土木学会開発委員会
特別シンポジウム
2019年7月1日

洋上風力発電の主力電源化に向けて
足利大学 理事長

牛山 泉

講 演 項 目
1．再生可能エネルギー導入の動き
２．世界と日本の風力発電の現状
３．進展する海外の洋上風力発電
４. 日本の洋上風力発電の主力電源化に向けて地球の温度上昇とCO2濃度
気温変化1990-2000年をベースとした気温変化）

大気中のCO2濃度

人間が排出したCO2
3

世界の自然災害地図 2017

730件の災害発生

１８年の
漢字は「災」
重大な20件の事象 全体の損害額と死者数が基準

地球変動事象：地震、津波、火山活動
気象事象:熱帯暴風雨、亜熱帯嵐、台風、嵐
水文事象：洪水、集中豪雨
4
気候事象：極度気温上昇、干ばつ、山火事

世界のエネルギー起源CO2排出量
オーストラリア
1.2%
南アフリカ 1.3%
その他 18.5%

インドネシア 1.4%

中国 28.1%

世界のCO2
排出量323億トン（2015年）

メキシコ 1.4%
ブラジル 1.4%
サウジアラビア 1.6%
カナダ 1.7%
イラン 1.7%

日本 3.5%
ロシア 4.5%

アメリカ 15.5%

インド 6.4%

ドイツ 2.3%
韓国 1.5%
フランス 0.5% イタリア 1.0%

イギリス 1.2%（EU15ヵ国 7.9％）

主要国の再エネの発電比率の実績と目標

日本の目標値は、主要国に比べて低い
実績

目標

ドイツ

27.6%（2014年）

50%以上（2030年）

スペイン

40.3%（2014年）

40%（2020年）

フランス

16.9%（2014年）

40%（2030年）

イギリス

20.3%（2014年）

31%（2020年）

日本

14.6%（2015年）

22-24%（2030年）
9わが国の2030年のエネルギーミックス10

 ２０３０年度のエネルギーミックス（再エネ22－24％）を目指し、最大限の導入に取り組む。
＜電源構成＞
再エネ １０％

再エネ １２％
原子力 １％

再エネ
２２〜２４％程度

原子力 ２５％原子力
２２〜２０％程度

地熱 1.０〜1.１％程度
ﾊﾞｲｵﾏｽ
3.７〜4.６％程度
風力 1.7％程度

太陽光
7.0％程度

火力全体：６５％
ＬＮＧ ２９％石油 １０％
石炭 ２６％

火力全体：８７％
ＬＮＧ ４０％
石油 １６％
石炭 ３１％

水力 8.8〜9.2％程度
火力全体：５６％程度
ＬＮＧ ２７％程度
石油 ３％程度
石炭 ２６％程度

ベースロード比率：５６％程度

２０１０年度

２０１３年度

２０３０年度
１０，６５０億kWh（電力需要＋送配電ロス等）

「エネルギーミックス」実現への道のり＜電源構成＞
再エネ 1０％

再エネ １２％
原子力 １％

原子力 ２５％

現在の水準
[A]

再エネ
２２〜２４％程度

地熱 1.０〜1.１％程度
ﾊﾞｲｵﾏｽ
3.７〜4.６％程度

原子力
２２〜２０％程度

風力 1.7％程度（2016年10月：推計値）

ミックスの水準[B]（2030年度）

11

B/A
(最大)

太陽光

3668万kW

6400万kW

約1.7倍

風力319万kW

1000万kW

約3.2倍

地熱

51万kW

140〜155万kW

約2.9倍

水力

4811万kW

太陽光
7.0％程度

火力全体：６５％
ＬＮＧ ２９％石油 １０％
石炭 ２６％

火力全体：８７％
ＬＮＧ ４０％
石油 １６％
石炭 ３１％

水力 8.8〜9.2％程度
火力全体：５６％程度
ＬＮＧ ２７％程度
石油
３％程度
石炭 ２６％程度

ベースロード比率：５６％程度

２０１０年度

２０１３年度

２０３０年度

１０，６５０億kWh（電力需要＋送配電ロス等）

バイオマス

305万kW

4847〜4931万
kW602〜728万kW

約1.0倍

約2.4倍

講 演 項 目
1．再生可能エネルギー導入の動き
２．世界と日本の風力発電の現状
３．進展する海外の洋上風力発電
４. 日本の洋上風力発電の主力電源化に向けて1980年代のカリフォルニアのウィンドファーム

世界の風力発電導入実績（2018年末）
世界で 35万台・600GW の風力発電機が稼働し、これは日本全体の発電設備の合計（約290GW）より多い。・世界の電力の4%強は風力発電が供給。

各国の風力発電導入量の推移
120,000
中国 (1位)

100,000

累80,000積
導入 60,000量

米国 (2位)（

M 40,000W）

ドイツ (3位)

20,000スペイン (4位)
インド (5位)

0

日本 (19位)'00 '01 '02 '03 '04 '05 '06 '07 '08 '09 '10 '11 '12 '13 '14

年15

出典 （GWEC, Global Wind Statistics (暦年版)を基に作成）

各国の風力発電導入率
3 nations exceed 20%

11 nations exceed 10%
・Wind power supplies
electricity demand in 2016 ;- 4% in the world- 10.4% in Europe- 5.6% in the USA- 4% in China- 0.5% in Japan

