日本船舶海洋工学会
ストラテジー研究委員会

S-22 浮体式洋上風力発電の商用利用に向けた研究委員会
令和 2 年 4 月(2020 年 4 月)～令和 4 年 3 月(2022 年 3 月)

最終報告書
2022 年 3 月

目次
１．はじめに
２．委員名簿３．浮体式洋上風力発電設備の実証研究の取り組み事例
３．１ 国内事例紹介
３．２ 福島風車の維持管理事例
３．３ バージ型浮体式洋上風力発電システムの実証研究
４．浮体式洋上風力発電の商用化に向けての検討
４．１ 建造方法の検討
４．２ 浮体式洋上風力発電施設におけるリスク評価の適用について
５．今後に向けての提言

22022/3

１．はじめに2050 年カーボンニュートラル達成に関するわが国の政策によって洋上風力の利活用は極めて重要になってきており、とりわけ浮体式洋上風車の開発と商業化は極めて重要になっている。欧州の洋上風力は着床式において発電単価が極めて低価格で実施されていることが報告されている。洋上風車の計画・環境等のアセスメント・製造・設置・維持管理といった各フェーズにおいて効率の良い運営が行われていることの結果である。国内外の浮体式洋上風力発電の開発に関しては、実証研究の段階から商業利用段階に進みつつある。商業利用については、量産や効率的な輸送・設置に適した浮体形式に関する研究開発も必要である。ライフサイクルを通じての一層のコストダウンの観点からは、運用・保守に関わる研究開発を進めていく必要がある。一方で、新たな浮体形式の開発や水深の制約など設置海域の条件に応じた係留方式の研究開発も活発に進められている。本ストラテジー研究委員会では、今後の商業利用の拡大の観点から検討を行ってきた。
最初に、本ストラテジー委員会では浮体式洋上風力発電設備の実証研究の取り組み事例について国内を中心として情報を収集して取りまとめた。また、福島沖で実施された浮体式洋上ウ
インドファームの大規模な実証事業について、メンテナンス事例を調査した。一方で、北九州沖における実証事業について実施状況の調査を行った。
浮体式洋上風車も 100 基規模の多数機の運用になると、計画・環境アセス・維持管理の効率化に加えて、効率の良い量産化は積極的に取り組むべき課題であり、本ストラテジー委員会において効率的な製造方法についても議論を積み重ねた。

東京大学大学院工学系研究科
システム創成学専攻 教授鈴木英之

32022/3

２．委員名簿

委員長

幹事

氏名

所属

鈴木 英之

東京大学

石丸 英睦

コスモエコパワー北小路 結花

JMU

小濱 耕二

関西設計

田村 大樹

日立造船

中條 俊樹

海上技術安全研究所

二瓶 泰範

大阪府立大学羽田 絢

海上技術安全研究所

安澤 幸隆

九州大学

吉本 治樹

JMU

和田 耕一

コスモエコパワー

4

2022/3

３．浮体式洋上風力発電設備の実証研究の取り組み事例
３．１ 国内事例紹介
下表に 2021 年 12 月時点における、国内での浮体式洋上風力発電設備の実証研究の取り組み
事例を示す。

