝利経験だけでなく、国際資本市場へのアクセスをもたらしている。同僚との競争で、彼らは継続的にコストを削減する方法を見つけている。

 最近の再生可能エネルギーオークションの結果 、今後委託されるプロジェクトに対して、プロジェクトコスト削減が2020年以降も続くことを確認している。

 IRENAは、約15,000の実用規模のプロジェクトのプロジェクトレベルの費用データを含むIRENA Renewable Cost Databaseに加えて、約7,000件のプロジェクトに対して、オークション結果およびその他の競争的調達プロセスのデータベースを作成している。オークション価格は必ずしもLCOE計算に直接匹敵するものではないので、これらの2つのデータベースの結果を比較する際には注意が必要であるが、2つのデータベースの結果を分析すると、次の数年にわたる再生可能な電力コストの分布に関する重要な洞察が明示される。
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*3. 2010年以来の一般的に低い負債コストにより、リスクマージンが減少するだけでなく、負債の基本コストも同様にこの効果が強化されている。
*4. 最低限、加重平均資本コスト(WACC)は同じではない。LCOE計算では、WACCは固定された既知の値だが、オークションのプロジェクトのWACCは未知であり、個々のプロジェクト開発者が価格を決定する他の要因の範囲に含まれている。

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 2016年と2017年のドバイ、メキシコ、ペルー、チリ、アブダビ、サウジアラビアの太陽光発電の記録的な低価格オークション価格が、2018年以降のLCOEを正常な条件下において0.03ドル/kWhに削減できることを決定付けた。これらには次のものが含まれる:有利な規制および再エネに有利な制度的枠組み;低所得国と国のリスク;強力な地元の土木工学の基盤;有利な課税制度;低いプロジェクト開発コスト;優れたリソース。

 同様に、ブラジル、カナダ、ドイツ、インド、メキシコ、モロッコなどの国では陸上風力発電のオークションの結果が非常に低いため、それは新発電能力の最も競争力のある供給源の1つとなる。CSPと洋上風力発電については、2016年と2017年が画期的な年となった。世界中のオークションの結果、段階的なコスト変更が達成され、2020年以降に委託されたプロジェクトで実施されることが確認された。事実、2016年と2017年のオークションの結果は、2020年以降の両方の技術について委託されたプロジェクトが、0.06/kWhドルと0.10ドル/kWhの範囲に入る可能性があることを示唆している。

 競争力のある調達、特にオークションは、太陽光や風力発電技術による電力の、さらなるコスト削減を促している。それでも、低コストを達成することは、低コストの資金へのアクセス、助長的な政策環境、および良いオークション設計などの支援要因に依存する。主要政策ドライバー(IRENA、2017、Renewableエネルギーオークション:分析2016)は、最新のオークション結果によって確認される。

 間もなく、再生可能エネルギーの電力は、化石燃料よりもずっと安くなるだろう。2020年までに、現在商用化されている発電技術はすべて、化石燃料のコストの範囲内に収まり、それも多くは最低限またはそれを超える価格となるだろう。

 2020年までにも、競争的調達によって契約されたプロジェクトは、年間新規の再生可能発電容量の追加分の比較的小さいサブセットになるだろう。オークション結果の傾向は、プロジェクトレベルでのLCOE傾向を代表するものではない。それにもかかわらず、最近のオークションの結果は、2020年以降のCSP、太陽光発電、陸上および洋上風力発電のコスト削減が継続することを示している。個々のプロジェクトのLCOEとオークション価格を比較する妥当性は慎重に行わなければならないが、利用可能なデータの量と2つのデータセット間の一貫した傾向が、全体的な傾向にある程度の信頼をもたらす。

 2020年までのプロジェクトのLCOEとオークションの結果の傾向を分析すると、陸上風力発電の平均費用は、2017年の0.06ドル/kWhから2020年には0.05ドル/kWhに低下する可能性があることを示唆している。ベルギー、デンマーク、オランダ、ドイツ、英国の2016年と2017年の洋上風力発電の最近のオークション結果は、2020年以降に委託されるプロジェクトでは、コストが0.06ドル/kWhから0.10ドル/kWhの範囲に低下する可能性を示している。実際、ドイツでは、2024年に委託される2つのプロジェクトと2025年に1つのプロジェクトが、市場金利に対して補助金を要求しない入札で行われている。同様の話がCSPでもあって、南オーストラリア州で2020年からの委託を受けるプロジェクトのコストは0.06ドル/kWhとなり、ドバイでは2022年以降に委託されるプロジェクトは0.07ドル/ kWhとなろう。

 太陽光発電のオークションデータは、もっと慎重に扱う必要がある。これは、プロジェクトの分布が最近の容量重視の配備よりも高い照射地点に集中しているためである。たとえそうであっても、利用可能なオークションの結果が正確に2019年または2020年までに、太陽光発電の平均LCOEは0.06ドル/kWh未満に低下し、陸上風力発電のそれをわずかに上回る0.05ドル/kWhに収束する可能性がある。

