年間を通じて幾度も存続の危機に直面した10年を経て、風力など特定の再生可能エネルギー源による発電に対する税優遇措置である生産税額控除（PTC）は、昨年末に期限切れとなることが認められた。投資税額控除や再生可能エネルギー・ポートフォリオ基準（RPS）など他の政策と同様、PTCは主に、国内のエネルギー供給をより再生可能なエネルギー源へ移行させることを目的として設計された。こうした政策への反応は主に風力発電から生じており、現在、米国の電力供給の 4％超を占めている。欧州各国の異なる政策によって、風力発電はEUの需要の 7％超 を賄えるようになった。
風力発電を増やす方法は、一般に2つある。風力発電所をさらに建設するか、建設する発電所の生産性を高めるかだ。 PTCを支持する議論 は、前者に焦点を当てる傾向がある。新規プロジェクトの開始数や追加容量を数え、雇用や景気刺激といった付随的な便益にも注目する。これは理にかなっている。風力タービンが景観の中に増えていく様子は数えやすく、インセンティブの存在と建設ペースの関係も 容易に見て取れるからだ。
生産を増やすもう一つの方法は技術革新だ。建設プロジェクトとは異なり、その効果を測るのは難しい場合がある。革新はタービンの塔のように簡単に数えられるものではなく、革新政策の実施から、その結果として生じる技術的進歩が商業市場に現れるまでには時間がかかる。さらに、革新へのインセンティブを検討する際、政策立案者は反実仮想、つまりインセンティブがなくても進歩が起きたかどうかを判断する難しさに直面する。それでも、風力発電の成功には革新が非常に重要な役割を果たしてきた。今日のタービンは従来よりも 大型化し 、設備利用率も高くなっており 、 風力発電のコストを低減させ 、おおむね 従来型の発電と競争できる水準にまで引き下げている。技術の進歩がなければ、風力発電プロジェクトは経済的に成り立つために、常に補助金を必要としていた可能性が高い。したがって、風力発電所の建設にとどまらず、政府の政策が技術革新をどのように促すかについて考える価値がある。
イノベーション政策の設計
イノベーション政策には大きく分けて2つの理論がある。技術プッシュ型政策では、政府は直接補助金、最も一般的には研究開発資金を提供して、革新への投資コストを下げようとする。需要プル型の仕組みでは、技術の市場を拡大することで、革新に投資する見返りを増やそうとする。PTCとRPSはこの分類に入る。風力発電容量への需要を生み出し、それによって（おそらく）風力タービンの供給業者に、より優れた技術の開発への投資を促す。これらの分類のそれぞれにおいて、政策は市場介入型と指令・統制型の規制のいずれかとなりうる。PTCのような市場介入型政策は市場で特定の技術を優遇し、RPSのような指令・統制型規制では一定の基準を満たすことが求められる。こうした選択肢を、私たちはしばしば比喩的に「アメ」と「ムチ」と呼ぶ。
指令・統制型政策は、現行技術では達成が難しいほど厳格な、すなわち技術革新を強制するような内容である場合、革新の促進にとりわけ効果を発揮する。米国における技術革新を促す規制の顕著な例として、 発電所 と 自動車の排出抑制技術が挙げられる。
風力発電へのインセンティブ
では、米国で建設を促すだけでなく、革新も促した政策はあったのだろうか。あるとすれば、どの政策だろうか。米国における風力技術開発の歴史[1] は、政策環境が革新にとっていかに重要かを明確に示している。
米国で本格的な風力発電の開発が始まったのは1970年代だと考える人は多いが、実際に最初の風力発電の拡大が起きたのは、20世紀前半だった。進取の気性に富む農村の農家は、揚水風車や発電機、蓄電池の部品を組み合わせて家庭用電力を確保した。1930年代には、大量生産された「ウィンドチャージャー」が（シアーズのカタログなどを通じて）購入できるようになった。こうした小型タービンはまもなく米中西部に数十万基並んだが、1935年に農村電化局が設立され、孤立した農場を電力網につなぐ積極的な取り組みが続いたことで、1950年代までにこの産業は事実上終焉を迎えた。