表３．１．１ 国内事例浮体部比較（その１）

浮体設計

戸田建設

三井造船

三菱重工業

ＪＭＵ

日立造船

２ＭＷ

２ＭＷ

７ＭＷ

５ＭＷ

３ＭＷ

三菱重工業

ＪＭＵ

日立造船

戸田建設

旧三井造船
現三井 E&S 造船

ハイブリッド

コンパクト

V 字型

アドバンスト

スパー

セミサブ

セミサブ

スパー

設置場所

五島

福島

福島

福島

響灘

水深

100m

120m

120m

120m

54m

浮体サイズ

φ7.8×88m

58×64×32m

85×150×32m

59×51×48m

51×51×10m

稼働喫水

76m

16m

17m

33m

7.5m

稼働時排水量3,400t

約 5,500t

26,000t

約 31,000t

約 9,860t

出力

2MW DW 型

2MW DW 型

7MW UW 型

5MW DW 型

3MW UW 型

ローター径

80m

80m

167m

126m

100m

ブレード

40m×3 本40m×3 本82m×3 本55m×3 本50m×2 本ハブ高さ

海面上 56m

海面上 65m

海面上 105m

海面上 86m

海面上 72m

浮体タイプ

5

バージ

2022/3

戸田建設

三井造船

三菱重工業

ＪＭＵ

日立造船

２ＭＷ

２ＭＷ

７ＭＷ

５ＭＷ

３ＭＷ

日立造船

日立造船

堺工場

堺工場

410×64m

410×64m

鋼：日立造船
製造場所

堺工場
PC：北九州

Dock サイズ
L×B
進水方法

風車搭載場所

180×135m
起重機船で
立て起こし
椛島北側海域

三菱重工業

三井造船

長崎造船所

千葉事業所

香焼ドック

400 x 72m

990 x 100m

Dock 進水

Dock 進水

Dock 内小名浜港岸壁

Dock 進水
起重機船で補助淡路島沖

Dock 進水

北九州岸壁
RNA を陸上で風車搭載方法起重機船

地上ｸﾛｰﾗｸﾚｰﾝ 地上ﾘﾝｶﾞｰｸﾚｰﾝ

起重機船

一体化後
起重機船

係留形式

カテナリ―

カテナリ―

カテナリ―

カテナリ―

カテナリ―

スタッド付

スタッド付

スタッド付

スタッドレス

チェーン

チェーン

チェーン

チェーン

132φ×6 本

132φ×8 本

132φ×6 本

132φ×9 本

R3S

R3

R3S

R4

高把駐力

高把駐力

高把駐力

高把駐力

高把駐力

アンカー

アンカー

アンカー

アンカー

アンカー

風車試運転

椛島沖

小名浜港

非公表

風車運転開始2013 年度

2013 年度

2015 年度

2016 年度

2019 年度

現況

商用運転中

撤去済み

撤去済み

撤去済み

実証運転中

スタッドレスチェーン
係留本数

132φ×3 本R3S中間シンカー付

アンカー

6

洲本
及びサイト

響灘沖

2022/3

３．２

福島⾵⾞の維持管理事例

３．２．１

実証事業及び維持管理⽅針の概要「福島浮体式洋上ウィンドファーム実証事業」は、資源エネルギー庁により、2011〜21
年度（平成 23 年度から令和 3 年度）まで実施された。
図 3.2.1 に実証事業の概要を⽰す。

図 3.2.1

福島浮体式洋上ウィンドファーム実証事業概要

本ウィンドファームは、2MW、5MW、7MW の浮体式洋上⾵⾞合計 3 基と、浮体式洋上
サブステーション（変電所）1 基で構成されている。各浮体は⽇本海事協会（以下、NK）に船級登録され、船級維持のための定期的検査を受検する必要があるので、検査時に年次点
検、修理が終了済みであるよう、維持管理計画を作成、実施した。
定期的検査には、船級登録時を起点として、5 年毎に⾏われる「定期検査」、定期検査と定期検査の間に⾏われる「中間検査」、いずれも該当しない年度に⾏われる「年次検査」の3 種類があり、検査にあたっては、NK の承認を得た検査計画書、検査要領書が必要となる。
定期的検査は登録時期を起点とするため、ウィンドファーム内の 4 浮体の設置時期の違いから、当初、浮体毎に受検年度がまちまちだったが、定期検査では ROV の投⼊や場合によっては補助作業船が必要になるため、NK と調整の上、検査年度・時期を⼀致させ、検査費⽤を削減した。
図 3.2.2 に検査年度の調整について⽰す。

72022/3図 3.2.2

ウィンドファーム内の浮体検査時期の調整

検査項⽬は定期検査が最も多く、次に中間検査が多い。この⼆つの検査では検査員が⽴ち会う。年次検査は⾃主検査の報告のみとなる。
提出資料としては、⾃主点検結果の他、前回検査からの 1 年間に遭遇した最⼤の環境外⼒の記録、修理履歴がある。
これらの浮体のうち、5MW ⾵⾞浮体（船名「ふくしま浜⾵」）およびサブステーション
浮体（同「ふくしま絆」）について、船級維持のために要求される定期的検査を節点とした維持管理について紹介する。
３．２．２

年次検査への対応（例：2019 年度

ふくしま浜⾵・5MW ⾵⾞浮体）

上述の通り、年次検査は、船級に承認された検査計画書及び検査要領書に基づいて事業者が⾃主検査を⾏い、保守点検記録及び⾃然環境に関する記録と併せて検査員の確認を受ける（検査員の現地⽴会は不要）。
図 3.2.3 に⾃主検査から検査員の確認までのステータスと点検対象の例を⽰す。

図 3.2.3

⾃主検査から検査員の確認までのステータスと点検対象の例

82022/3３．２．３

中間検査への対応（例：2020 年度

ふくしま浜⾵・5MW ⾵⾞浮体）

中間検査では、年次検査と同様の検査を⾏う他、検査計画書及び検査要領書に記載された検査を⾏い、検査員の現地⽴会が必要となる。主な⽴会検査箇所は、「現状を⾒ることができる範囲」として、次のようなものがある①