 最新のオークションおよびプロジェクトレベルのコストデータに基づく太陽光および風力電気料金の2020年の見通しは、世界中に展開できるこれらのモジュラー技術にはまだ見られない最低コストを維持している。

 2019年までに最高の陸上風力および太陽光発電プロジェクトは、LCOE換算で0.03ドル/kWh以下の電力を供給し、CSPおよび洋上風力は2020年から0.06ドルから0.10ドル/kWh(図ES.2)と非常に競争力のある電気を提供することができる。すでに今日、そしてますます将来的に、多くの再生可能な発電プロジェクトは、財政的支援なしに、化石燃料発電を弱める可能性がある。適切な規制および制度的枠組みが整っていることで、競争力はさらに向上するに違いない。

図2. 2010年から22年のCSP、太陽光発電、陸上および洋上風力発電プロジェクトへの平準化された電力コストおよび世界的な加重平均値

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出典:IRENA Renewable Costデータベースとオークションデータベース。
注:それぞれの円は、個々のプロジェクトまたはオークションで単一の清算価格があったオークション結果を表す。円の中心は、Y軸上の各プロジェクトのコストの値。太い線は、年ごとの全体的なLCOE(オークション値)。LCOEデータについては、実質WACCはOECD諸国と中国では7.5%、その他の国では10%である。バンドは、化石燃料発電コストの範囲を表している。

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 再生可能エネルギー全体からの電力コストの削減と、最高位の太陽光発電と陸上風力発電プロジェクトによる低コストは、異なる発電オプションの競争力の現実的なパラダイムシフトを表している。太陽光および風力発電は、すべての付随する経済的利益を伴い、非常に手頃な価格の電気を提供する。さらに、その低コストは、以前の電力部門の不経済戦略が利益を上げる可能性があることを意味する。かつては再生可能エネルギーへの経済的負担を削減することは考えられなかったのに対し、合理的な経済的決定が可能となり、再生可能な変化の可能性を最大限に高め、システム全体のコストを最小限に抑えることができた。

 同様に、優れた太陽光および風力資源を有する地域の非常に低い価格は、「パワーX」技術(例えば、水素またはアンモニア、または他のエネルギー密度の高い貯蔵可能な媒体への電力)の経済的可能性を広げる可能性がある。
同時に、低価格は蓄電の経済性をより有利にする。これは、電気自動車(EV)の潜在的な欠点、すなわち高い瞬間的な電力需要(すなわち、再充電のための)を、資産に変える可能性がある。効果的には、EVは安価な再生可能電力を利用できるときに有利となり、潜在的に電力を必要に応じてグリッドに送電する可能性がある。

 しかし、これには変動性の再生可能エネルギーの統合コストの増加と、非常に高いレベルの変動性ある再生可能エネルギー(VRE)を持つシステムの管理に必要な柔軟性の向上、とのバランスを取る必要がある。これまでのところ、これらの統合費用は控えめなままであったが、VREの非常に高い株式に達すると(特にIRENA、2017、IRENAのコストと競争力指標:Rooftop Solar PVを参照)、電力部門全体の補完的な政策はなかった。例えば、送信の拡大がペースに追いつかない場合、展開可能な再生可能な電源は削減に直面する可能性がある。

 CSP、太陽光発電、陸上および洋上風力発電(両方とも最近および予想される)の急激なコスト削減は、顕著なデフレ率を表している。

 従来の知恵は、太陽光や風力発電技術のコスト削減率を見積もる際のガイドとならなかった。技術の向上、製造業の工業化、規模の経済性、製造効率、開発者によるプロセスの革新、そして適切な規制と政策の設定で予想以上に速くコストを継続的に削減するサプライチェーンにおける競争は、過小評価されている。

 2010年から2017年にかけて発生し、競売データから2020年に伝えられた電力コストの低下は、図3の累積設備容量に対して、4つの主な太陽光および風力技術についてプロットされている。ログ-ログスケールは、学習曲線としての解釈を容易にするために使われる。洋上風力発電の学習率(世界の累積設置容量における倍増ごとのLCOE削減率)は、2010-2020年の間に14%に達する可能性があり、この期間にわたる新しい容量の追加は2020年末までに導入される累積洋上風力発電容量の90%となる。*5

 陸上風力発電については、2010年から2020年の学習率は21%に達する可能性があり、この期間に新たに追加された容量は、2020年末の累積設置容量の推定75%をカバーする。CSPの推定学習率は30%と高く、2010年から2020年の導入はその期間の累積設置容量の89%に相当する。*62010年から2020年の間に太陽光発電の推定学習率は35%と最も高く、このタイムスケールを超える新しい容量の追加は、結論では累積容量の94%と見積もられている。
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*5. CSPの世界累計設置容量は2020年までに12GWになると予測されているのに対し、洋上風力発電31GW、太陽光650GW、陸上風力発電712GWとされる。これはIRENA、2017; GWEC、2017、風力ヨーロッパ、2017、SPE、2017およびMAKEコンサルティング、2017に基づいている。
*6. ドバイ電力・水道局プロジェクトの委託計画を考慮に入れて水平線を2022年まで延長すると、総配備価値に対する不確実性は増すが、ほとんどのシナリオでは実質的に学習率は変化しない。