発電コストの推移 （海外）

TSC Renewable Energy Unit

 1980年以降、風力発電機の技術進展（大型化、高効率化等）及び市場の拡大に伴うコスト削減効果（量産効果、サプライチェーンの最適化、事業効率改善等）等により、風力発電の発電コストは1/8（日本円で約10円程度）まで低減。
0.70

500,000

約80円/kWh

450,000(134円/ユーロ換算)
100m
3,000kw

0.50
0.40
0.30

凡例
上段：ローター直径
下段：設備容量

350,00080m
1,800kw

300,000
250,00050m
750kw

200,000

30m
300kw

0.20
0.10

70m
1,500kw

400,000

150,000
日本

17m
75kw

累積導入量（MW）

LCOE（EUR/kWh）0.60

約15.9円/kWh（FY27FIT価格想100,000
定）50,0000.00

約9.8円/kWh

1984
1985
1986
1987
1988
1989
1990
1991
1992
1993
1994
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
2013
2014
2015

0

累積導入量（世界）LCOE(世界（中国を除く）)

発電コストの経年推移（世界）
出典：The future cost of onshore wind（ Bloomberg New Energy Finance, 2015）、 IEA Wind Task 26 “The Past and Future Cost of Wind
Energy(IEA, 2012)、総合資源エネルギー調査会新エネルギー部会（第２９回）（経済産業省、2008年）、FIT年報データを基にNEDO技術戦略研作成

国内の風力発電導入実績
2017年度末 推定累積導入量
 3,399MW 2,245基 453発電所


低迷！
大臣認定制度RPS法廃止~固定価格買取制度移行
環境アセス

18

日本の電力会社（含む関連会社）による風力開発例
東京電力・ユーラス・エナジー：
電源開発 J Power：
九州電力・九電工：
中部電力・シーテック：
関西電力・きんでん：
北陸電力・日本海発電：

国内風力 648MW
国内風力 402MW
長島WF等 70MW
青山高原等 63MW
白滝山WF等 50MW
福浦WF 21.6MWなど

講 演 項 目
1．再生可能エネルギー導入の動き
２．世界と日本の風力発電の現状
３．進展する海外の洋上風力発電
４. 日本の洋上風力発電の主力電源化に向けてポルトガル最西端ロカ岬の碑文〜此処に陸終わり、海始まる〜

デンマークの洋上ウィンドファーム

ＳＥＰ船による洋上風車設置状況

洋上風力発電の価格低下
 近年、欧州では、洋上風力発電の入札価格が急激に低下している
入札時期

国

サイト名

規模

価格

2015. 2デンマーク

Horns Reef 3(Vattenfall)

406 MW

104 EUR/MWh

2016.2オランダ

Borssele 1+2(DONG)

350MW × 2

72.7 EUR/MWh

2016.9デンマーク

Danish Nearshore(Vattenfall)

350MW

63.7 EUR/MWh

2016.11デンマーク

Kriegers Flak
(Vattenfall)

600MW

49.9 EUR/MWh

オランダ

Borssele 3+4(Shell, Van Oord,
Eneco, 三菱商事)

350MW × 2

54.5 EUR/MWh

ドイツ

Gode Wind III（DONG）

110MW

60.0 EUR/MWh

ドイツ

Borkum RiffgrundWest II + OWP West(DONG)

240MW +
240MW

市場価格
（補助金ゼロ）

ドイツ

He Dreiht(EnBW)

900MW

市場価格（補助金ゼロ）

2016.122017.4（出典）MHI Vestas社調査

海外の洋上風力拠点港の事例

写真：入れ替え追加

英国北ウェールズのモスティン港（Port of Mostyn, North Wales,UK）

クックスハーフェン港

ブレーマーハーフェン港における風力発電関連企業の集積状況 (2012年)

29欧州における洋上風力開発の傾向

欧州 における洋上風力導入量見通し
 陸上風力発電は2020 年頃に年間導入量は頭打ちとな る 洋上風力発電は2030 年まで年間導入量は拡大している。2020 年代の前半にも洋上風力発電の年間投資額が陸上風力発電投資額を超える見通し（出典）EWEA 「Pure Power wind energy target for 2020 and 2030」（2011 年）

講 演 項 目
1．再生可能エネルギー導入の動き
２．世界と日本の風力発電の現状
３．進展する海外の洋上風力発電
４. 日本の洋上風力発電の主力電源化に向けて

洋上風力発電の種類
着床式

浮体式

適用海域：水深50〜60m以浅

適用海域：水深50〜100m程度 適用海域：水深100〜200m程度

出典：NEDO

コンパクトセミサブ型

V字型セミサブ型

アドバンストスパー型

ハイブリッドスパー型

出典：経済産業省

環境省
経済産業省、ＮＥＤＯ、民間

洋上風力発電における技術開発の動向

日本の洋上風力発電の開発状況

五島（浮体式）2012 富士重工100kW2013 日立 2MW

響灘【着底式）2013
日本製鋼所 2MW
福島（浮体式）2013 日立 2MW,
パワーステーション
2015 三菱重工7MW

銚子【着底式）35
2013 三菱重工2.4MW

銚子沖洋上風車（NEDOの国プロ、三菱重工）
一体組されたナセル（MWT92洋上実証機）

2012年10月設置完了
2013年1月運開
銚子沖洋上サイトに設置された風車

あそ（左）くろしお（右）三菱本牧工場9号岸壁に接岸中のSEPあそ（左）、くろしお（右）「あそ」に翼3枚、RH、タワー1節目を搭載、「くろしお」 に
ナセル、タワー2~4節目及び650tonクローラクレーンを積載