喫⽔線より上⽅の外板、暴露甲板②

⽔密性及び⾵⾬密性を要求される⼾等の開⼝部③

喫⽔線より上⽅の係留設備及びその周辺の構造④

排⽔管、吸⼊管、排出管及び弁⑤

代表的なバラストタンクの内部（建造後 5 年以上経過した場合）そのため、上記箇所を検査前に点検し、不具合があれば補修する。
３．２．４

定期検査への対応（例：2017 年度

ふくしま絆・サブステーション浮体）

定期検査は、中間検査と同様の検査を⾏う他、検査計画書及び検査要領書に記載された詳細な検査を⾏う。詳細な検査として、次のようなものがある。
①

防⾷システム（アノード）②

係留施設及び海底係留点の設置位置確認③

係留ライン（接続端部を含む全⻑の現状調査）④

チェーン及びストッパ（海⾯上側）の清掃のうえ精査と⾮破壊検査

これらの検査には、ダイバーや ROV の使⽤が必要になる。検査前の点検及び補修は⼤掛
かりな⼯事となることがある。補修⼯事費⽤を最⼩限に抑えるため、交換が必要なアノード、塗装等は、定期検査直前に交換または補修時期となるよう計画し、現地での作業をなるべく短期間に集中的に⾏う。
定期検査における検査員⽴ち合い試験の⼀例として、図 3.2.4 にヘリデッキ消⽕装置効⼒試験の写真を⽰す。

図 3.2.4

定期検査におけるヘリデッキ消⽕装置効⼒試験

92022/3

３．３ バージ型浮体式洋上風力発電システムの実証研究
国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）の委託業務として、バージ型浮体式洋上風力発電システムの実証研究が行われている。浅海域（50m～100m）を対象とした
低コストな次世代浮体式洋上風力発電設備の開発が目指されており、実証機は北九州沖に設置されている（図３．３．１参照）。実証研究のコンソーシアムは、日立造船株式会社、丸紅株
式会社、株式会社グローカル、エコ・パワー株式会社、国立大学法人東京大学、九電みらいエ
ナジー株式会社により構成される。
実証機の概要を図３．３．２および表３．３．１に示す。主な特徴として、喫水が小さく浅海域への設置に適していることや、浮体の中央にムーンプールが設けられていること、9 点係
留されていることなどが挙げられる。
バージ型浮体の課題として、上下揺れ、縦揺れ、横揺れの固有周期が台風時の波周期に近いため、台風襲来時に動揺が大きくなることが挙げられる。この対策として、浮体底部のフィンや浮体本体の形状の改良が考えられる。

図３．３．１ 実証機の設置海域

図３．３．２ 実証機の概要

表３．３．１ 実証機の概要

102022/3

2019,2020 年度の開発成果および 2021 年度の実施予定項目は以下のとおりである。

（１）2019 年度の主な成果①

浮体設備の分析・検証に関しては、データサーバ及びネットワークシステムの整備を完了
し運用を開始した。浮体西北西 300m の海上にブイ式波高計を設置してデータ取得を開始した。海域の特性（風、波浪、水流）に関する観測データ、風車の動揺・構造応答データの収集を行い、先行して開始した藍島における風況観測結果と併せて解析を進めた。

②

経済性評価に関して、風車設置後の実運営より、DEVEX、CAPEX、OPEX の実績値を取りまとめた。

③

海域利用の調整に関して、漁業と発電施設の共存に関して海域における漁獲試験を継続して、影響評価を行うためのデータ収集を進めた。

④

保守管理技術に関して、風車の故障予知ロジックの検討を開始した。ROV による保守管理
技術の開発を進め、試験運用の計画を立案した。収集データから、タワー、浮体、係留への負荷の作用状況の確認を進めた。

⑤

環境影響評価に関して、稼働中の現地調査（水質、水中音、水中生物、鳥類、生態系、付着生物）を実施した。

⑥

合理化・低コスト化に関して、浮体構造の製作の合理化に関する検討を行った。高効率係留システムの開発に関して合成繊維ロープの要素試験を開始した。観測センサーや監視カ
メラにより、アクセス状況、運用状況のモニタリングを開始した。

⑦

電力品質の評価に関して、2019 年 11 月 27 日から 1 か月間電力品質測定を実施した。

⑧

電気工作物の保安管理体制について、電気保安管理体制を構築した。

⑨

国民との対話に関して、親子科学工作教室、大学での特別講義を実施した。一般社会向けに、ホームページの原案を作成した。また、北九州市で開催される展示会に参加した。

（２）2020 年度の主な成果①

外部条件・設計手法の検証に関して、観測された外部条件（風、波浪、水流）の整理結果に基づいて、設計ツールを用いて浮体動揺等を計算し、観測値と比較した。

②

観測システムに関して、データ共有システム、データ収録システムの保守、改良を行った。ブイ式波高計のデータの第 1 回目の回収を行った。

③

保守管理技術に関して、24 時間で浮体状態を遠隔監視し、モニタリングデータについても収録及び蓄積を常時行った。ROV を用いた保守管理技術の開発を進め、各種実海域試験を実施中した。故障予知診断システムへの気象データの取り込みを開始し、故障予知診断モデルの作成を進めた。浮体アクセスに関して、アクセス可否と気象海象との関係調査を進めた。

