洋上風力拡大のカギを握る「浮体式」発電機、大量導入で世界レベルの発電量へ

2023年09月20日テクノロジー

欧州で実証する浮体風力（日本風力発電協会提供）

国内の風力発電整備で、洋上風力の拡大が見込まれている。日本風力発電協会（ＪＷＰＡ）によると２０２２年末時点で風力発電の国内導入量は陸上中心で４８０万キロワット。国内発電電力量の０・９％（環境エネルギー政策研究所〈ｉｓｅｐ〉調べ）に過ぎないが、３０年代からは洋上風力が急増する見通し。同年代半ばからは発電機を洋上に浮かべる「浮体式」の大量導入が見込まれる。日本の風力関連産業を世界レベルに育成するチャレンジとなる。（いわき・駒橋徐）

大きな潜在力　50年めど6000万kW導入

国内の洋上風力導入量は現状では１４万キロワット。今後は発電機を海底に固定する「着床式」の設置エリアが港湾区域から一般海域に広がり、３１年度までに４１件（出力合計１８２０万キロワット）の運転開始が計画段階にある。ＪＷＰＡは洋上における風力発電の潜在性について、水深５０メートルまでの着床式で１億２８００万キロワット、同１００―３００メートルの浮体式が４億２４００万キロワットと試算する。

ＪＷＰＡは５０年までに国内で１億４０００万キロワットの風力発電を導入するビジョンを掲げるが、「洋上風力で１億キロワット、うち浮体式で６０００万キロワットになる」と中村成人専務理事は説明する。経済産業省の「洋上風力の産業競争力強化に向けた官民協議会」は４０年に浮体式も含めて３０００万キロ―４５００万キロワットの洋上風力導入目標を設定している。ＪＷＰＡは５０年には浮体式が最大になると予想する。

浮体式への取り組みを世界レベルで見ると、日本が福島県沖で３基を並べて世界最大規模で実証した２０年までは、ほぼ横一線だった。だがその後、２３年までに世界で１８件が実証を中心に完成。このうち欧州連合（ＥＵ）が１１件でノルウェーのエネルギー企業であるエクイノール（スタバンゲル市）による８６００キロワット×１１基のウインドファーム（集合型風力発電施設）が最大だ。ＥＵでは大型案件が続き、世界では計２７００万キロ―６１００万キロワットの浮体式の計画がある。

日本が遅れずに浮体式を伸ばすには、排他的経済水域（ＥＥＺ）における開発の法制化、５０年までの国の導入目標の策定、数１０万キロワットの案件を各海域で具体化することが求められる。また、実用化には設備利用率５０％以上が必要だ。

量産の時期探る　福島県沖で実証加速

国内では福島県沖で１３年から２１年まで、日本製風車で半潜水状態の浮体を使うセミサブ式、柱形浮体のスパー式で実証を実施した。

現在、事業化しているのは、長崎県五島市などが運営・売電する１件。戸田建設が五島市沖で、波の影響を受けにくいハイブリッドスパー式のダウンウインド型風車１基（２０００キロワット、日立製作所製）を設置した。新たに８基の浮体式設備も国の一般海域公募事業の第１号で２３年末に完成予定だ。１基１万キロワット以上の事業化で、設備利用率５０％が目標だ。

清水建設は浮体式で三菱造船（横浜市中区）、日鉄エンジニアリング（東京都品川区）と連携し、建造の検討を進める。清水建設はクレーン最大揚重能力２５００トンの作業能力を持つ自航式ＳＥＰ（自己昇降式作業台）船を建造し、当面は需要の多い着床式に対応する計画。

清水建設は浮体式では福島県でのプロジェクトにおいて三菱造船、日鉄エンジとともに、２基のセミサブ浮体建造と海底ケーブルの総合エンジニアリングに携わった。３社は浮体式の量産の検討を続けている。今後の市場動向を見ながら事業の展開時期を探る。

東京ガスは信夫山福島電力（福島市）と共同で、福島県沖で風車２基の実用化を目指して環境アセスメントに入る。２７年完成目標で東京ガスが資本参加する米プリンシプル・パワー（カリフォルニア州）のセミサブ式浮体を設置する。ＥＵでは実用化されており、「福島県沖を第１弾に、国内では現実的な案件で実用化していく」（東京ガスの広瀬路子再生可能エネルギー事業部再エネ第２部長）という。

東京電力リニューアブルパワーは、２２年に英フローテーションエナジー（エジンバラ市）を買収。スパー型浮体式と、浮体とおもりで構成するテトラ・スパー型の浮体を運転開始する。東電グループは風力発電で浮体式に集中し、国内事業化では出力１万５０００キロワット以上の設備で３０年代後半から事業拡大を図る。