千葉県銚子市屏風が浦沖３ｋｍ、出典；NEDO

福島県沖浮体式風車実証研究
福島復興・浮体式洋上ウィンドファーム実証研究事業

日本の再生可能エネルギーポテンシャル
単位（百万kW ）太陽光

150

風力（陸上）

300

風力（洋上）

1,600

中小水力

14

バイオマス

38

地熱発電

14

合

計

原子力発電

211,600万ｋW
4,820万kW（2011年3月時点）（環境省による2011−4）

わ が 国 に お け る洋上風力賦存量
NEDOによる洋上風力賦存量評価
 風速7m/s以上，離岸距離30km，水深200m までの洋上風力発電賦存量は，約12億kW
 水深50-200mの範囲の賦存量は水深50mまでの賦 存 量の4倍以上

洋上風力発電の開発可能性
着床式洋上風力発電の 適応限界
水深と 考え ら れ る 50mま での 賦存量は約2億1000万kW、設置可能
海域内 の 5%が 利用可能と した 場
合，1000万kWの設備容量

500,000浮体式 洋上風力発電が 実用化され れ ば ，水深200mま で 設置可能
海域の 賦存量は約12億kWとなり、利用可能率を4%と した 場合，4800
万kW の設備容量

200,000

水深0-20m
20-50m50-200m

400,000

300,000

100,000

00-10km

10-20km
離岸距離20-30km日本を救う洋上風力発電

日本を救う洋上風力発電

再エネ海域利用法の概要• 再エネ海域利用法に基づく、具体的な手続きの流れは以下のとおり。
促進区域の指定認定された計画に基づき、国交大臣により占用を許可︵最大 年間︶

先行利用者等をメンバーに含む協議会の意見聴取認定された計画に基づき、経産大臣により FIT
認定 ※農水大臣、環境大臣等の関係行政機
関の長への協議

経産大臣及び国交大臣による
最も適切な事業者の選定と計画の認定事業者による
公募占用計画の提出

経産大臣及び国交大臣による公募占用指針の作成

経産大臣及び国交大臣による促進区域の指定

政府による基本方針の作
成

経産大臣及び
国交大臣による
区域の状況の調査

公募に基づく事業者選定

30

区域指定の案について公告（利害関係者は意見提出が可能）※電気事業者による再生可能エネルギー電気の調達に関する特別措置法第9条に基づく経済産業大臣による発電事業計画の認定

促進区域の指定②〜促進区域の指定プロセスの概要〜

A.都道府県からの情報収集（要望聴取）
・促進区域の指定を要望する都道府県は、以下の情報を国に提供
a. 促進区域の候補地
b. 地元関係者との調整状況（利害関係者を特定し、協議を開始する
ことについて同意を得ているか（協議会が設置できる状況にあるか））c. 促進区域の指定の基準等に係る都道府県の保有する情報（風況、水深、海底面底質、波高、離岸距離等）【3か月〜】
 公平、公正、透明性の観点から、一定の期間（3カ月程度）の下で都道府県等から情報収集（要望聴取）する。

B.その他の情報収集
・都道府県以外の関係者からの情報収集・調整等
・その他必要な既知情報の収集【１か月〜】
 第三者委員会の開催。

②第三者委員会の意見も踏まえ、有望な区域を選定（定期的に開催）④促進区域の指定について協議⑤利害関係者を含め、促進区域案について合意。

③ 調査実施区域の優先順位の決定④ 必要な調査の実施
・自然状況
・船舶航行
・系統の状況 等

国による詳細調査

協議会における調整③協議会の設置【３カ月〜】
 協議会について
は地元のご理解が前提となるため、これ以上の期間がかかる可能性もある。

⑤ 促進区域候補の絞り込み⑥第三者委員会における促進区域の基準への適合性評価を踏まえ、促進区域案を決定（定期的に開催）促進区域案について、⑦公告し、意見聴取 → ⑧関係行政機関の長への協議 、関係都道府県知事・協議会の意見を聴取⑨促進区域の指定【１か月〜】
 第三者委員会を開催。
【２か月程度】
 法律上の手続き。

︻年度ごと︼公平性を確保しつつ、継続的・計画的に運用するため、年度ごとに開始。

有望な区域選定のための情報収集①国による既知情報の収集

国内における洋上風力発電の導入計画

風力発電導入ロードマップ• ビジョンの基本条件とロードマップの設定方法– 2050年度需要電力量（シナリオＡ）に対して、風力発電で約20％以上供給
累積導入量を、Ｓ字カーブで設定
風力発電導入ロードマップ：ビジョン
8,000
7,000