④

風車、係留索の維持管理に関して、翼の保守、ピッチ機構プログラムの改善点の抽出と分析を行った。また、係留索については腐食、摩耗量の測定を行った。

11

2022/3⑤効率的な係留技術に関して、低コスト化に向けた検討として、合成繊維ロープの疲労試
験・浸漬試験を実施した。

⑥

電力品質の評価に関して、系統連系後の電力品質測定を行い、電力品質の良否確認、風車
運転状態が電力品質に与える影響の調査を行った。

⑦

環境影響評価に関して、事後調査を実施しデータの蓄積を行った。過年度に実施した事後調査結果とあわせて再度検証を実施した。

⑧

海域利用者や行政機関との調整に関して、漁獲試験状況をとりまとめ、洋上風車が漁業に与える影響の評価を進めた。

⑨

コスト評価に関して、コストダウン実現に向けたシナリオ設定の前提を作成した。

⑩

国民との対話に関して、COVID19 の影響で対面方式を基本とするイベントについては中止した。一般社会向けホームページについては気象・海象情報のリアルタイム配信の準備を行った。

（３）2021 年度の実施予定項目①

外部条件・設計手法の検証に関して、観測された外部条件（風、波浪、水流）の整理、解析値との比較検討を継続し、浮体動揺のデータに加え、浮体構造に作用する波圧と生じる内力との比較を実施する。

②

観測システムに関して、データ共有システム、データ収録システムの保守、改良を継続する。

③

保守管理技術に関して、ROV 実海域試験を実施し、課題等を整理して来年度実施する模擬検査（NK 定期検査想定）に活かす。故障予知診断システムにおいてデータ蓄積を継続し、故障予知モデルを追加作成して、異常と実際の事象の突合せ確認を継続する。

④

風車、係留索の維持管理に関して、風車制御プログラムの改善、効率的係留技術確立のためのデータ収集を行う。

⑤

効率的な係留技術に関して、実施中の要素試験データの蓄積及び整理と評価を行う。

⑥

電力品質の評価に関して、最終報告を取りまとめる。

⑦

環境影響評価に関して、調査を実施してデータの蓄積を行い、過年度分調査結果との比較、累積評価を実施する。さらに、事前の予測・評価内容と比較し、妥当性、影響の再検
証を行う。

⑧

海域利用者や行政機関との調整に関して、漁獲試験を継続し、漁業影響評価を実施する。

⑨

コスト評価に関して、事業性評価を実施する。

⑩

国民との対話に関して、一般社会向けホームページを再開し、研究通信の定期更新、気象・海象情報のリアルタイム配信を開始する。

12

2022/3

４．浮体式洋上風力発電設備の商用化に向けての検討
４．１ 建造方法の検討
風車の大型化や設置までの効率化も進んできており、着床式洋上風力発電設備のコスト削減
が大きく進んでいることが報告されている。
欧州では 10 円/kWh を下回る価格で売電される事例も報告されており、国内でも FIT 価格で11.99 円/kWh という事例が出てきている。
また、2020 年の経済産業省資源エネルギー庁、第 2 回 洋上風力の産業競争力強化に向けた
官民協議会では以下の目標が設定された。

政府による導入目標の明示
・2030 年までに 1000 万 kW、2040 年までに 3000 万 kW～4500 万 kW の案件を形成する。
産業界による目標設定
・国内調達比率を 2040 年までに 60%にする。
・着床式発電コストを 2030～2035 年までに 8～9 円/kWh にする。

ここでは政府の導入目標に着目し、達成可能な建造方法を検討する。
なお、今回の検討の前提条件は以下のとおりである。

・浮体はセミサブとし、セミサブの浮体形状は標準的と思われる浮体形状とする。
・10MW 風車に絞ることとする。
・浮体基礎は鋼製であり、総組み時間の短いブロック工法とする。
・浮体式風力発電設備設置サイト近郊で、数 10 機～数 100 機の建造を効率的に行うことを念頭に、特に問題となると考えられる進水方法について比較する。

表４．１．１ 浮体式洋上風力発電設備主要目
主要目

値

単位

風車出力

10

MW

ブレード長さ

110

m

ハブ高さ

115

m

浮体軽荷重量

5000

ton

全幅

81

m

全長

70

m

稼働喫水

20

m

軽荷喫水

6

m

13

2022/3

仮に 2040 年までに残された約 20 年間で 4500 万 kW を全て浮体式でカバーすると仮定すると，4500 万 kW/20 年＝225 万 kW/年，今回出力を 10MW/機(1 万 kW/機)と仮定しているので 225
機/年というペースで建造が必要となる。したがって、365 日/225 機＝1.62 日/機のペースで建造する必要があり、10 の企業体で並行して建造したとしても 16.2 日/機のペースでの建造が必要となる。
なお参考までに、ブロック搭載開始から浮体式洋上風力発電設備稼働までに 6 か月程度/機という試算もあるので、常時約 113 機（≒30.5 日×6 か月/1.62 日/機）が建造中もしくは設置中という計算になる。

