バイオ燃料・エタノール・新エネルギースレ - 1227192268

983：とはずがたり：2014/05/07(水) 22:57:21: 東工大名誉教授の久保田氏の試算http://jbbs.shitaraba.net/bbs/read.cgi/study/2246/1081280165/2179-2180に拠ると唯一自然エネルギーで量的に有望な(洋上)風力発電だそうだが，此の記事によると大型化などでコストを欧米並みに下げて行く必要がありそうだ。

2014年03月20日 13時00分更新
再生可能エネルギーの未来予測（3）：
風力発電：2020年代から洋上へ、大型風車1基で10MW級
http://www.itmedia.co.jp/smartjapan/articles/1403/20/news016.html

島国の日本でポテンシャルが最も大きいのは風力発電だ。安全性や環境影響の点で課題が残るものの、ヨーロッパのように太陽光発電を上回るペースで拡大する可能性がある。風車の大型化によって発電コストの低下が進み、2020年代には近海の洋上で商用運転が続々と始まる。
[石田雅也，スマートジャパン]

　日本の再生可能エネルギーが欧米の先進国並みに拡大するかどうかは、風力発電の進展に大きくかかっている。土地が狭い島国にあって、沿岸部や近海に膨大な量の風力エネルギーが存在するからだ。

　ところが風力発電の導入量は2006年をピークに、その後は伸び悩んできた（図1）。最大の課題は環境に対する影響が大きいことである。周辺地域の騒音被害や鳥類保護の問題などから、建設計画の中止を余儀なくされるケースが少なくない。発電事業者は用地を慎重に選んだうえで、環境影響を最小限にとどめる対策を求められ、収益を見込みにくい状況になっていた。

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図1　風力発電の導入量と増加率。出典：NEDO
　ようやく2012年7月に固定価格買取制度が始まったことによって、風力発電の収益性が長期に保証されて、大規模な開発プロジェクトが全国各地で動き出した。制度開始から1年5カ月が経過した2013年11月末の時点で、買取制度の対象に認定された風力発電設備の規模は900MW（メガワット）に達している。

　これまで日本の風力発電の導入量は累計で約2700MWにのぼるが、その3分の1に相当する設備が新たに誕生する。ただし発電能力が10MWを超える大規模な風力発電所は運転開始までに3年程度を要するため、実際には2016年くらいから導入量が増えていく。

　加えて洋上風力の買取価格を2014年度に新設することが決まった。太陽光発電（非住宅用）よりも高い1kWhあたり36円の単価になる。今後は日本の近海で洋上風力の大型プロジェクトが続々と始まる見通しだ。

風車の大型化が進む、欧米では4MW級が主流

　日本風力発電協会の予測によると、2010年度に244万kW（2440MW）だった風力発電の規模は2020年度までに5倍近い1130万kWに拡大する（図2）。その後は陸上に加えて洋上の風力発電が急速に伸びて、2050年度には陸上と洋上を合わせて5000万kWに到達するロードマップが描かれている。この規模は原子力発電設備50基分に相当する（年間の発電量では15～20基分）。

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図2　風力発電の導入ロードマップ。出典：日本風力発電協会

　洋上風力の中でも大きな期待がかかるのは「浮体式」である。日本の近海には水深50メートルを超える海域が広がっている。発電設備を海底に固定する「着床式」は陸に近い水深50メートル以内の海域に限られるため、海上に設備を浮かせる「浮体式」が有望視されている。
984：とはずがたり：2014/05/07(水) 22:57:43: >>983-984
　すでに福島県の沖合で浮体式による2MWの大型発電設備が稼働中で、海洋生物や漁業に対する影響の評価を含めて実証試験を進めているところだ。さらに2014年度中には風車1基で7MWの超大型発電設備が2基加わる予定になっている。

　建設までに時間とコストがかかる洋上風力では、風車の大型化によって1基あたりの発電能力を増強できることが重要になってくる。全世界で導入されている風車の発電能力を見ると、陸上では平均2MWであるのに対して、洋上では2倍の4MWまで上昇している（図3）。商用機で8MWの製品も開発されていて、日本で洋上風力が拡大する2020年代には10MW級の発電設備が主流になる。

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図3　風車1基あたりの発電能力。出典：NEDO（EWEAなどの資料をもとに作成）

発電コストは陸上と洋上で欧米に近づく

　風車の大型化に伴って、発電コストも下がっていく。陸上風力の発電コストは現時点で電力1kWhあたり10～17円の水準にあり、太陽光発電の2分の1程度で済む。石油火力と比べてもほとんど変わらない。一方で洋上風力は割高だが、これから風車の大型化が進んでいけば、2020年代には現在の欧米並みに8～15円のレベルまで低下するだろう（図4）。

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図4　世界と日本の風力発電コスト。出典：NEDO（IEAなどの資料をもとに作成）

　ただし風力の発電コストは気象条件によって大きく変動する。最も重要なファクターは年間を通じて安定した風が吹き続けることである。年間の発電量は平均風速に比例して大きくなることがわかっている。

　一般に風力発電に適した場所は平均風速が5.5～6メートル/秒を超える地域とされる。発電設備の効率を表す「設備利用率」で比較すると、平均風速6メートル/秒では23％になるのに対して、7メートル/秒では32％と大幅に上がる。さらに8メートル/秒になれば41％まで上昇する（図5）。同じ発電能力の設備でも、これほど年間の発電量に差が出るわけだ。

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図5　年平均風速による設備利用率。出典：資源エネルギー庁
日本近海に8メートル/秒を超える海域

　平均風速は地域によって大きく違う。陸上では北海道から本州の中央を貫く山岳地帯をはじめ、四国や九州・沖縄を含む沿岸地域で平均風速が6メートル/秒を超える。特に北海道と東北には風力発電に適した場所が広く分布している（図6）。

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図6　風力発電のポテンシャル分布。左が陸上、右が洋上（図をクリックすると拡大）。出典：NEDO（資源エネルギー庁の資料をもとに作成）
　洋上になると日本中の近海で平均風速が6メートル/秒を超えて、どの海域でも風力発電を実施できる可能性がある。その中でも北海道から東北の北部、関東の南部、九州の南部から沖縄にかけては、8メートル/秒を上回る海域が広がっている。環境に与える影響を適正なレベルに抑えることができれば、洋上風力発電の拡大余地は極めて大きい。