植物の光合成のエネルギー変換効率

植物の光合成のエネルギー変換効率

エネルギー変換効率

「人工光合成」に於いては、エネルギー変換効率が重要な要素と言えます。何故なら、「人工光合成」のエネルギー変換効率が自然界の植物の「光合成」のエネルギー変換効率を上回らない限り、「人工光合成」よりも植物を効率的に増やす方が良いことになるからです。
そこで、エネルギーの変換効率とはエネルギーを他のエネルギーに変換する場合に、入力エネルギーと出力エネルギーを同一のエネルギー単位に換算して差を求めることを意味します。
例えば、火力発電のエネルギー変換効率は燃料の発熱量が入力エネルギーで、発電された電気エネルギーが出力エネルギーとなります。従って、入力エネルギーと出力エネルギーを「ジュール」という単位に置き換えることでエネルギー変換効率を求めることができます。主なエネルギー変換形態のエネルギー変換効率は以下の通りです。

火力発電によるエネルギー変換効率	40〜43%
原子力発電によるエネルギー変換効率	33%
水力発電によるエネルギー変換効率	80〜90%
風力発電によるエネルギー変換効率	59%
太陽光発電によるエネルギー変換効率	5〜40%
燃料電池によるエネルギー変換効率	30〜70%
水の電気分解によるエネルギー変換効率	70%
光合成（自然界）によるエネルギー変換効率	30%
光合成（有機物に変換するまで）によるエネルギー変換効率	0.1〜2.5%

光合成のエネルギー変換効率

上記の様に自然界に於ける植物の「光合成」のエネルギー変換効率は、一般的に0.1%〜2.5%前後と言われています。つまり、太陽光から100のエネルギーを得た植物が「光合成」によって得られるエネルギーは0.1〜2.5という訳です。
現在の「人工光合成」のエネルギー変換効率は自然界に於ける植物の「光合成」のエネルギー変換効率に及びませんが、研究者達は「人工光合成」の実用化には少なくとも10%程度のエネルギー変換効率が求められると考えています。
現在、日本のトップクラスの研究者達は、2030年までに「人工光合成」のエネルギー変換効率を10%程度のレベルに持っていける様に日夜研究を続けているのです。