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ときなむこやま
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1 洋上風力発電の最新動向と将来展望東京大学大学院工学系研究科社会基盤学専攻石原孟 2018 年 3 月 30 日

2 少ない環境影響岸から離れるため, 景観騒音の問題が少ない大規模化と大型化によるコスト低減ウィンドファームの大規模化が可能道路等の制約条件を受けないため,

2 洋上風力発電のメリット膨大な風力賦存量大都市 ( 東京, ニューヨーク ) での風が弱いに対し, 近隣する洋上の風は強く, 膨大な風力エネルギーがあるドイツデンマークでは陸上風力発電の適地不足から洋上風力発電に進出離岸距離 50km までで, 洋上風力賦存量は東京電力の年間電力販売量とほぼ等しい. 2 少ない環境影響岸から離れるため, 景観騒音の問題が少ない大規模化と大型化によるコスト低減ウィンドファームの大規模化が可能道路等の制約条件を受けないため, 大型風車の運搬設置が容易少ない系統連系の制約大電力消費地の近くに建設されるため, 強い電力系統に連系できる関東沿岸洋上風力賦存量 Horns Rev 洋上風力発電所 ( デンマーク )

3 欧州における洋上風力発電導入量 3 洋上風力発電の導入が欧州を中心に拡大し 2017 年末に累計 1881 万 kw を達す 2017 年 25% 増過去 5 年 3 倍に増えた 2017 年に新規に建設された洋上ウィンドファームは 315 万 W 1 ヶ所あたりの平均出力は約 40 万 kw 3 ( 出典 )Offshore Wind in Europe key trends and statistics 2017

4 欧州における洋上風力導入量見通し 4 陸上風力発電は 2020 年頃に年間導入量は頭打ちとなる洋上風力発電は 2030 年まで年間導入量は拡大している 2020 年代の前半にも洋上風力発電の年間投資額が陸上風力発電投資額を超える見通し ( 出典 )EWEA Pure Power wind energy target for 2020 and 2030 (2011 年 )

5 欧州における大規模ウインドファーム (1-10 位 ) 5 Wind farm Total (MW) Location Turbines & model Commissioning Date London Array 630 Gwynt y Môr 576 Greater Gabbard 504 United Kingdom United Kingdom United Kingdom 175 Siemens 3.6MW Siemens 3.6MW Siemens 3.6MW 2012 Anholt 400 Denmark 111 Siemens 3.6MW 2013 BARD Offshore Germany 80 BARD 5.0MW 2013 Global Tech I 400 Germany 80 Areva Multibrid 5.0MW 2015 West of Duddon Sands 389 Walney (phases 1&2) 367 United Kingdom United Kingdom Thorntonbank 325 Belgium Sheringham Shoal 315 United Kingdom 108 Siemens SWT-3.6MW Siemens SWT-3.6MW Senvion 5MW, 48 Senvion 6.15MW Siemens 3.6MW

6 世界最大の洋上風力発電所 London Array 6 現在世界最大の洋上風力発電所 London Array の設備容量は 63 万 kw 2012 年 12 月に 175 基の風車の建設が完了 2013 年 4 月 6 日は発電開始

洋上風力発電コストの最新動向 7 最近オランダの洋上入札 (Borssele 1&2:700MW) は Dong Energy が 72.

7 洋上風力発電コストの最新動向 7 最近オランダの洋上入札 (Borssele 1&2:700MW) は Dong Energy がユーロ /MWh(8.1 円 /kwh) で落札採算達成には 8MW 風車が必須 Field open for 8MW giants as Dong mulls Borssele options 2016 年 7 月 8 日 Recharge 直径 6m

8 洋上風力の最安値は再生エネ 100% を支える 8 割高なことが欠点だとされてきた洋上風力発電の競争力が大幅に高まりそうだ出力 600 メガワットの発電所が 1 キロワット時当たり約 5.7 円という価格で落札建造が始まるこれは火力発電のうち最も低コストな石炭火力を下回る水準スウェーデンの電力事業者であるバッテンフォール (Vattenfall) は 2016 年 11 月 9 日バルト海上に建設を予定する Kriegers Flak 洋上風力発電所 ( 出力 600 メガワット MW) を落札したと発表落札価格はメガワット時当たり 49.9 ユーロ (1 キロワット時当たり約 5.7 円 1 ユーロ 115 円換算 ) と安価だ Vattenfall Wind の社長である Gunnar Groebler 氏によれば公募時の上限価格を 58% 下回る金額洋上風力発電は最も発電コストが高い発電方式だとされてきたこれを一気に覆す結果になったデンマークの風力発電最大手の DONG エナジーウインドパワーは 2017 年 4 月にドイツ政府の入札で 1 キロワット時 0 ユーロで落札政府からの補助金を得なくても売電だけで事業が成り立つことになった 2018 年の入札では 3 月にオランダ 4 月にドイツでそれぞれ洋上風力が補助金ゼロで落札された割高とされてきた洋上風力発電のイメージは過去のものになっている