浮体式風力
陸上風力

5,000

実績

年度

合計

陸上

着床

浮体

[億 k Wh ]2 0 10

24 8

24 5

3

0

43

2 0 20 1 ,09 0 1 ,02 0

60

10

2 30

2 0 30 3 ,62 0 2 ,66 0

58 0

3 80

8 10

2 0 40 6 ,59 0 3 ,80 0 1 ,50 0 1 ,2 90 1 ,6 20

4,000

2 0 50 7 ,50 0 3 ,80 0 1 ,90 0 1 ,8 00 1 ,8 80

3,000

2050年度推定需要電力量（シナリオＡ）に対して、風力発電から約20％供給可能

2,000
1,000

2050年度推定需要電力量（シナリオＢ）に対して、風力発電から約25％供給可能

0

2000
2002
2004
2006
2008
2010
2012
2014
2016
2018
2020
2022
2024
2026
2028
2030
2032
2034
2036
2038
2040
2042
2044
2046
2048
2050

累積導入量[万ｋＷ]

着床式風力

6,000

発電
電力
量

風力発電導入実績と導入目標値［ 万ｋＷ］

発電電力量は、2010年以前に建設した発電所設備利用率を20%として算出

欧州と日本の違いを認め○ 欧州

風力を日本の主力電源に！

オイルショック、酸性雨、チェルノブイリの経験から、
エネルギー安全保障と環境維持のためにはコスト負担を厭わない国民合意あり。
「エネルギー自立」と「環境保護」という大目的をEU指令で定め、風力の長期導入目標を設定。
各国は、自国に合った整合性のある政策支援を 長期間にわたって維持。

○ 日本
明確な国民合意が無い野心的な導入目標が無い
政策に整合性と一貫性が無い®これらの課題を解決すれば、（洋上）風力発電は日本の主力電源 となりうる。

ご清聴ありがとうございました。

2019.7.1. 前日シンポジウム パネル討議
オーガナイザー プレゼンテーション

わが国における洋上風力発電の可能性
・−北九州港響灘地区の取り組み−

永井紀彦

Toshihiko NAGAI(株)エコー 顧問
早稲田大学 非常勤講師 併任 （理工学術院）

海洋開発シンポジウム
での以前の検討事例

2014-2015
海洋開発シンポジウム
特別セッション

宇都宮パネラー（左：九州大学） 坂本パネラー（右：電源開発（株））

永井紀彦：
安田パネラー（左：名古屋大学） 白石パネラー（右：北海道科学大学）
特別セッションS1「洋上風力発電の実用化へ向けて｣のまとめ ，土木学会論文集B3（海洋開発），Vol.72，
No.2，pp. Ⅰ_1129-1134，2016.
赤星パネラー（左：（国研海上技術安全研究所）） 永井セッションオーガナイザー（右 (株)エコー）

2015.6.22. 土木学会海洋開発シンポジウム 特別セッション“洋上風力発電” のパネル討議

2014-2015年 特別セッションでのパネル討議
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•
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•

1)
支援港湾についてウィンドファームへの曳航条件や，岸壁ヤードの面積や地耐力についての配慮が必要となる．港湾インフラ整備が，洋上ウィンドファーム実現に向けての重要な課題となることが確認された．
風車へのアクセスについて
2)海域の波向き特性を考慮した適切なアクセス法について，アクセス船や洋上風車のアクセス位置に関しての検討が重要である．
3)
合意形成について
海域利用関係者間のスムースな合意形成のためには，地域における海域利用
関係者のプロジェクトへの参加が行われることが望ましい．地域との共同経営と管理が理想である．
系統受け入れ能力の強化
4)
洋上風力発電によって得られる電力を，既存の電力供給系統によって送電できるように，社会インフラとしての系統受け入れ能力の強化が望まれる．
5)
経済性について洋上ウィンドファームプロジェクトが経済的に成立するためには、故障を極力避け、安定した運転を継続できるようし，設備稼働率を高めることが重要である．
6) 好循環をめざして
上記の1)－5)を配慮し，洋上ウィンドファームが経済的にも成立できるような，
好循環のサイクルを形成することが，プロジェクト成功の鍵となる．

最近の状況１

2018.11.23. 日経新聞記事

最近の状況２• 課題も解決に向かいつつある。
• ①コスト• 技術開発研究（合理的設計法、基礎工法など）• スケールメリット（広い候補海域）の確保• インフラ整備（拠点港湾、送電網）• ②法制度• 再エネ海域利用法が成立•
港湾海域や一般海域を占有するプロセスが明確になった• ③送電線• 送電網整備増強（ハード）• 送電網の合理的運用（ソフト）最近の状況３• 2019.2.14.日経• 洋上風力発電への企業の取り組みが前進

パネラーの皆様方からの話題提供
米山治男 様から（国立研究開発法人 海上・港湾・航空技術研究所 港湾空港技術研究所 海洋研究領域長）「技術的な課題に対する解決方法の可能性」
国土交通省港湾局 様から「再エネ海域利用法について」
光武裕次 様から（北九州市港湾空港局理事）「北九州市の取組～「グリーンエネルギーポートひびき」事業の進捗～」
寺崎正勝 様から（ひびきウィンドエナジー（株）取締役）「響灘洋上風力事業の取組みと事業から見えてきた課題」