建造・設置工程を整理すると大きく以下の 8 工程に分かれる。
⓪ブロック製造①陸上で浮上可能な最低限のブロックを搭載，塗装：4 週②進水③浮上状態でその他のブロックを搭載，塗装，艤装他：12 週④タワー，RNA 搭載：1 週⑤風車コミッショニング，艤装：3 週⑥曳航設置：1 週⑦最終調整：3 週→その後運転開始①～⑦：24 週≒6 カ月

①

③

②

⑦

任意の浮体組立ヤード⑥
任意の風車搭載ヤード⑦④⑤

図４．１．１ 建造工程イメージ

14

2022/3

これらは基本的に既往の造船・海洋構造物建造技術の延長であり、進水方法としてこれまでの国内の浮体式洋上風力発電設備実績同様に、ドライドックに注水する方法を採用することもできる。しかしセミサブ浮体の大型化により建造できるドライドックの数は限られ、また注排水にかかる時間も前述の建造ペースを下げる一因になると考える。
そこでドライドックによる進水に代わる手法として、シップリフトによる進水、セミサブ台
船による進水を紹介する。なお、風車基礎はその後のブロック接合箇所が気中となる最低限のブロック搭載完了後に進水させることにより、地耐力が小さい建造ヤードでも対応できると考える。
またドライドックとは異なり、いずれの手法についても進水に係る設備をサイト近くに容易に移設することが可能である。

ウィンチで台船の姿勢を制御しながら、台船が中性浮力となるまでバラスト注水し、台船上の風車基礎を進水させる。
風車基礎
台船

ウィンチ

台船
進水

図４．１．２ シップリフトによる進水

セミサブ台船にバラスト注水し没水させるとこにより、台船上の風車基礎を進水させる。

風車基礎
セミサブ台船セミサブ台船進水

図４．１．３ セミサブ台船による進水

152022/3

４．２ 浮体式洋上風力発電施設におけるリスク評価の適用について概要
浮体式洋上風力発電施設におけるリスク評価の適用について検討するため、文献調査を中心にリスク評価
に関する調査を行った。本節では、その結果を記述する。

調査の背景および目的
浮体式洋上風力発電プロジェクトにおいて、初期の意思決定段階で、リスク評価が重要と考えられる。その背景に、「安かろう、悪かろう」の浮体コンセプトの存在

斬新なコンセプトが発表され、建造コストの小ささといったメリットが目立ち、安全性の問題点が隠れがちとなる。



例えば係留系の冗長性が、連鎖漂流リスクの大小に直結する。

等の問題がある。

また、リスク評価の重要性として、


船級協会の認証の有無だけでは測ることのできないリスクが存在し、定量的な評価によらなければ総合的に合理的な判断が難しいこと



リスクの大小と建造コスト（CAPEX）・運用コスト（OPEX）の大小は高い相関があると考えられるが、両者のバランスをどのように見積もるかが現時点では困難であることも挙げられる。さらに、浮体単体だけでなく、ウィンドファームとしてのリスク評価手法（浮体配置、O&M 戦
略等）も今後重要になると考えられる。
そこで、浮体式洋上風力発電プロジェクトのリスク定量評価をどのようにすべきか検討し、明らかにすることを目的とし、他分野を含むリスク定量化手法を調査した。

調査手法「リスク＆定量評価」のように、定量的評価に着目し、リスク分析に関する文献・技術資料を検索し、できる限り概論が記述された文献を絞り込み、15 文献をレビューした。なお、下記の業界の文献を参考にした。
調査資料名および概要は、本章末尾の一覧表を参照のこと。


海洋開発



原子力発電



情報システム開発



労働災害



道路施設の保全



資源経済学

調査結果
定量的なリスク評価は、「影響度×発生確率」で評価することが多い。海洋開発分野では HAZID 等においてリスクマトリクスとしても知られる手法である。

16

2022/3

Fig.4.2.1 リスクマトリクスの例 1)
原子力分野では、早くからリスク評価が用いられてきており、検討事例も多いが、事故（ハザード）の性
質の違いから、必ずしもそのまま理論を流用できない。原子力分野の場合、事故は絶対に起きてはならない
ものとして扱われるため、その単一事象が発生する確率の評価（PRA: Probabilistic Risk Assessment,
PSA: Probabilistic Safety Assessment ）に重きが置かれる。ある機器の損傷が最終的な事故につながる確率の分析に強みがある。

Fig.4.2.2 PSA モデルの例 2)
資源経済学分野では、プロジェクト採算性の評価手法として、Decision Tree による NPV(Net Present
Value)の評価がされている。プロジェクトの総合収支スケジュールを場合分けして記し、それぞれのケースの NPV を算出、発生確率と掛け合わせて合計することで NPV 期待値を算出している。

17

2022/3

Fig.4.2.3

Decision Tree の例 3)