9 国内における洋上風力発電の実証研究 9 福島沖洋上 WF 実証研究浮体式 Rendering 日本海側着床式 Substation 4 Colum Semi-Sub Advanced Spar 3 Colum Semi-Sub ( 出典 : 福島洋上風力コンソーシアム ). 太平洋側浮体式着床式

10 日本型洋上風力発電システムの開発 10 本プロジェクトでは千葉県銚子沖に風況観測タワーと風力発電設備を建設し太平洋側からのうねりによる施工への影響を調べると共に日本近海における代表的な気象海象条件の観測データを取得することにより今後わが国における洋上風力発電の導入促進に寄与することを目的とする

11 銚子沖における洋上風力発電実証設備 (2013 年 2 月に発電開始 )

12 年最大風速 (m/s) 風力発電に関する国際基準への提案 _01_P13_26_10_(Mixd)+(14nen)(10000nen)-ObsTower_100_new.QPC (m/s) 45.8(m/s) 観測値温帯低気圧 ( ガンベル分布 ) と台風シミュレーションの合成温帯低気圧と熱帯低気圧 ( 修正ガンベル分布 ) の合成再現期間 ( 年 ) 基準化変数 -ln(-ln(f)) IEC Ed.4( 風車 ) 台風の評価地震荷重の評価 IEC Ed.2( 洋上 ) 波浪の評価 IEC Ed.1( タワー基礎 ) 支持構造物の評価 (a) Mesoscale model 風速計 (b) Typhoon model (c) Combined model 加振装置遠隔操作盤ナセル内部 1 次モード 0.2% 2 次モード 2.5% 加振機

NEDO 洋上風力発電実証研究のホームページ 13 出典 :http://www.nedo.

13 NEDO 洋上風力発電実証研究のホームページ 13 出典 :

14 世界初の浮体式洋上ウインドファームへの挑戦 14 第 1 期 ( 平成 23 年度 ~) 第 1 期では, 浮体式洋上サブステーションと海底ケーブルを設置し, 本実証研究の基盤を構築するとともに, 既存の 2MW 商業風車搭載の浮体式洋上風力発電設備 1 基を建設し, 実証研究を行う要素技術の開発を行うと共に気象海象浮体動揺応力などの浮体式洋上風力発電設備の設計に必要な基礎データを取得する第 2 期 ( 平成 25 年度 ~) 第 2 期では, 今後の事業化を見据えて世界最大級の 7MW 商業風車搭載の浮体式風力発電設備を建設し実証研究を行うサブステーション第 1 期第 1 期 1,850m V 字型セミサブ第 2 期第 2 期 1,480m V 字型セミサブ第 2 期の建設単価は第 1 期の半分に低減させ, 大型風車搭載の浮体式洋上風力発電設備による大規模洋上ウィンドファームの事業性を検証するダウンウィンド風車搭載浮体サブステーション送電ケーブルダウンウィンド風車搭載浮体アドバンストスパー 1,480m アドバンストスパー出典 :

15 福島沖実証研究の目指すもの 15 福島県の復興風力発電関連産業の集積雇用の創出福島県の復興福島沖実証研究技術的挑戦浮体式風力発電技術の確立観測と予測の確立浮体式送変電技術の確立高性能鋼材の開発社会的合意航行安全性環境影響評価漁業との共存国民との科学技術対話出典 :

16 浮体式洋上ウィンドファーム実証研究の現状 16 東日本大震災および原発事故の被害を受けた福島県の復興のために政府は福島県沖合の海域に世界初の浮体式洋上ウィンドファームを建設した東京大学は本プロジェクトのテクニカルアドバイザーを務め浮体の動揺を考慮した気象海象の観測手法を開発すると共に浮体式洋上風力発電の安全性信頼性経済性の評価手法を確立している

17 維持管理手法の開発 (2016 年度 ~2018 年度 ) 17 海底ケーブルの陸揚げ地点に陸上開閉所を設置し常時 4 人の作業員が洋上発電施設のリモートモニタリングにより管理を行っている発電所のメンテナンスは通常アクセス船を使用していますが緊急時に迅速に対応できるようにヘリコプターを使用したサブステーションでの緊急訓練を実施すると共により効率的なアクセス方法および維持管理手法の開発を行っている出典 :

浮体式洋上ウィンドファーム実証研究の成果 18 http://www.fukushima-forward.