第二次世界大戦後の時代には、原子力と安価な化石燃料が有望視され、風力への関心はほとんどなかった。しかし1970年代後半になると、原子力発電所のコストが根強く高止まりし、石油禁輸も起きたことで、風力発電復興の第一波の芽が生まれた。米国政府は風力技術を奨励するため、2つの重要な政策を実施した。第一に、エネルギー省（DOE）とNASAが運営する大型風力タービン（LWT）研究開発プログラムは、商用の電力会社規模（数メガワット）の風力タービンの開発を試みた（図1）。[2]第二に、政府は風力タービンの建設に対し、実質25％の投資税額控除を設けた。州レベルの政策と組み合わせると、カリフォルニア州の税額控除は合計50％となり、風力ブームが始まった。大型で複雑な機械に投資するのではなく、小型のものを迅速に建設することが重視された。1985年までに、出力150～250 kWの発電所が13,000基建設された（図2）。
図1：大型風力タービン研究プログラムの一環として開発された、ワシントン州グッドノー・ヒルズのボーイングMOD 2タービン。1980年に建設、1986年に撤去。写真：米国政府／パブリックドメイン。
これらの政策は成功したのだろうか。LWTプログラムは、商業生産に至るタービンを生み出せなかった。大型発電所は技術的に複雑で、概して信頼性に欠けた。いくつかの試作品は限定的な成功を収めたものの、多くはワイオミング州メディスン・ボウのボーイングMOD 2タービンと同じ運命をたどった。建設費600万ドルをかけて建てられたわずか5年後に爆破され、スクラップとして13,000ドルで売却されたのである。
カリフォルニア州では、税額控除によってタービンの建設は促されたが、その後に発電するインセンティブはなかった。その結果、多くの発電所は信頼性に欠けた。最も成績の悪いウィンドファームの設備利用率は10％未満で、かなりの割合が後に撤去された。最も成功したタービンは、旧式で単純なデンマーク設計のものだった。
図2：カリフォルニア州アルタモント・パスに設置された旧型タービン。写真：David J. Laporte / CC-BY-2.0
見方によっては、この2つの政策は業界を10年後退させた、注目度の高い失敗だった。人々が風力に失望したからだ。ただし公平を期すなら、こうしたプログラムによって、少なくとも米国の風力発電は足場を築いた。 DOEの報告書 によれば、研究開発プログラムはその後の成長に向けた技術的基盤を築いた。一方、カリフォルニア州では、1990年時点で稼働中のタービンが十分に残っており、年間2.5 TWhを超える電力を発電していた。
第2の風力発電復興は、ミレニアムの転換点を迎える直前に始まった。1992年に制定されたPTCと、90年代後半に導入が始まった州レベルのRPS政策（電力発電量の一定割合を再生可能エネルギー源で賄うことを義務づける政策）の時期と重なり、米国では過去15年間に風力発電が劇的に拡大した。
革新を測る
米国の風力発電の歴史に関わる主な政策として、連邦政府の研究開発支出の水準、1980年代の投資税額控除、PTC、州レベルのRPSという4つを挙げた。技術プッシュ型政策が1つ、需要プル型政策が3つだ。投資税額控除は「技術革新を強制する」政策ではなく、したがって革新を促した可能性は低いと結論づけるのが妥当と思われる。しかし、政策の有効性はどう評価すればよいのだろうか。まず、革新を測る方法が必要だ。
経済学者は、主にデータの入手可能性を理由に、 革新の代理指標の一つとして特許件数を用いる。よく知られているように、この指標には限界がある。それでも、ある技術分野における革新活動の相対的な水準が時間とともにどう変化したか、大まかに把握する方法としては妥当である。
図3には、こうした政策変数と並べた特許件数のグラフが示されている。各政策と特許活動の関係について、妥当な仮説をいくつか立てられるだろう。これらの政策変数（および追加の「統制」要因）を定量的に表すこともできれば、どの政策が革新と最も強く相関するかを特定する回帰式を構築できる。私たちはまさにこれを 最近の論文で行っている。モデルの詳細については、そちらを参照されたい。[3]
