日本のエネルギー政策コミュの風力発電 Wind Power

■@IT monoist

スペインの風力発電、最大の電力源に成長
http://monoist.atmarkit.co.jp/mn/articles/1104/04/news113.html

欧州の沿岸諸国は風力発電の採用に熱心だ。スペインの送電企業REEは、2011年3月、風力発電が原子力や水力を上回り、最大の電力源に成長したと発表した。
[畑陽一郎，＠IT MONOist]


　スペインの送電企業であるRed Electrica de Espana（REE）は2011年3月31日、スペインの電力供給に占める風力発電の比率が前年同月比5％増の21％（4738GWh）に達し、月別統計では初めて最大の電力源になったと発表した。REEは政府系企業が1985年に設立したスペイン全土の送電を担う企業。

　スペインは再生可能エネルギーの採用に熱心であり、風力発電（21％）と水力（17.3％）、太陽光（2.6％）の合計が電力供給の4割を超える（図1）。同社は温室効果ガスの排出削減にも熱心であり、2011年3月には、CO2を発電時に発生しない技術によって、電力の57.9％を生み出したという。


図1　スペインの電力供給 2011年3月の値。発電量の大きい順に、風力、原子力、水力、ガス火力（コンバインドサイクル）、コージェネレーションシステム、石炭火力、太陽光が並ぶ。出典：Red Electrica de Espana

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世界で風力は原発を上回るエネルギーへ
http://monoist.atmarkit.co.jp/mn/articles/1105/19/news008.html

自然エネルギー（再生可能エネルギー）が世界的にすごい勢いで伸びている。
その中心的な存在が「風力」だ。

　国際エネルギー機関（IEA）が発表した2011年版「Clean Energy Progress Report」によれば、世界の風力発電の設備容量は2010年で195GW、それが2020年には3倍の575GWまで増える見通しだ（1GWは100万kW、標準的な原発1基の出力容量に相当）。これに対して太陽光発電は成長率こそ風力を上回るが、2020年でも126GWにとどまる。また、原子力は福島の事故を勘案していない見通しでも、2010年の430GWが2020年に512GWと低成長だ。つまり、世界的には向こう10年で、風力が設備容量で原子力を上回る電源となるわけだ（実際の発電量は設備稼働率による。詳しくは後述）。


図1　世界での再生可能エネルギー導入見通し
　ところが、日本の風力発電は伸び悩んでいる。1990年代後半から風力発電は、電力会社の「長期電力購入メニュー」の対象となり導入が進んでいたが、2000年代中盤から停滞し始める。「2010年で3GW」という政策目標も達成できず、約2.5GWにとどまった。これは、約42GWで世界トップになった中国のわずか17分の1にすぎず、北海道と人口が同じで面積が北海道の半分しかないデンマーク（約3.8GW）より少ない。


図2　風力発電設備の国別導入実績
全量買取制度導入で風力は活気づくか

　日本で風力発電が伸び悩む理由は幾つかあるが、大局的にはRPS（Renewable Portfolio Standard：再生可能エネルギー利用割合基準）法に基づく自然エネルギー利用の目標値が低いことが挙げられる（自然エネルギーとは風力、太陽光、1000kW以下の水力、地熱、バイオマス）。

　2003年に施行されたRPS法は、電力会社に対して販売量の一定割合、自然エネルギー由来の電気を利用することを義務付ける。自ら発電するか、他の事業者から電気（もしくはクレジット）を購入するのだ。ただ、その一定割合は年々高められているとはいえ、2010年度でわずか1.35％（124.3億kWh）でしかない。この小さな枠の中では既に、風力をはじめ自然エネルギー発電は供給過剰の状態にあり、伸びる余地がないのだ。

　そこで、自然エネルギー利用が進む欧州の多くの国で採用される「全量固定価格買制度（FIT：Feed-in Tariff）」がRPS法に代わって2012年度から始まる予定である。電力会社に対して、自然エネルギーで発電した電気を一定期間、一定価格で“全量”買い取ることを義務付ける制度だ（住宅などでの小規模太陽光発電は従来通り“余剰”電力）。電力会社の買取原資は、全ての消費者が電気料金に上乗せされる賦課金（サーチャージ）を通じて負担する。

　“日本版FIT”はくしくも、東日本大震災が起こった2011年3月11日に閣議決定、現在は国会に提出されている。大震災が今後のエネルギー政策にどのような影響を与え、それが日本版FITの実施要項にどう反映されるかは予断を許さないが、ともあれ日本版FITが施行されたなら、国内の風力発電が活気づく可能性は高いだろう。そこで風力発電の可能性をシリーズで探っていきたい。