保険会社（損保ジャパン）のリスク定量化手法として、リスクカーブを用いる手法が紹介されている。リ
スクカーブから、PML(Probable Maximum Loss: 予想最大損失額)、VaR(Value at Risk)、損失期待値などを算出できる。いずれもプロジェクトの意思決定に用いられる指標だが、リスクを単一であらわす場合は損失期待値が適している。

Fig.4.2.4 損失期待値モデルの例 4)
洋上風力発電の O&M は LCC の多くを占めるため、その削減はウィンドファームの経済性に重要である。時間の経過とともにシステムの信頼性（例えば信頼性指標β）は低下していくが、適切なメンテナンスは信頼性指標を維持あるいは向上させる。

18

2022/3

Fig.4.2.5 信頼性指標βの時間変化の例 5)
効率的な O&M のため、リスクベースの検査（RBI）も行われている。リスクベースの検査（RBI）のケース
スタディではトランジションピースの検査において 1 億円/１MW 削減となった例も報告されている 6)。

Fig.4.2.6 RBI における Decision Tree の例 7)
まとめ浮体式洋上風力発電施設の計画段階から運用段階まで、一貫してリスク評価可能な手法は見つけられなかった。しかし、それぞれの段階で他産業におけるリスク評価手法から適用可能と考えられる手法を精査することで、より効果的な浮体式洋上風力発電施設のリスク評価が可能と考えられる。

参考文献
1)

海洋開発人材育成カリキュラム・教材開発に関する検討委員会，安全と環境保全/プロジェクトマネジ
メント(2017)

2)

桐本ら，原子力発電所のリスクを定量的に把握する(2010)日本原子力学会誌,Vol.50, No.4，2010.

3)

JOGMEC，資源経済の基礎 (2005)

4)

SOMPO リスクマネジメント HP

5)

B. Yeter, Y. Garbatov⁎, C. Guedes Soares, Risk-based maintenance planning of offshore wind19

2022/3

turbine farms, Reliability Engineering and System Safety 202 (2020) 107062.
6)

Koltsidopoulos Papatzimos, A; Dawood, T; Thies, PR, Cost-effective risk-based inspection
planning for offshore wind farms, Non-Destructive Testing and Condition Monitoring, 2019.

7)

José G. Rangel-Ramírez1, and John D. Sørensen, Optimal Risk-Based Inspection Planning for
Offshore Wind Turbines, Steel Structures 8 (2008) pp.295-303, 2019.

20

2022/3

調査資料
No.

Title

発表年

著者名、所属

事業マネジメントハンド
1

ブック

概要
プロジェクトマネジメントにおけるリスク管理について、その概要と簡単な方法を

―

―

述べる。

参考資料 5（リスク管理）
5 章では、海洋開発の現場において重要視される事故リスクに対して、過去の事故
2

安全と環境保全／プロジェクトマネジメント

2017

海洋開発人材育成カリキュ

事例・リスク評価手法・環境影響評価などについてまとめている。

ラム・教材開発に関する検6 章では、海洋開発におけるプロジェクトマネジメントの流れを纏めている。計画

討委員会

作成、スケジュールおよびリスク・品質管理、契約やファイナンスについて、及び付録として世界の実海洋開発プロジェクトの例を記している。
SONPO マネジメントにて使用されている、定量的リスク評価手法について簡単に

3

リスク定量評価関連情報―

SONPO リスクマネジメン

まとめている。リスクのリストアップと分析を行い、事象のモデル化を行ったの

ト

ち、発生確率と発生時被害額からイベントツリーを描き、最終的にリスクカーブと名付けられた独特のグラフを描いている。

456

確率論的リスク評価(PRA)
島根原子力発電所 2 号炉確率論的リスク評価解説編
原子力事業のリスクマネ
ジメントについて―

株式会社テプコシステムズ

2014

中国電力

るリスクアセスメントフ
ォームの研究要および活用状況を簡潔にまとめている。
PRA について、実際に原子力発電においてどのように用いられるかを簡易的にまとめている。
原子力発電の事業経営において、安全性を向上させるうえでの取り組み内容ついて