2019年7月1日
第44 回海洋開発シンポジウム（2019）前日シンポジウム「わが国における洋上風力発電の可能性 −北九州港響灘地区の取り組み−」

技術的な課題に対する解決方法の可能性
国立研究開発法人 海上・港湾・航空技術研究所

港湾空港技術研究所 海洋研究領域長
米山 治男

最近の動向（港湾関連）➢ 港湾の管理運営との共生のためのマニュアル（平成24年6月）「再生可能エネルギー源を利活用する区域」の港湾計画への位置付け➢ 洋上風力発電の固定価格買取制度の導入（平成26年4月）
洋上風力発電買取価格：36円/kWh➢ 港湾法の改正（平成28年7月施行）
最大20年の港湾区域占用のための手続き（占用公募制度）
北九州港・鹿島港において占用公募制度による事業者の選定➢ 洋上風力発電設備に関する技術基準の統一的解説（平成30年3月）
洋上風力発電設備等が適合すべき基準について、電気事業法及び港湾法における統一的な考え方を解説➢ 港湾の施設の技術上の基準・同解説（平成30年5月）「再生可能エネルギー発電設備の係留施設」について記載➢ 再エネ海域利用法（平成31年4月施行）
一般海域における促進区域の指定
占用許可の権限は国土交通大臣となり、占用許可の期間は最大30年
2洋上風車プロジェクト（着床式）
洋上風況観測システム実証研究・洋上風力発電システム実証研究（2009～2017年）

2.4MW, タワー高100m, ロータ径92m

銚子沖（重力式基礎）

2MW, タワー高80m, ロータ径83m

北九州市沖（ジャケット式基礎）

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）
Source: http://www.nedo.go.jp/fuusha/photogallery.html

3

洋上風車プロジェクト（浮体式）

2MWハイブリッドスパー型

五島列島浮体式風車（環境省）

福島県沖洋上ウィンドファーム（経済産業省）
Source: http://www.fukushima-forward.jp/gaiyou/index.html

4

技術的課題（調査・設計・施工）
調査• 広域な地盤調査の手法（CPT（コーン貫入試験）の適用性など）
設計• 波浪荷重の設定方法（砕波、衝撃波圧など）• 耐震設計法の考え方（レベル2地震動、液状化など）• 基礎構造の設計法（地盤特性の影響、大口径杭など）• 構造設計計算モデルの妥当性（荷重連成解析コードの適用性など）
施工• 風車の施工方法（低コスト施工法の開発など）• 基礎の洗掘防止対策（経済的工法の開発など）• 基礎の撤去方法（新工法の開発など）
5

波力算定に関する研究課題

港空研

洋上風力発電施設に働く波力算定法に関する研究
【課題】
【目的】
洋上風車の柱状構造に作用する長時間の時系列波 ・洋上風力発電施設の設計では、長時間力について、数値計算を用いた算定法を開発する。 の不規則波の時系列波力を作用させ、構造物の疲労等を検討する。
・モノパイル等の柱状構造にはモリソン式を用いた設計が考えられるが、長時間の時系列波力に関する知見は少なく、特に砕波帯における時系列波力の算定は難しい。
波力実験事例（海外）
Source: J. Ramirez, et al. (2013): Large scale model test investigation on
wave run-up in irregular waves at slender piles, Coastal Engineering, Vol.72.
非砕波

砕波力の算定法の模式図

砕波

砕波・非砕波の計算例

時系列的な砕波力について、水理模型実験と数値計算（CADMAS-SURF）により検討 6

耐震設計に関する研究課題
最大級の地震に対する洋上風力発電設備・沿岸域構造物の耐震性能照査の技術開発【目的】
洋上風車の荷重連成解
析コードでは地震動を取り扱うことができないことから、洋上風力発電設備の設計において地震動を考慮した耐震設計法を
確立する。

港空研

風車構造の地震被害（2016年熊本地震）
タワーの座屈風力久木野風力発電所（熊本県）
基礎の損傷

【課題】
・地震（水平・鉛直）、
風力、波力の組み合わせ
外力下で、風車構造の地震時挙動の鍵となる要因が解明されていない。
・地盤の液状化に伴う流動変位、支持力低下が風車構造に与える影響について検討されていない。

波力
地震動
阿蘇にしはらウインドファーム（熊本県）
Source: http://www.nedo.go.jp/
fuusha/haikei.html

地震応答解析による検討

Source: https://www.meti.go.jp/shingikai/sankoshin/hoan_shohi/
denryoku_anzen/newenergy_hatsuden_wg/pdf/009_05_00.pdf

Source: https://www.meti.go.jp/shingikai/sankoshin/hoan_shohi/
denryoku_anzen/newenergy_hatsuden_wg/pdf/013_03_02.pdf

7

杭基礎に関する研究課題
多様な変動荷重を受ける洋上風力発電
施設の杭基礎の水平抵抗特性の解明【目的】
大口径の杭の挙動を表現可能な数値解析
モデルと繰返し水平荷重を考慮した地盤の非線形ばねモデルを提案する。また、構成則で考慮されていなかった弾性限界範囲内
での微小な累積ひずみについて検討する。

港空研

【課題】
・大口径の杭においても、杭下端を固定端とした梁ばねモデルと同様の抵抗メカニズムを発揮するか不明である。
・現状の地盤非線形ばねモデルは、繰
返し荷重に伴う地盤の変形特性を表現できない。
・長期的な繰返し荷重により、微小なひずみの蓄積も懸念される。