話題を呼んだ導入ポテンシャル調査

　シリーズ第1回は、風力発電の「導入ポテンシャル」について見ていきたい。導入ポテンシャルとは、一定の制約条件の下で利用可能なエネルギー資源量である。風力発電の制約条件とは、例えば陸上風力で平均風速5.5m/s以上、居住地から500m以上の距離、国立公園・自然公園第1種の除外などだ。

　風力発電の導入ポテンシャルについては、環境省が2011年4月21日に発表した「平成22年度 再生可能エネルギー導入ポテンシャル調査」に基づき、メディア各社が「風力発電の可能性 東北地方だけで原発40基分」などと取り上げたのを記憶している読者もいるだろう。同調査概要の風力発電部分を図3に示した。


図3　風力発電の導入ポテンシャル
　同調査によれば、風力発電の導入ポテンシャルは、陸上・洋上で1900GW。このうち、経済的に成り立つシナリオ別導入ポテンシャルは、FIT単独で24〜140GW、「FIT＋技術革新」で410GW、「FIT＋補助金」で130〜590GW、「FIT＋技術革新＋補助金」で1500GWである。特に風が強く、人口密度の低い北海道、東北、九州の導入ポテンシャルは高い。例えば、東北はFIT単独シナリオで最大40GW。これが「東北だけで原発40基分」と言われるゆえんだ。

風力発電は原発何基分？

続く→●

●→続き


　そもそも電力会社10社の発電設備容量は合計で200GW強でしかない。風力発電がいかに大きな導入ポテンシャルを持つのかが分かる。ただ、これらの数字をそのまま受け止めるべきではない。導入ポテンシャル調査に参加した日本風力発電協会（JWPA）の企画局長、斉藤哲夫氏はこう話す。

　「今回の調査はメッシュ幅を1kmから500mにしたり、自然公園第1種を除外するなど、従来より精度は高まり、条件も現実的になっている。ただ、発表された概要の数字は、各電力会社の設備容量や地域間連携設備能力の限界は考慮されていない。その点を踏まえて数字を見る必要がある」。

現実的に見れば陸上風力で原発何基分？

　前述した導入ポテンシャルが高い3地域は、陸上風力・FIT単独シナリオだけで最大、北海道62.4GW、東北39.4GW、九州11.7GWとなる。これに対して電力会社の発電設備容量は、北海道7.4GW、東北16.6GW、九州20GWでしかない。つまり、北海道などは、今ある発電設備容量の8倍強もの導入ポテンシャルがある。これが全て開発されるとは到底考えられない。北海道で余った電力を本州に融通すると言っても、連携設備能力は0.6GWでしかない（今回の大震災で地域間連携設備能力の低さは問題視されている）。

　斉藤氏は「各地域で電力会社の設備容量を上限とすれば、陸上風力・FIT単独シナリオの導入ポテンシャルは最大でも60GW程度。そのうち、実際に開発可能なのは、半分の30GW程度ではないか」と指摘する。


図4　現実的な導入ポテンシャルの見方
　日本版FITの法案では、太陽光を除く電源の場合、買取価格は15〜20円/kW、買取期間は15〜20年の範囲で決めるとしている。「FITの制度設計によって風力発電事業の採算性は変わる。買い取りの価格・期間が厳しく設定されると、事業者は平均風速や初期コストなどでより条件の良い地区を選ばなければならず、導入ポテンシャルは減る」（斉藤氏）。ちなみにJWPAは「風力発電の拡大には20〜24円/kWh・20年が必要」と主張している（ちなみに現行のRPS法＋補助金は16円/kWh・17年に相当するとしている）。

　ともあれ、FIT単独シナリオで導入される陸上風力の設備容量を30GWとしてみる。後は稼働率をどう見るかだが、仮に導入ポテンシャル調査で使われる最も低い推計条件「平均風速6.5m/sで理論設備利用率27.5％」を適用すると、年間発電量は7万2300GWh/年となる。一方、原発の平均稼働率は67％（10年度実績）なので、標準的な原発1基の年間発電量は5900GWh/年。つまり、陸上風力の発電量はおよそ原発12基分となる。

　メディアで言いはやされた「東北だけで原発40基分」と比べれば、全国で原発12基分は少ないように見えるが、それでも国内電力需要の8％をまかなえる計算になる。決して小さくないだろう。また、FITの制度設計、技術革新や補助金制度によっては、上乗せも期待できる。

