ステップ 1：(1) 再生可能エネルギーの発電電力量割合

資源エネルギー庁が公表する「総合エネルギー統計」によると、令和2年度（2020年度）の日本の総発電電力量および電源構成は以下のとおりです。

• 日本の総発電電力量：約 $1$ 兆 $\mathrm{kW\cdot h}$（正確には約 $1$ 兆 $8$ 億 $\mathrm{kW\cdot h}$）
• 再生可能エネルギー発電電力量（水力を含む）：約 $1{,}980$ 億 $\mathrm{kW\cdot h}$

したがって、総発電電力量に占める再生可能エネルギーの割合は次式のように計算されます。

設問では「有効数字一桁で約何割か」と指定されているため、四捨五入して 2割（約2割）となります。

※2012年に導入された固定価格買取制度（FIT制度）により、太陽光発電を中心に再エネ比率は急伸し、2011年度の約 $10.4\%$ から2020年度には約 $19.8\%$ と、ほぼ倍増しました。

ステップ 2：(2)① 電力需給の視点から生じる技術的課題

電力系統では、常に「発電量」と「電力需要」を一致させる同時同量の原則を維持しなければ周波数が変動してしまいます。

• 課題の本質： 太陽光や風力は天候・日射・風況によって出力が大きく変動し、予測誤差も発生します。
• 系統への影響： 変動を吸収するための火力発電や揚水発電などの「調整力（予備力）」が不足すると、系統周波数が維持できなくなります。また、軽負荷期（春・秋など）に再エネ出力が過剰となると、供給過剰による周波数上昇を防ぐための出力制御（抑制）が必要となります。

ステップ 3：(2)② 送配電設備容量の視点から生じる技術的課題

送電線や変圧器などの送配電設備には、電線の温度上昇（過熱）を防ぐための許容電流、すなわち熱容量制約があります。

• 課題の本質： 太陽光や風力の適地（北海道、東北、九州など）は電力の大需要地（大都市圏）から離れた地域に偏在しています。
• 系統への影響： 需要が比較的小さいエリアに大量の電源が接続されると、既存の送電線や地域間連系線の容量を超過する「系統混雑」が発生し、送電線や変圧器の過負荷、あるいは新設電源の接続制限（送電制約）が生じます。

ステップ 4：(2)③ 安定度の視点から生じる技術的課題

従来の電力系統は、大型の火力・水力・原子力発電所などの同期発電機が持つ巨大な回転体の物理的慣性（系統慣性力）および各機が同期を保とうとする力（同期化力）によって、事故時にも周波数や電圧の急変が防がれていました。

• 課題の本質： 太陽光発電や風力発電の多くは、インバータ（パワーコンディショナ）を介して連系される非同期電源です。
• 系統への影響： 再エネの導入拡大により同期発電機の稼働台数が減ると、系統全体の慣性力・同期化力が低下します。これにより、落雷等の系統事故や他の電源が脱落した際、周波数の低下速度（$df/dt$）が急峻になり、広域停電などの重大な系統不安定化を引き起こすリスクが高まります。