大型土槽実験

実構造物

梁ばねモデル

FEM解析

要素試験（応力ひずみ関係）

遠心模型実験

杭基礎のモデル化手法

模型実験を中心に再現解析を含めて検討 8

風車施工に関する研究課題

NEDO

洋上風力発電低コスト施工技術開発

サクションバケット基礎

ジャッキアップ型作業構台

JIP(Joint Industry Program)方式による基礎構造の低コスト化技術の調査

ジャッキアップ型作業構台を活用した基礎構造物の施工

サクションバケット基礎を対象にして、風力発電事業者による協議会を設置し、ユーザー側からの低コスト化に向けた技術
課題を抽出し検討する。

石油掘削リグを改造したジャッキアップ型作業構台を活用し、着床式洋上風力発電施設の施工・運用保守の効率化を図る。

Source: http://www.nedo.go.jp/news/press/AA5_101019.html

9地球温暖化対策
パリ協定【各国の削減目標】【パリ協定の採択時の様子】

総排出量371億ﾄﾝ（2015年）【国別の二酸化炭素排出量の割合】

12030年度の電力由来エネルギー起源CO2排出量
約１．９億トン削減が必要
2013年度

2030年度

CO2排出量合計

5.48

3.60

05年排出量比

+18%

▲22%

13年排出量比―▲34%（億t-CO2）
6
5 4.634.38

4.97

5.39 5.48
3.6

4
3
2
1
0
2005
出典：2013 年度（平成 25 年度）の温室効果ガス排出量（確報値）について、環境省

2010201120122013

2030 （年度）

出典：長期エネルギー需給見通し関連資料、平成27年6月資源エネルギー庁

2

主要国の再生可能エネルギーの発電比率
100%

原子力, 0.0（発電電力量に占める割合）

原子力, 11.8
90%80%

原子力, 21.3

原子力, 19.8

原子力, 21.1

天然ガス, 13.4
天然ガス, 47.5

石炭, 9.0

天然ガス, 23.060%

天然ガス, 31.0

天然ガス, 40.0
石炭, 38.9

40%

30%

再エネ

33.6%
水力, 3.1

再エネ

水力, 6.9水力, 1.8

石油その他, 1.1

石炭, 11.9

29.7%
石油その他, 2.2

再エネ
再エネ

石炭, 7.0

水力, 58.5

35.6%

16.5%

再エネ(水力除く), 25.5
再エネ(水力除く), 30.5
再エネ(水力除く), 27.9

10%

ドイツ(2017年)

16.1%
水力, 18.8

水力, 7.1

水力, 8.0

再エネ(水力除く), 9.9
再エネ(水力除く), 8.1
再エネ(水力除く), 7.2
再エネ(水力除く), 6.1

再エネ(水力除く), 7.5
0%

再エネ

17.0%
再エネ(水力除く), 23.3

石炭, 32.3

24.9%

再エネ

石油その他, 1.2
石炭, 2.5
水力, 9.0

再エネ

石炭, 31.1

水力, 12.3

天然ガス, 7.220%

石炭, 68.6
石油その他, 8.7

石油その他, 5.0

再エネ

32.4%

再エネ

65.7%

石油その他, 6.1
石炭, 17.2

天然ガス, 39.8

石油その他, 1.3

原子力, 72.6

50%

原子力, 3.1

天然ガス, 9.2

石油その他, 2.3
70%

原子力, 14.7

原子力, 3.5
天然ガス, 2.8
石油その他, 0.4

スペイン(2017年) イギリス(2017年) フランス(2017年) イタリア(2017年) アメリカ(2017年) カナダ(2017年)

中国(2016年)

日本(2017年)

地熱
0.2％
ﾊﾞｲｵﾏｽ2.0％
風力 0.6％

風力
16.4％

風力
18.0％

風力
14.9％

風力
4.4％

太陽光
8.6％

風力
6.1％

目標年

①2025年②2035年

2020年

2030年

2030年

2020年

2035年

再エネ導入
目標比率

①40～
45%
②55～
60%

40％

44％（※）

40％

35～38％

80％

総電力比率

総電力比率

総電力比率

総電力比率

主要再エネ
※水力除く

（※）複数存在するシナリオの１つ。

クリーンエネルギー（原発含む）総電力比率

風力
4.7％

風力
3.8%

太陽光
5.2％※

2020年

2030年

－

15%

（国家レベルでは定めていない）

１次エネルギーに占める非化石比率22～24％－（国家レベルでは定め
ていない）

総電力比率

太陽光
5.2%
※四捨五入の関係で合計が一致しない（出典）資源エネルギー庁調べ。

3

エネルギーミックスにおける電源構成について

出典：長期エネルギー需給見通し関連資料、平成27年6月資源エネルギー庁

風力発電の発電比率 ： 0.6％（2017年度） ⇒ 1.7％（2030年度）

4

世界の洋上風力発電の導入実績（2017年）
我が国と同様に四面を海に囲まれているイギリスにおいて6,836MWの洋上風力発電が導入されているのに対して、我が国はわずか20MW。