洋上風力発電の導入ポテンシャルは「未知数」

　さらに、以上は陸上風力発電に限った話である。導入ポテンシャルが陸上風力の5.7倍もあるとされる洋上風力発電はカウントしていない。洋上風力ならば、陸上風力に適さない東京電力管内でも導入が見込める。

　斉藤氏は「欧州では導入が始まった洋上風力だが、国内ではまだ実証実験の段階。技術、ノウハウが蓄積されておらず、制度も未整備なので、現実的な導入ポテンシャルは未知なところがある」と話す。実際、導入ポテンシャル調査でも、FIT単独シナリオでは3GWと小さく、技術革新、補助金を伴って大きな導入ポテンシャルとなる。逆に言えば、技術革新の余地が大きく、政策次第とも言える。洋上風力については、シリーズの別の回で取り上げる。

　風車は原始的なイメージもあるが、「中身は2万点の部品で構成され、日本が得意とする機械部品の集積」（斉藤氏）という。エネルギー産業、機械産業の面でも大いなる可能性を秘めた風力発電は注目に値するだろう。

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風力発電 | 再生可能エネルギー | 東日本大震災

興味深いです

意外なことに我が國における風力発電のポテンシャルは高かった。

■世界への突破口になるか、福島沖の「浮体式洋上風力」
（1/4ページ）2012/5/14 7:00
http://www.nikkei.com/news/article/g=96958A9C93819499E3E2E2E09A8DE3E2E2E7E0E2E3E0E2E2E2E2E2E2

　福島県の沖合約20ｋｍの太平洋上に、2013年以降、巨大な風力発電設備が次々とお目見えする。東日本大震災で事故のあった東京電力福島第１原子力発電所からも30ｋｍほどの距離になる。まず、2013年に2000ｋＷ、2014年に7000ｋＷ、2015年には数千ｋＷクラスの風車を順次、設置する。総事業費は188億円。東日本大震災復興関連の2011年度第３次補正予算で開始が決まった「浮体洋上ウインドファーム実証研究事業」だ。

　浮体洋上ウインドファームとは、海の上に多数の巨大な風力発電設備を浮かべて発電し、海底ケーブルで陸上に電力を送る大規模風力発電所である。洋上風力発電の設備は英国とデンマークで設置が進みつつあるが、これらはいずれも海底に基礎を据える「着床式」。これに対して、福島沖の事業では「浮体式」を採用する。

　理由は水深の違いである。コスト的に着床式で設置可能なのは、水深40ｍくらいまでといわれる。欧州では水深20ｍ前後の遠浅の海域が広く、着床式が有利なのだ。一方、40ｍより深くなると、船や浮きのような構造物の上に風車を載せる浮体式の方がコスト的に有利になっていく。福島沖20ｋｍの水深は、100ｍ前後にも達する。このため、計画立案の当初から着床式という選択肢はなく、浮体式を選ぶしかなかった。

■世界最大の出力を浮体で

　ただし、浮体式の風力発電は、数年前からイタリアやノルウェー、ポルトガルで1000ｋＷ〜2300ｋＷ機の実証実験が始まったばかりである。世界的にもまだ研究段階の技術といえる。しかも今回の福島沖の実証事業は、7000ｋＷという世界最大の風力発電設備を次世代技術である浮体式で設置するという世界初の試みになる。

　羽根（ブレード）の先端が回転して描く円の直径は165ｍに達し、定格出力が出れば、１基で数千世帯の電力を賄える。成功すれば、洋上風力の先端技術の実証で日本が欧州を抜き、一気に世界をリードすることになる。加えて、経済性を確保できれば、この海域で大規模なウインドファームを事業化する構想もある。

　2012年７月に始まる再生可能エネルギーの「固定価格買取制度」では、数千枚もの太陽光パネルをずらりと並べて発電するメガソーラー（大規模太陽光発電所）が脚光を浴びている。しかし巨大洋上風車なら、たった１基で数ＭＷ（メガワット＝1000ｋＷ）クラスの出力規模になる。仮に、これを1000基並べたウインドファームを建設すれば、数ＧＷ（キガワット＝百万ｋＷ）になり、30〜40％とされる設備利用率を加味しても、原発に匹敵する出力規模になる。

　国内の再生可能エネルギーの中では、潜在的な開発可能量でも洋上風力は群を抜いている。環境省が2011年４月に公表した「再生可能エネルギー導入ポテンシャル調査」によると、洋上風力は16億ｋＷに達し、陸上風力（２億8000万ｋＷ）、非住宅太陽光（１億5000万ｋＷ）、地熱（1400万ｋＷ）を大きく引き離す。