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図3.  2010年-2020年のCSP、太陽光発電、陸上および洋上風力発電による、世界全体の加重平均化費用の学習曲線

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出典: IRENA Renewable Cost Database; IRENA Auctions Database;GWEC, 2017; WindEurope, 2017; MAKE Consulting, 2017;and SPE, 2017.
注: それぞれの円は個々のプロジェクトを表しているか、場合によってはオークションで単一の清算価格があったオークション結果を表す。円の中心は、Y軸上の各プロジェクトのコストの値。太い線は、全世界の加重平均LCOEまたは年ごとのオークション値。LCOEデータについては、実質WACCはOECD諸国と中国では7.5%、その他の国では10%である。バンドは、化石燃料発電コストの範囲を表している。

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 陸上風力発電は、利用可能なコストデータとして最長の履歴を持つ技術の1つである。IRENA Renewable Cost Databaseのデータによれば、この供給源からの電力コストの学習率は、1983-2016年に推定された学習率よりも2010-2020年の方が高いことが示されている。これは、LCOE計算に使用されるよりも、オークション結果からのWACCがより低いことに起因する可能性がある。しかし、これはすべての違いを説明するものではほとんどない。したがってデータは、少なくとも陸上風力発電の学習率が、長期平均よりも現在は高いことを示唆する傾向がある。

 組み立て式で規模可変な性質の太陽光および風力発電技術、およびプロジェクト開発プロセスの複製可能性は、継続的なコスト削減を伴った安定したサポートポリシーに恩恵を与える。これにより、すでに陸上風力発電と太陽光発電については、新発電容量なる高い競争力あるオプションが作られた。オークションの結果は、CSPと洋上風力発電は同様の経路に従うべきであることを示唆している。同等のプロセスが蓄電にも行われている。意思決定者は、再生可能な電力技術が組み立て式、規模可変、複製可能であれば、工業化と新しい市場の開拓により、適切な規制および
政策環境において、安定したコスト削減が実現すると確信することができる。

 設置された総コストの削減は、太陽光および風力発電技術のLCOEの低下を促進しているが、さまざまな程度がある。それらは太陽光発電、CSP、陸上風力発電で最も重要であった。

 太陽光発電モジュールの価格低下に伴い、実用規模の太陽光発電プロジェクトの導入コストは、2010年から2017年にかけて68%減少し、その技術のLCOEはその期間に73%減少した。新たに委託されたCSPプロジェクトの総設置費は、2010年〜2017年に27%減少し、全体で33%のLCOE削減を達成した。新たに委託された陸上風力発電プロジェクトの設置費用は20%減少し、LCOEが22%減少した。洋上風力発電の場合、総設置コストは2%減少し、13%同期間においてLCOEが削減された。

図4. 2010年〜2017年のCSP、太陽光発電、陸上および洋上風力発電における、総加重平均設置費用およびプロジェクト百分位数範囲

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出典: IRENA Renewable Cost Database
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   略語の説明

ACP; Alternative Compliance Payment
BoS; Balance of Systems             太陽光発電の周辺装置システム
CAD; Canadian dollar
CARICOM; Caribbean Community
CCS; carbon capture and storage          炭素収集と貯蔵
CEER; Council of European Energy Regulators
CfD; Contract for Difference
CSP; concentrating solar power          集光型太陽光発電
DNI; Direct normal irradiance           直達日射量
EC; European Council
ECOWAS; Economic Community of West African States
EJ; exajoule                  1 exajoule = 10の18乗joules
EU; European Union
EUR; euro
FIT; feed-in tariff                固定価格買い取り制度
EV; Electric Vehicle               電気自動車
GBP; British pound
GDP; gross domestic product
GSR; Global Status Report
GW; gigawatt
GWh; gigawatt-hour
GWth; gigawatt-thermal
ILUC; indirect land-use change
INR; Indian rupee
IPP; independent power producer          独立した電力生産者
IRENA; International Renewable Energy Agency
IRP; integrated resource plan           統合された資源計画
kW; kilowatt
kWh; kilowatt-hour
LCOE; Levelized Cost of Electricity        均等化発電原価
LSE; load-serving entities     PJM区域内で最終需要家に電力供給を行う事業者
MDG; Millennium Development Goal         ミレニウム開発目標
MEMEE; Ministry of Energy, Mines, Water and Environment (Morocco)
MENA; Middle East and North Africa
Mtoe; million tonnes of oil equivalent
MW; megawatt
MWh megawatt-hour
NDRC; National Development and Reform Commission
NREL; National Renewable Energy Laboratory (US)
OECD; Organisation of Economic Cooperation and Development
PPA; Power Purchase Agreement           電力販売契約
PV; photovoltaics                 太陽光発電
SDG; Sustainable Development Goal         持続可能な開発目標
TWh; terawatt-hour
VRE; Variable Renewable Electricity      再生可能エネルギーのような変動電源
WACC; Weighted Average Cost of Capital       加重平均資本コスト

以上