国

洋上風力発電（MW）

イギリス

６，８３６

ドイツ

５，３５５

中国

２，７８８

デンマーク

１，２７１

オランダ

１，１１８

ベルギー

８７７

スウェーデン

２０２

日本

２０

出典：GWEC, Global Wind Report Annual Market Update 2017等より港湾局作成

2030年時点で10,000MW導入した場合、CO2排出1,450万トン程度抑制
出典：日本における洋上風力発電の導入推進に向けた提言（日本風力発電協会2018年2月28日）

5

洋上風力発電のための海域利用ルール整備の課題
課題① 占用に関する統一的なルールがない
・海域の大半を占める一般海域は海域利用（占用）の統一ルールなし（都道府県の占用許可は通常３～５年と短期）・中長期的な事業予見可能性が低く、資金調達が困難。

課題② 先行利用者との調整の枠組みが不明確
・海運や漁業等の地域の先行利用者との調整に係る枠組みが存在しない。

課題③ 高コスト
・FIT価格が欧州と比べ36円/kWhと高額。
・国内に経験ある事業者が不足。

課題④ 系統につなげない・負担が大きい
課題⑤ 基地となる港湾が必要
課題⑥ その他の関連制度でも洋上風力の促進を図るべき

6

洋上風力発電のための海域利用ルール整備の課題に対する対応策

再エネ海域利用法の創設により実現
対応策 ・国が、洋上風力発電事業を実施可能な促進区域を指定し、公募を行って事業者選定、長期占用を可能とする制度を創設。
【課題①】→FIT期間とその前後に必要な工事期間を合わせ、十分な占用期間（30年間）を担保し、事業の安定性を確保。

対応策 ・関係者間の協議の場である協議会を設置。地元調整を円滑化。
【課題②】・区域指定の際、関係省庁とも協議。他の公益との整合性を確認。
→事業者の予見可能性を向上、負担を軽減。

対応策【課題③】・価格等により事業者を公募・選定。
→競争を促してコストを低減。
7

再エネ海域利用法（H31.4施行）の概要• 再エネ海域利用法※１に基づく、具体的な手続きの流れは以下のとおり。
促進区域の指定認定された計画に基づき、国交大臣により占用を許可（最大 年間）

先行利用者等をメンバーに含む協議会の意見聴取認定された計画に基づき、
２
経産大臣により FIT
認定 ※農水大臣、環境大臣
等の関係行政機関の長への協議

経産大臣及び国交大臣による最も適切な事業者の選定と計画の認定事業者による
公募占用計画の提出

経産大臣及び国交大臣による公募占用指針の作成

経産大臣及び国交大臣による促進区域の指定政府による基本方針の作成

経産大臣及び
国交大臣による
区域の状況の調査

公募に基づく事業者選定

30

区域指定の案について公告（利害関係者は意見提出が可能）※１海洋再生可能エネルギー発電設備の整備に係る海域の利用の促進に関する法律（平成30年法律第89号）※２電気事業者による再生可能エネルギー電気の調達に関する特別措置法第9条に基づく経済産業大臣による発電事業計画の認定

8

基地港の計画的な整備
日本風力発電協会（JWPA）要望

港湾施設については、2020年以降早期着工を目途とした洋上風力発電事業が円滑に進められるよう、洋上風力発電の設置（風車機器の荷受け・荷出し、
プレアッセンブル等）に必要な機能を有した複数の港を確保いただくことが肝要であり、当該港湾の整備や欧州の例に見られるようなリース方式の導入、又はリース制度の創設が必要であると思料いたします。

9
出典：発電関連産業の「総合拠点」 を 指して 北九州市港湾空港局 作成資料

北九州市の取組～「グリーンエネルギーポートひびき」事業の進捗～

令和元年７月1日
北九州市港湾空港局
理事
光武 裕次

背 景

NEDO/J-Power
2.0MW 洋上風力発電施設

【環境】 公害克服からグリーンエネルギーへ
1901年

官営八幡製鐵所操業

1950年台公害問題深刻化～わが国を支えるものづくりの街としての発展～～七色の煙・死の海「洞海湾」～

1970年台～ 公害問題への取り組み・克服～婦人会の運動をきっかけに、産官民の協働で～1997年～

北九州エコタウン事業

2008年

環境モデル都市選定～環境保全と産業振興の両立～「低炭素社会」を目指した新たなチャレンジ～2010年～ 「グリーンエネルギーポートひびき」
これまでの北九州市の取組みを踏まえた
グリーンエネルギーと港湾の融合による新たな産業創出へ3

