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バイオ燃料・エタノール・新エネルギースレ

3286 とはずがたり :2018/05/30(水) 16:02:25
>>3285
 それぞれに必要な規模は巨大だ。オランダDelft University of Technologyの試算によれば、太陽光は2000GW*4)、欧州風力エネルギー協会(EWEA)によれば風力は約600GW必要だという。

 この規模を北海沿岸諸国の個別計画に落とし込むのは難しい。2015年末時点で全世界の風力の規模は433GW、うちEU28カ国は約150GWだ。北海沿岸諸国ではドイツが飛び抜けているものの、50GWに達していない。目標実現には今後10倍程度の拡張が必要だ。

 ところが沿岸部から規模を拡張しようとすると、さまざまなコストが膨れあがる。

 数十から数百のタービンを集めた風力発電所(ファーム)を個別に拡張していくとしよう。すると、次第に水深が深くなっていき、建設コストがかさむ。

 海中を長距離にわたって交流で送電することはできないため、発電所ごと、またはファームごとに交流直流変換装置を設けて、陸地との間では直流送電を利用しなければならない。変換ロスは問題にならないものの、変換装置の数が増えてコスト高になる。

 さらに陸地から離れた場所にファームを設けると、部材や人員の輸送コストがかさみ、保守・整備費用を抑えることが難しくなる。

*4) 例えばドイツDESERTEC Foundationが進めるデザーテック計画だ。北アフリカに大規模な太陽光発電所を多数設け、海中送電線を利用して地中海諸国と結ぶ。

人工島にはさまざまな利点あり
 これらの課題を解決するのが人工島だ。人工島は陸地から200km以上離れた洋上に建設するため、年間を通じて発電に適した風況下にある。設備利用率も高くなる。

 北海の中央には面積1万7600km2、四国とほぼ同面積の東西に長い「海中島」が沈んでいる*5)。ドッガーバンクだ。バンク(bank)とは沿岸から離れていながら、浅くなっている「堆(たい)」を指す用語。

*5) 約1万年前に海水面が低下した時にはグレートブリテン島と欧州大陸を結ぶ島状の地形であったという。

http://tohazugatali.dousetsu.com/news/yh20170329NorthSea_map_383px.png
図3 人工島建設予定地と各国の位置関係 黒色の四角形を配した英国の他、ベルギー(赤色)、オランダ(青色)、ドイツ(緑色)、デンマーク(黄色)、ノルウェー(オレンジ色)からほぼ等距離に位置する。オレンジ色の点線は高圧直流送電線の配置例 出典:TenneTが公開した図版を本誌が編集

 ドッガーバンクの最も浅い地点は水深13m、深い所でも30m程度だ。これは北海沿岸諸国が開発を進めている水深と同程度。さきほどのベルギーの事例では水深12〜42mの水域に2GW分の拡張を予定している。

 水深が浅いため島自体の建設コストを抑えることが可能だ。風力発電のための基礎工事も同じ。各ファームから人工島に交流送電し、人工島内で一括して直流に変換、各国に直流送電すれば、変換装置に必要なコストが減る。

 TenneTによれば、個別のファームと陸上の系統を高圧直流送電で接続した場合、送電部の設備利用率はこれまでの事例では40%程度になるという。個別のファームの範囲では発電に適した風がない場合があり、保守管理によって風力タービンが停止する場合もあるからだ。

 ところが人工島に複数のファームを接続すると、試算では設備利用率が100%に達するという。個別のファーム当たりの送電コストが半分以下になる計算だ。

 人工島には空港や港湾を設け、保守部品を備蓄、保守要員も置く。これで保守・整備費用の問題は解消する。いわゆる「ハブとスポーク」を用いた解決策だ。

国際間の電力取引市場が大きく広がる
 もう1つの利点は人工島が電力取引のハブになるというもの。高圧直流送電技術を利用すれば、人工島と6カ国の系統を接続できる。同技術には海面下で数百kmを接続する実力があるからだ*6)。

 これによって、遠く離れた複数の国々の間で電力取引市場を実現できる。十分な再生可能エネルギーが得られることはもちろん、その時々に応じて安価な電力を得ることが可能になる。例えばノルウェーが持つ豊富な揚水発電能力を英国が使うといった応用も可能だ。

*6) どのような高圧直流送電技術を採用するのかは未定。ただし、海底を長距離送電する技術には実例がある。例えばスイスABBは、北海を横断して英国とノルウェーを直接接続するプロジェクトを2015年に4億5000万ドルで受注している。送電距離は730km、送電容量は1.4GWだ(関連記事)。


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