洋上風力発電所は、その規模と、世界中で政府の支援を得ていることから、大きな注目を集めています。
洋上風力発電の拡大は、化石燃料への依存を減らし、ネットゼロへの移行を加速させる手段と見なされており、雇用と経済成長を生み出すこともできます。
この技術を拡大するには、依然として乗り越えるべき課題があります。特に、まだ産業化されていない浮体式洋上風力では、その課題が大きくなっています。
カップケーキが並んだ皿を思い浮かべてください。おいしそうに見えませんか？しかし、どのカップケーキも焼くのにエネルギーを要しており、そのエネルギーは将来、洋上風力発電所で発電されるようになるかもしれません。
実際、1基のGE Haliade-X 12 MW洋上風力タービンは、1回転するだけで、カップケーキが28皿分焼けるほどの電力を生み出します。もっと有用な例を挙げるなら、英国の平均的な家庭の24時間分の電力を賄うことができます。
洋上風力発電所は、その規模の大きさで世界中の注目を集めています。各国がロシア産エネルギーへの依存を減らし、エネルギー転換を加速させるため、ますます洋上風力に頼るようになっています。
大規模風力発電所の世界の発電容量は、10倍に増加すると予想されています。コンサルティング会社Wood McKenzieの報告書によると、2020年の34GWから2030年には330GWへと拡大し、その展開国は現在の9か国から24か国に広がるとされています。同社は、今後10年間で1兆ドルが洋上風力産業に流入すると見積もっています。
世界各地で起きている風の変化
スコットランド沖のKincardineは、現在世界最大の浮体式洋上風力発電所であり、5基の巨大なV164-9.525 MWタービンを備えています。これらのタービンは、デンマーク企業Vestas製です。
8月には、バルト海に面した8つのEU加盟国が、洋上風力発電容量を7倍に増やすことを、2030年までに実現すると約束しました。現在の発電容量は2.8GWで、その大半はデンマークおよびドイツの海域にあります。
バイデン政権下の米国も、再生可能エネルギー分野にさらなる追い風を吹かせるため、Floating Offshore Wind Shotを9月に発表しました。その目標は、「2035年までに浮体式技術のコストを70%以上削減し、メガワット時当たり45ドルにすること」であり、2035年までに発電容量を15GWに増やして、500万世帯に電力を供給できる規模にすることです。
これは、2030年までに洋上風力発電30GWを達成するという目標に加えてのものであり、その目標は主に「固定基礎式」技術によって達成される見込みです。
世界経済フォーラムは、どのようにエネルギー転換を推進しているのか？
エネルギー・材料センターは、エネルギー、材料、産業システムを再編している複雑な移行を理解できるよう、リーダーたちをつなぎます。エネルギーの安全保障、手頃な価格、持続可能性がどのように交差するかを探るためのプラットフォームを提供します。
バリューチェーンや地域を越えた協働を通じて、センターは、パートナーが安全で低炭素かつ公正な移行に向けた実践的なソリューションで足並みを揃えられるよう、共通の道筋を実現します。
中国南部の都市・潮州では、ノルウェーのすべての発電所を合わせたものをはるかに上回る規模の風力発電所を計画しており、Bloombergによると、国際エネルギー機関（IEA）は中国が最大の洋上風力発電設備容量を2022年末までに保有すると予測しています。これは英国とEUを合わせた量を上回ります。
洋上風力発電の拡大は、化石燃料への依存を減らし、ネットゼロへの移行を加速させる手段と見なされています。さらに、沿岸の町に雇用と経済成長をもたらし、産業を活性化させてもいます。2021年に世界風力エネルギー評議会（GWEC）は、陸上・洋上風力を合わせて330万人分の雇用が生まれると予測していました。その雇用は今後5年間にわたり、バリューチェーン全体で生まれるとされています。
では、洋上風力発電所とは具体的に何であり、将来はどうなっているのでしょうか？
洋上風力発電所：浮体式と固定基礎式
Kincardineは世界最大の浮体式風力発電所かもしれませんが、Hornsea 2は、英国ヨークシャー沖にあり、世界最大の固定基礎式洋上風力発電所で、9月に全面稼働しました。
デンマークのエネルギー企業Ørstedが運営しており、同社は30年前に最初の洋上風力発電所を開発しました。Hornsea 2の165基の風車は、姉妹機であるHornsea 1の隣に設置されており、両者を合わせると250万世帯に電力を供給でき、英国政府の2030年までに洋上風力発電容量50GWという目標に貢献しています。
7月には、ØrstedがHornsea 3の契約を獲得しました。Hornsea 3は320万世帯に電力を供給する予定で、一方、Hornsea 4は計画手続きの途中であり、決定は2023年初めに見込まれています。
これらの工学的偉業がいかに巨大であるかは、想像しがたいものです。例えば、Vestasの V164タービンのブレードは、それぞれ長さ80メートルあり、タワーに設置されると、ブレードの先端は海面から200m以上の高さに達します――これは自由の女神像の2倍以上の高さです。
さらに、Hornsea 2で発電された電力をLincolnshireのHorseshoe Pointの海岸まで送る、390kmの海底送電ケーブルもあります。
では、浮体式と固定基礎式の風力発電所の違いは何でしょうか？
それは立地の違いに帰着します。浮体式風車は、固定基礎式のように海底に固定される必要がないため、風がより強い、水深60mを超える沖合に設置できます。その後、複数の係留索で海底に固定され、ノルウェーの国営エネルギー企業Equinorによると、浮体式石油プラットフォームの技術を応用しています。
将来は浮体式になるのでしょうか？
陸上風力が風力発電技術の第1世代であり、それを基に洋上の固定基礎式風力発電所が開発されたとすれば、浮体式風力発電所は事実上の第3世代です。