図3：風力関連特許の時系列推移（青）と、各種風力政策との対比。連邦政府による風力タービン研究開発資金の水準（上、緑）、州レベルの再生可能エネルギー・ポートフォリオ基準の件数（下、赤）、各種税額控除が適用されていた期間（下、網掛け）。画像は論文（Horner et al 2013 Environ. Res. Lett. 8 044032）より。
私たちの結果は、投資税額控除が革新に影響を及ぼさなかったという結論を支持する。連邦政府の研究開発には有意な相関があったものの、その度合いは小さく、こうした投資が限界的な効果しか持たなかったという見方を裏付けている。おそらく最も興味深い結果は、PTCではなく州レベルのRPS政策が、特許活動と最も強く相関していたことだ。
この結果には、いくつかの理由から納得できる。第一に、これらの政策のうち、RPSだけが指令・統制型の仕組み[4] であり、技術革新を強制する可能性が最も高い。ウィンドファームの運営者は、再生可能エネルギー発電の義務を可能な限り効率よく満たそうとする。土地の取得やタワーの建設など、ウィンドファームの建設・運営費用の一部は、タービン1基あたりで比例して増えると考えられる。一方、大型タービンは高度の高い場所にある、より質の高い風も利用できる。したがって、大型タービンはMWhあたりのコストを抑えられる可能性が高い。連邦政府の研究開発プログラムの経験から、こうした大型タービンで信頼性を確保するには技術的進歩が必要だと分かっていた。そのため、革新に投資するインセンティブが生じた。
第二に、PTCが革新を促す効果を持たなかったのは、税額控除の導入方法が大きく関係していた可能性がある。2000年以降、税額控除の延長期間は1年または2年に限られ、3度にわたって短期間の失効も認められた。革新への投資から市場投入までには時間差があるため、この短い延長期間では、投資の見返りが将来も得られると供給業者に確信させることができなかった。対照的に、RPSはより優れたタービン技術の市場が存在するという、安定した長期的なシグナルを示した。
風力タービン技術の歴史は非常に興味深く、政策がその発展にどのような影響を与えたかについては、さらに多くを語ることができる。しかし、ここでは2つの教訓を述べて締めくくりたい。第一に、変革をもたらす革新が、高リスクの初期段階から産業界が引き継げる段階へ移行するには、しばしば政府の支援が必要となる。風力タービン技術が現在の成功水準に達するために政策介入を必要とした事実を、欠点と見なすべきではない。結局のところ、IT産業や航空宇宙産業には、現在大きな社会的利益をもたらしているものの、初期に 政府の支援を必要とした技術が数多くある。
第二に、その支援のあり方、すなわち政策設計は極めて重要だ。成功する政策は、既存技術の展開と次世代技術への投資促進のバランスを取る。1980年代の投資税額控除は対象の設定を誤っていた。また、技術の全体像を慎重に調査していれば、LWTプログラムをより実りある方向へ導けたかもしれない。政策の重要な特性の一つは時間軸である。革新的な技術分野では、より長期的な視点が求められることが多い。PTCの更新時期が予測しにくかったことは、革新を促す効果を損なった可能性が高い（ただし、タービン建設を促したことは明らかだ）。期限をさらに先に設定していれば、技術進歩を促すうえで、より効果的な政策になっていたかもしれない。
政策決定は1930年代と1980年代に米国の風力発電を事実上終わらせたとも言え、いずれの場合も政策決定がそれを復活させた。近い将来、風力発電が3度目の終焉を迎えるようには見えないが、一部の州でRPS政策を撤回する議論があることは、PTCを悩ませたのと同じような不安定さをもたらすおそれがある。いずれにせよ、風力政策の歴史から得られた教訓は、他のエネルギー技術の開発を促す方法を考える際にも役立つはずだ。
この記事は、 The Energy Collectiveとの協力により掲載されています。掲載は、世界経済フォーラムが見解を支持することを意味するものではありません。
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著者：Nathaniel Hornerはカーネギーメロン大学のリサーチアシスタントです。
画像：デンマークのサムソ島の農地に立つ風車。REUTERS