2013

関西電力

まとめている。業務執行におけるリスク管理を実際にどのように行っているかも含まれる。
情報システム開発におけるリスクアセスメントは、プロジェクトを成功させるうえ

情報システム開発におけ
7

原子力発電のオペレーションで用いられる確率論的リスク評価(PRA)について、概2005

塚原壑（筑波大学）で重要である。本論文では、当該内容の概要、製作したリスクアセスメントフォー
ム、実際にそれを適用した結果についてそれぞれまとめている。

21

2022/3

コンベヤに起因する労働災害の多発に注目し、どの作業・業種・機種で災害リスク

コンベヤを対象とした労8

働災害分析 ―労働損失日数の活用によるリスクの2012

梅崎ら（労働安全衛生総合が高いかを評価する方法を開発した。具体的には、労働災害の発生件数と労働損失

研究所）

日数をかけた全労働損失日数を指標とした。これを基にコンベヤ作業のリスク分析を行い、リスクが高い状態の洗い出しを行った。

定量的評価―
9

原子力発電所のリスクを定量的に把握するPSA（ないし PRA）について、その概要、及び得られたリスク情報の活用法、また2010

路施設の総合維持管理手

リスク評価に関する研究として①手法の精度向上➁トラブル発生データベースの整備③機器故障確率推定精度向上に関する研究内容を紹介している。

道路の保全をどこから手を付けたらいいのか考える為に、リスク評価の考え方を導

リスク評価に基づいた道10

桐本ら（電力中央研究所）

2011

法の開発

杉浦ら（大日コンサルタン

入した。具体的には、道路施設の破損によって発生する損失額、破損確率、破損影ト）

響確率を考慮したリスクを算定し、さらに修繕の費用対効果と総予算を考慮して保全対象とする道路を選ぶ。
リスクは損害が起きるかどうかわからない場合に発生するものであるから、常に不11

リスク解析における不確
実性

2009

緒方裕光（国立保健医療科
学院）

確実性が付きまとう。リスク解析は様々な分野で用いられるものの、この不確実性について議論が統一されているわけではない。本論文ではこの不確実性について、なぜ生じるか、どう分類されるか、分類ごとの不確実性評価手法について概説している。
資源経済学（鉱業活動・資源開発を行う上での経済学的側面、もしくは資源問題政12

資源経済の基礎2005

JOGMEC13

リスク分析の考え方

2006

自律移動支援プロジェクト

軽水炉の確率論的安全評

2006

村松健（日本原子力研究開

レベル 1PSA の概枠、実作業の中身、及びモデルの評価などについてまとめてい

発機構）

る。

14

価(PSA)入門第三回

トにおける定量的リスク評価

自律移動支援システムのリスクについて、マトリクスに基づいてリスクを整理し、対策をまとめている。

プロジェクトマネジメントにおいて、①リスクの認識、➁リスクの定量評価、③リ

プロジェクトマネジメン
15

策の裏付けとなる経済理論）についてまとめる。

2008

澤田美樹子（日立東日本ソスクの影響見積リュ）評価を行うことを考える。

22の３つに注目し、モンテカルロシミュレーションによってリスク

2022/3

洋上風力発電産業で適用されるリスクと信頼性解析の手法のレビューと分類に焦点を当てている。従来の定性的な故障モード解析、ツリー解析、ダイアグラム解析、
A review of reliability-based
16

methods for risk analysis andtheirapplicationin

theハザード解析に加えて、相関故障モード解析、脅威マトリックス、ダイナミックフ
2018

Mareike Leimeister,ォールトツリー解析など、より高度で新しい手法、極限状態の概念や 1 次、2 次信

Athanasios Kolios

頼性手法などの解析的なもの、モンテカルロシミュレーション、応答曲面法、重要

offshore wind industry

度サンプリング法などの確率的なものなど、さらに、ベイズアプローチ、信頼性設計最適化ツール、多変量解析、ファジー集合論、データプーリング戦略など活用されるようになっている。
風力発電設備の信頼性とメンテナンスに関する既存の研究を包括的に説明してい

17

Wind

EnergyFacility

Reliability and Maintenance2013

Eunshin Byon,

る。関連する研究を 3 つの主要なカテゴリーに分類している。最初のカテゴリー

Lewis Ntaimo,

は、風車の劣化と故障パターンを扱い、運用と保守の最適化を目指すものである。

Chanan Singh,

第 2 および第 3 のカテゴリーは、それぞれウインドファームレベルと電力システム

Yu Ding

全体のレベルでの信頼性評価に焦点を当て、より広い意味での信頼性問題を論じている。
洋上ウィンドファーム業界がどのようにリスク管理に取り組んでいるかを調査し、リスク管理に関する既存の理論を研究することで、改善策を提案することを目的と

18

Risk Management in Offshore
Wind Farm Development

2017

ERIK AHLGREN,EDIS GRUDICしている。
スウェーデンの洋上ウィンドファーム開発、およびバルト海に洋上ウィンドファー
ムを建設におけるリスク低減の可能性を分析した。このために、洋上ウィンドファ
ーム Rødsand 2 のケーススタディを実施した。
本ガイドラインの目的は、対象グループ（保険ビジネスにおけるリスク負担者、お洋上ウィンドファームの19

リスク管理に関する国際的ガイドライン
Offshore Code of Practice

よび洋上ウィンドファームの組立てに関与するすべての当事者）が、実施工程、潜2014

スイス損害保険会社

在的リスク、およびリスクを低減または防止する可能性のある予防策を理解、もしくはそれらを意識することである。

23

2022/3

ジャケット型およびトリポード型の風力発電機支持構造において、疲労が発生しやすい細部の点検および保守計画の側面について考察している。石油・ガス設備で使用されているリスクベースの点検計画手法に基づき、洋上風力タービンの最適な点