「浮体式洋上風力は、海底固定式洋上風力での開発成果を基に、さらに速く規模を拡大できるでしょう。今日の洋上風力産業が陸上での成果の上に築かれたのと同様です」とØrsted社浮体式風力プログラムディレクターのGabriel Daviesは述べています。
Daviesによると、2022年10月時点で、稼働している浮体式洋上風力タービンはわずか約50基です。しかし、世界の設備容量は2030年までに5GW、2035年までに25GWを超えると見込まれています。
固定基礎式風力発電所は設置コストが低い一方、発電の真のポテンシャルは浮体式にあり、その見通しは地平線上に見えています。国際エネルギー機関（IEA）は2019年に、世界の洋上風力の潜在的な発電量は、現在の世界の電力需要の18倍に達しうることを明らかにしました。その大半は水深60m超の海域にあり、浮体式タービンにより適しています。
規模を拡大するため、各社は世界の洋上風力エコシステムを構築すべく協力しています。例えば、英国企業のPrinciple PowerはKincardineの浮体式構造物を開発し、タービン自体はデンマーク企業Vestasが製造しました。
タービンが北海の嵐に耐えられるよう、ポンプの仕組みで浮体式の黄色い円筒の間で液体バラストを移動させ、プラットフォームのバランスを取り、タービンを最適な角度に置く仕組みです。Principle PowerのGreg Campbell-SmithがBBCにそう語りました。
洋上風力発電所の建設における課題は何か？
持続可能な方法で発電容量を増やすためには、投資と政府の支援が不可欠です。しかし、完成までに数年を要するプロジェクトをめぐる競争が激化しており、現地産業がまだ初期段階にある中で現地「コンテンツ」が求められ、さらに深海港、風力タービン据付船、その他の重要インフラへのアクセスの確保といった要因から、不確実性が生じかねません。
「この分野には、北海、バルト海、そして米国で多くの政治的な野心が注がれていますが、産業の能力を構築して、費用対効果の高い方法で実際に成果を出すことが非常に重要です」と、Ørstedグローバル・パブリック・アフェアーズの社会経済担当リード公共政策アドバイザーであるNils Askær-Huneは述べています。
「計画には長期的な視野が必要です。資源の効率的な利用を確実にするため、拡大は段階的に行われ、産業の能力拡大に沿って計画されることが不可欠です。」
現在の入札プロセスは不安定であり、一部の政府は「ゼロ入札」方式の入札を行い、「マイナス入札」という概念を検討しています。これは、風力企業が開発権の対価として政府に支払うことになるとWind Europeは述べています。
COVID-19による輸送費・資材費の上昇に加え、エネルギー危機やウクライナでの戦争によってさらに悪化しており、持続可能なサプライチェーンを伴う採算の取れるプロジェクトを構築することが、ますます難しくなっています。
風力発電のバリューチェーンの脱炭素化も大きな課題です。タービン自体が鉄鋼やその他の金属で作られており、その製造にはエネルギー集約型のプロセスが必要だからです。
Askær-Huneは次のように述べています。「洋上風力発電所は、グリーンエネルギーを生み出し、削減が困難な分野の脱炭素化を可能にするグリーン水素の生産を可能にすることで、世界の温室効果ガス排出量の削減に貢献できます。しかし、全面的にグリーンエネルギーで動く世界を実現するためには、企業としてバリューチェーン全体を脱炭素化しなければなりません。Ørstedでは、2040年までにバリューチェーン全体（スコープ1-3）でネットゼロ排出を達成するために、日々取り組んでいます。」
もう一つの課題は、洋上風力発電所が海洋生物多様性に与える影響です。Ørstedは、設計段階から生物多様性に対するネットポジティブな影響を目指しています。例えば、固定基礎式タービンの基礎を人工魚礁に転換する取り組みがあり、ムール貝、大西洋タラ、さらにはサンゴなどの生物の生息地や避難場所となります。
例えば、同社は最近、WWFとのグローバルパートナーシップを立ち上げ、海洋生物多様性を高める洋上風力の導入を推進しています。
Ørstedによると、浮体式風力タービンは、海洋哺乳類への騒音や妨害が少なく、繁殖鳥類の採餌範囲の外に設置することができます。しかし、アンカーや係留索については、海底の生物への影響を監視する必要があります。
政府が洋上風力発電所を支援するためにできること
風力に対する意欲と野心は存在していますが、許認可をめぐる官僚的手続きが、そのプロセスを遅らせています。
COP27では、新たに9か国がGlobal Offshore Wind Alliance（世界洋上風力同盟）に参加しました。同同盟は、国際再生可能エネルギー機関（IRENA）、デンマーク、世界風力エネルギー評議会が創設したもので、洋上風力の開発における「障壁を取り除く」ことを目指しています。
一方、欧州委員会は、一時的な新たな緊急規制を提案しました。その規制は、REPowerEU計画を加速させ、再生可能エネルギーの開発を進めて、エネルギー転換を加速し、EUのロシア産ガスへの依存を終わらせることを目的としています。
具体的には、この規制により、長期化し複雑な行政・許認可手続きを迅速化することが可能となり、再生可能エネルギープロジェクトの開発を滞らせている要因の解消につながります。
Economistの記事で、Vestasは次のように述べています。「気候とエネルギーの危機は非常に複雑ですが、解決策は存在しています。許認可プロセスを加速させることで、各国政府はエネルギー安全保障を確保し、排出を削減するだけでなく、大きな経済的可能性も引き出すことができます。今こそ行動すべき時です。」
Ørsted社とVestas社はいずれも、世界経済フォーラムの「First Movers Coalition」の加盟企業であり、2050年までにネットゼロを達成するうえで不可欠な新興技術の市場を創出している企業群です。