18 浮体式洋上ウィンドファーム実証研究の成果様々な世界初の技術 ( 浮体式変電所ライザーケーブル等 ) を開発した台風高波強い海潮流の中で無事故で発電所の建設を完成させた浮体式洋上風力発電所を運用し 2019 年度からの事業化を目指している

19 次世代風力発電システムの創成寄付講座 19 総合研究機構に寄付講座を開設 5 年間でシンポジウムを 5 回開催寄付講座の教員による研究報告および国内外の著名な大学研究機関の方による招待講演最新の研究成果と国内外の最新動向を紹介

20 国内における洋上風力発電の導入計画 20 洋上風力発電の固定価格の買取区分が 2013 年に新設された 2016 年 7 月 1 日に施行する改正港湾法で港湾への洋上風力発電施設の導入円滑化を後押している認定した事業は 20 年間が可能になる全国の港湾で商業ベースの着床式洋上風力発電の導入計画が始まっている ( 出典 ) 経済産業省調達価格算定委員会第 16 回配布資料

福岡県北九州市が北九州港周辺区域における洋上風力発電施設の導入拡大を目的に申請していた港湾区域の拡張に同意し港湾法に基づき

21 九州港における洋上風力発電計画国内最大級の洋上風力発電プロジェクト民間企業 5 社の連合体が建設に向けた調査を開始最大 44 基の大型風車を設置する計画で発電能力は最大で 22 万 kw 総事業費は約 1750 億円にのぼる見通し 5 年後の 2022 年度に着工を予定している 21 国土交通省は 2016 年 6 月 10 日福岡県北九州市が北九州港周辺区域における洋上風力発電施設の導入拡大を目的に申請していた港湾区域の拡張に同意し港湾法に基づき洋上風力発電施設の導入に関する港湾区域の変更事案は日本で初めての事例となる 2700 万平方メートル C 区 ( 水域面積 :533ha) 拡張範囲 A 区 ( 水域面積 :1,367ha) B 区 ( 水域面積 :720ha) D 区 ( 水域面積 :67ha) ( 出典 : 北九州市港湾空港局 )

22 秋田港能代港における洋上風力発電計画 22 2 カ所を合わせて最大 170MW の発電能力になると年間の発電量は 4 億 4700kWh にのぼる一般家庭の使用量 ( 年間 3600kWh) に換算して 12 万世帯分になり秋田県の総世帯数の 3 割が消費する電力量に匹敵する

6MW 両方を合わせると一般家庭約 12 万世帯分の年間消費電力量相当する平成 23

23 鹿島港における洋上風力発電計画 23 大規模洋上風力発電所メガサイト鹿島鹿島港における洋上風力発電所大規模洋上風力発電所メガサイト鹿島 ( 第 1 期 ) は総出力 100MW 鹿島港における洋上風力発電所は総出力 93.6MW 両方を合わせると一般家庭約 12 万世帯分の年間消費電力量相当する平成 23 年度に風力発電施設等に係る改正アセス法手続先行実施モデル事業として ( 環境省 ) また平成 25 年度に着床式洋上ウィンドファーム開発支援事業 ( 茨城県鹿島港沖,NEDO) として実施されている

24 我が国の風力発電のロードマップ (JWPA 作成 ) 2050 年までに風力発電による電力供給は 20% を目指す ( 現在世界全体は 5% EU は 11.2%) 2020 年 :1100 万 kw 2030 年 :3600 万 kw 2050 年 :7500 万 kw その半分は洋上風力着床式は 4 分の 1 浮体式は 4 分の 1 24

25 まとめ 25 欧州では 2030 年までに 6650 万 kw の洋上風力を開発し EU 全体に必要な電力の 7.7% を供給する野心的な目標の実現に向けて大きく前進している技術開発と導入拡大により大幅のコスト削減を実現した我が国においては 2013 年の洋上風力発電の固定価格の新設 2016 年の港湾法の改正 2018 年洋上風力発電の普及に向けた基本的なルールを定める法案 (3 月 9 日に閣議決定 ) により全国規模で洋上風力発電の導入拡大が期待されている東京大学は産学連携を通じて世界をリードする洋上風力発電技術を確立すると共に次世代エネルギーインフラの創成を目指す

26 ご清聴ありがとうございました! 26 7MW 2MW サブステーション 5MW 世界初浮体式洋上ウィンドファーム

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PowerPoint Presentation 第 1 回みやぎ洋上風力発電等導入研究会日本における洋上風力発電と将来展望東京大学大学院工学系研究科社会基盤学専攻石原孟 2016 年 9 月 9 日内容 2 1. 洋上風力発電の現状 2. 洋上風力発電の研究開発 3. 洋上風力発電の将来展望 1. 洋上風力発電の現状欧州における洋上風力発電導入量 4 洋上風力発電の導入がイギリスを中心に拡大し 2015 年までに累計 1200 万 kw