福島沖の浮体式洋上風力発電所計画　丸紅、東大…月内にも実証試験 (1/2ページ)
2012.3.7 05:00
http://www.sankeibiz.jp/business/news/120307/bsd1203070501001-n1.htm

浮体式の洋上風力の風車のイメージ図【拡大】
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　福島県の最大４０キロ沖合で、洋上風力発電所建設に向けた実証試験がいよいよ月内にも始動する。丸紅、三菱重工業、新日本製鉄など１０社と東大は６日、経済産業省の委託を受け、実証試験に取り組むと正式に発表した。風車を海に浮かせる「浮体式」を採用した大規模洋上発電としては世界初となる。

　２０２０年度までに１００基以上の風車を建設し、原発１基分に相当する約１００万キロワットの発電を目指す。総事業費は５０００億円規模とみられる。日本の最先端技術を結集し、福島第１原子力発電所の事故による放射能汚染で揺れる被災地の復興や雇用拡大の目玉に位置づける。将来は“日の丸洋上風力”をインフラ輸出として欧米に売り込み、成長戦略につなげる。

　実証試験はまず２０００キロワットの浮体式の風車１基と変電所１基、海底ケーブルを建設し、１３年度以降に７０００キロワット２基を追加する。すでに１１年度の第３次補正で調査費約１２５億円を計上し、実証試験全額を予算で賄う。その後は民間主導で風車１００基以上を幅数十キロにわたって建設し、発電、保守など運営までを手がける構想だ。

自然エネルギー開発は雇用を生む。

フランスの再生可能エネルギーはいま（1） ――1万人の雇用が期待される「洋上風力発電」
2012/04/26
http://www.nikkeibp.co.jp/article/reb/20120423/306618/?P=1&ST=rebuild

竹原あき子[工業デザイナー、和光大学名誉教授]
日本では7月に再生可能エネルギーの全量買い取り制度が始まり、再生可能エネルギーが国のエネルギー政策で大きな役割を担うことが期待される。原子力発電に依存するフランスでも、実は再生可能エネルギーの活用に向けた動きが活発化している。フランスではどのように取り組んでいるのか、現地からリポートする。第1回は、洋上風力発電に関する最新の動きを取り上げる。

　フランスの原子力大手アレバにとって2012年４月５日は最高と最悪のニュースが交錯した日だった。最悪のニュースは、フランス北西部のパンリー原子力発電所２号機で火災が発生したこと。福島第一原発の事故から半年後の９月に死者１人を出す事故があり、それに次ぐ事故だった。幸いなことに、この事故では１人が軽傷を負ったが、「たいしたことはない」との報道に終わった。

　最高のニュースは、１年前から提出していた洋上風力発電事業を落札したこと。高さがエッフェル塔の半分程度、160から180メートルもある風車がフランスの北西、ブルターニュからノルマンディーにかけての海岸線に400から500基も建つ、とラジオもテレビも原発事故を忘れさせるほどにぎやかに伝えていた。

社会党の公約はそれほど劇的なものではない
　現在、フランスにおいて最大の関心事は、５月６日に行われる大統領選挙の決選投票の行方だ。４月22日の第1回投票で最大野党「社会党」のオランド候補が現職のサルコジ大統領をリードした。その社会党は大統領選で原子力エネルギーへの依存を50％に削減すると公約したが、これは劇的なエネルギー政策の転換とは言えないだろう。

　現政府は既に2007年に設立した環境グルネル会議（Grenelle de l’environnement）を受けて、2020年までに再生可能エネルギーを少なくとも総消費電力の23％まで向上させる目標を立て、洋上風力発電だけでも出力6000メガワット（1200基、総消費電力の3.5％）相当を見込む予算を立てているからだ。

海上での浮体式風力発電設置、国内初成功
レスポンス 6月13日(水)16時15分配信
http://headlines.yahoo.co.jp/hl?a=20120613-00000025-rps-soci

拡大写真
100kW風車を搭載した浮体式洋上風力発電施設
京都大学など、環境省浮体式洋上風力発電実証事業委託業務の受託者グループは、100kW風車を搭載した浮体式洋上風力発電施設の洋上設置に成功した。

［関連写真］

発電施設は、長崎県五島市椛島周辺海域に設置。系統連系を行う浮体式洋上風力発電施設としては国内初の成功例となる。

今後は、環境影響や安全性に関する情報収集のほか、風や波による浮体の揺れが設計どおりになっているか、揺れる浮体に搭載された風車によっても計画どおりに発電できるかなどを検証。2013年度に設置を予定している2MW級の浮体式洋上風力発電実証機の建造や風車制御に、その成果を反映させる。


《レスポンス 纐纈敏也＠DAYS》