20

OptimalRisk-Based

Inspection

Planning

検・保守計画のためのフレームワークを提示している。
2008

forOffshore Wind Turbines

José G. Rangel-zzRamírez,通常、風荷重が波荷重を上回り、ウィンドファームの後流効果が重要で、信頼性レJohn D. Sørensen

ベルが石油・ガス設備よりも大幅に低いため、洋上風力発電の特殊な側面が考慮されている。結果の一例として、検査時間を計算した結果に基づき、後流の乱流による疲労が増加により、風力発電ではより早い検査が必要であることが示されている。

本論文では、主なリスク管理の側面を含む、風力発電所の最適設計への新しい貢献
Optimization of Wind Farm
21

TurbineLayoutIncludingJavier Serrano González,2012

Decision Making Under Risk

Manuel Burgos Payá n,
Jesús M. Riquelme-Santosを紹介する。このアルゴリズムの目的は、ウィンドファームの設計に使用される風力データが、プロジェクトの最終的な収益に影響を与えるある程度の不確実性を含むことを考慮し、ウィンドファームの期待利益を最適化することである。提案手法
では、収益性を表す数値として正味現在価値（NPV）を用いている。

原子力、石油・ガス、化学、航空宇宙など他の産業における既存の知識を基に、洋上風力発電所のためのリスクベース検査（RBI）フレームワークを提示している。
この手法は、I&M 活動の最適な選択と優先順位付けを可能にする臨界性分析を通Cost-effective
22

inspection

risk-basedplanning

offshore wind farmsfor

A Koltsidopoulos Papatzimos,
2018

T Dawood,P R Thies

じて、運用または保守活動の確率、結果、コストを考慮するものである。
このフレームワークを風力タービンのトランジションピース（TP）に適用したケー
ススタディにおいて、設計、運転、検査報告書、監視装置から得た情報を調査して、その結果を示している。また、RBI の実施をさらに改善するために、新しいモ
ニタリングと目視検査技術をどのように活用するかについてのガイドラインも提案
している。

24

2022/3洋上ウィンドファームに設置されるモノパイル洋上風力発電機の最適な台数を、エ
Risk-based
23

maintenanceplanning of offshore wind

B. Yeter,
2020

Y. Garbatov,
C. Guedes Soares

turbine farms

ネルギーコストの最小化を目標に推定する。このために、モノパイル支持構造の十分な数の設計組み合わせが実験計画法により作成され、次に、疲労限界状態に基づいて分析された。モノパイル設計に対して行われた疲労信頼性解析に続いて、ライ
フサイクルコスト解析に使用するために、製造コストと疲労に関する構造安全性の間の分析的関係が開発された。
本論文では、風力発電所と蓄電池を組み合わせにおいて、リスク指標に基づくロバ

Risk Measure Based Robust
24

Bidding

Strategy

forArbitrage Using a Wind Farm2013

and Energy Storage

Anupam A. Thatte,

スト最適化入札戦略の利用を提案している。ロバスト最適化のための複数の不確実

Le Xie,性は、コヒーレントリスク指標である CVaR（Conditional Value at Risk）に基づいてDaniel E. Viassolo,

選択される。電力価格予測と風力発電予測の不確実性が考慮されている。得られたSunita Singh

ロバスト最適化ベースの入札戦略を、複数の不確実性の異なる選択に対してモンテ
カルロシミュレーションを用いて評価している。

Risk
25

AnalysisandManagement of Construction
and Operations in Offshore
Wind Power Project

Jui-Sheng Chou,
2021

Pin-Chao Liao,
Chung-Da Yeh

台湾の洋上ウィンドファームの建設・操業におけるリスク管理について調査した。
目的は、意思決定者がこの産業のリスクをよりよく理解し、より効果的に管理できるようにすることである。本研究では、文献のデータ整理からリスク要因を特定し、研究方法と行動戦略を策定した。

25

2022/3

５．今後に向けての提言

わが国において浮体式洋上風力発電においてスパー式浮体を用いての商用運転が始まろうとしている。一方で、風車の大型化に伴い、比較的浅い海域（水深５０ｍ～２００ｍ）においてス
パー式の浮体を用いることが出来ない海域も多い。よってセミサブ型やバージ型や TLP 型の浮体を用いる必要があり、コストダウンのために量産化など様々な努力が行われている現状にある。
このような背景より、浮体式洋上風力発電の今後の発展に向けての提言として以下が挙げられる。

・コストダウンの観点からみた浮体、係留研究の強力な推進・様々な浮体コンセプトに対応する連成解析ソフトの使い勝手の改良や精度検証による知見の充実
・浮体式風力発電に対応した HAZID の構築

中でも浮体式風力発電に対応した HAZID の構築は設計から認証までの迅速化にも繋がるために早期に整備しておくことが今後に繋がると言えよう。

26

2022/3