エネルギー
 

世界への突破口になるか、福島沖の「浮体式洋上風力」

金子 憲治=日経BPクリーンテック研究所
2012/05/30 00:00
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 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。同事業をはじめ、洋上風力が成功すれば、海に囲まれた日本でのポテンシャルは計り知れない(日経BPクリーンテック研究所では、洋上風力に関するセミナーを6月27日に開催する予定)。

 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。

 もちろんこの数値はあくまで技術的に開発可能な量で、経済性を十分に加味したものではない。しかし、発電技術の低コスト化が軌道に乗れば、洋上風力が再生可能エネルギーの本命になる潜在性を示す。経済産業省・新エネルギー対策課の村上敬亮課長は、「再生可能エネルギーを基幹電源の1つにするには、まず電力系統を強化して北海道と東北で陸上風力を十分に開発すること。その次に、洋上風力を大規模に開発する必要がある。固定価格買取制度でまず太陽光が増えるが、量的に確実に計算できるのは風力」と話す。

 村上課長は日本企業のノウハウにも期待する。「洋上風力、特に浮体式洋上風力は、世界的にまだ技術が確立していない。洋上に浮かぶ浮体式には、造船の技術が応用できる。日本メーカーには風車の技術に加え、造船や、海洋の厳しい環境にも適応できる素材技術などを豊富に保有している。浮体風力でいち早く世界トップの技術を確立できれば、今後成長が予想される世界の洋上風力市場でも活躍できる。裾野の広い風力設備は国内産業にも波及効果が大きい」と話す。

 福島沖の実証事業を統括するのは、海外の発電事業で豊富な実績のある丸紅。そして、メーカーには、大型風力と造船の両技術を持つ三菱重工業のほか、日立製作所、新日本製鉄、アイ・エイチ・アイ マリンユナイテッド、古河電気工業、清水建設など、日本の重工業や素材産業を代表する企業が名を連ねる。まさにオールジャパン体制だ。

欧州でもノウハウを蓄積

 実は、丸紅と三菱重工は、既に欧州の洋上風力発電事業に積極的に参画している。

 丸紅は2011年11月、日本企業として初めて英国沖の洋上風力発電事業に出資した。2012年3月には英国の洋上風力発電設備の据え付け会社であるシージャックス社を買収した(図1)。丸紅の山本毅嗣・海外電力プロジェクト第一部新規事業チーム長は、「洋上風力設備の設置で、ボトルネックになっているのは洋上で設備を据え付ける特殊船が少ないこと。シージャックス社は特殊船を複数所有し、海上での据え付け技術が高い」と話す。

図1●シージャックス社は、欧州における着床式洋上風力設備の建設で豊富な技術を持つ
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