【港湾】

充実した港湾施設
太刀浦コンテナターミナル

響灘地区
門司地区

ひびきコンテナターミナル

小倉地区

新門司地区

北九州リサイクルポート

響灘南岸壁

日明ROROターミナル

新門司フェリーターミナル

4

【産業】

事業の視点・条件・ポテンシャル

本市の次世代を担う産業■ 自動車産業に匹敵する部品点数⇒

産業構造の裾野が広い
雇用の創出が見込める■ 巨大パーツ・構造物の輸移送⇒

充実した港湾インフラ
熟練した技術力とノウハウを備えた産業集積5

「グリーンエネルギーポート
ひびき」事業

エネシード
2.0MW×2機 北九州風力発電所

北拓2.0MW 北九州ひびき風力発電所

「グリーンエネルギーポートひびき」事業(2010～)
洋上風力発電の総合拠点化に向けた取組「グリーンエネルギーポートひびき」事業
・・

10

11

12

13

14

15 16 17 18 19 20 21

22

・・・

（暦年）

○東日本大震災●03年NSｳｲﾝﾄﾞﾊﾟﾜｰひびき設置（1.5MW×10基）●09年NEDO洋上風力関連ｼｽﾃﾑ設計開始

風力発電関連産業の総合拠点の形成
フェーズ１：実証研究施設/サプライヤー拠点誘致

港湾区域の拡張●公募・選定（北拓&JRE、JREPO、自然電力）●物流倉庫兼メンテナンスセンター設置（北拓）●洋上風力発電機の陸上設置
NEDO実証施設

フェーズ２：大規模洋上ウインドファームの誘致●港湾法改正、港湾区域の拡張● 優先交渉者の選定● 洋上風車の 設置開始

フェーズ ３：市場開拓、基地港湾整備等総合拠点のイメージ図● 市場開拓●他地域向け風車積出開始●基地港湾の整備、SEPの誘致等●基地港湾の供用開始●他地域向け輸出入開始

7

フェーズ１：実証研究施設／サプライヤー拠点誘致＜選定3グループうち1グループ進捗状況＞
響灘ウインドエナジーリサーチパーク（㈱北拓及びジャパン・リニューアブル・エナジー㈱との合弁会社）
提案内容
大型風車
・大型風車
3.3MW（洋上設置モデル）×2基（H30.1運転開始）
・太陽光
3MW（H29.9運転開始）
Vestas社製
機種:V112-3.3MW（洋上設置モデル）

3

平成28年10月
メンテナンスパーツの物流倉庫
及びトレーニングセンター開設

8

フェーズ２：大規模洋上ウインドファームの誘致■ 発電所名:北九州響灘洋上ウィンドファーム（仮称）■ 総事業費:1,750億円程度（予定）■ 総 出 力:最大22万kW程度※ 具体的な風車機種・配置は、現在実施中の風況調査や海域調査等の結果を踏まえて決定

出典：ひびきウインドエナジー㈱資料9

フェーズ３：風力発電関連産業の総合拠点（４つの拠点機能）①風車積出拠点

風車設置場所へ向けた最終積出基地としての機能②輸移出入拠点

風車部品の輸出入、移出入拠点としての機能③O&M拠点

風車のオペレーション及びメンテナンスを行う機能④産業拠点

背後地に風車関連産業を集積し産業拠点としての機能③O&M拠点①風車積出拠点④産業拠点②輸移出入拠点

10

課

題

課題
○響灘の利活用
再エネ海域利用法が施行され、今後展開されていく西日本エリアでの洋上サイト建設に、響灘の利活用を促す。

○国内のサプライチェーンの構築＊状況
欧州の主要風車メーカーによる世界市場の寡占化が進む傾向の中、
部品サプライチェーンも欧州で構築されている。
アジアの新市場では、韓国、台湾において、政策として地元サプライヤーからの調達が奨励されている。
・国内のサプライチェーン構築を強力に進める。
→風車メーカー採用までのハードルの高さ、期間の長さ→外国製部品の採用が定着すると、国内企業による技術革新や、参画の機会を失う

11

風車拠点港（ドイツ･ブレーマーハフェン）
風車ブレードの積込み作業
ヤードでの風車ブレードの運搬土木学会海洋開発委員会特別シンポジウム

弊社の洋上風力発電事業の取組みと事業を通じて見えてきた課題
Offshore Wind Farm Amrumbank West2019年７月１日

ひびきウィンドエナジー㈱取締役

寺 﨑 正 勝Ⅰ 北九州響灘洋上風力事業の概要
１．ひびきウィンドエナジー㈱の概要
弊社は、北九州市殿の「響灘洋上風力発電施設の設置・運営事業者公募事業」
において、2017年2月に事業実施予定者として選定いただき、同年4月に発足した特別目的会社です。本事業は改正港湾法第一号案件としても注目されています。
所在地

北九州市若松区

代表者

代表取締役

事業内容

洋上風力による発電及び電力販売に係る調査事業

資本金40億円（別途

株主構成

九電みらいエナジー㈱辻 浩平 九電みらいエナジー㈱代表取締役社長）

資本準備金20億円）

電源開発㈱
㈱北

拓

西部ガス㈱

㈱九電工
（2019年7月現在）
1

２．事業の概要
改正港湾法第一号案件として2017年2月に優先交渉者として選定
現在、環境アセス、風況・海域調査に着手し、2022年の着工を目指している。2018年１月10日に北九州市と基本協定締結
・構成企業
・協力企業
・S P C・発電規模
・事業規模

弊社、電源開発、北拓、西部ガス、九電工
MVOW、日立、新日鉄住金ｴﾝｼﾞﾆｱﾘﾝｸﾞ、五洋建設、若築建設
ひびきウィンドエナジー㈱最大220MW（8MW級風車の採用を検討中）
最大1,750億円（公募時）

Cエリア
８基程度

Ａエリア
22基程度
海域事業面積2,700ha

Bエリア
10基程度

Dエリア
４基程度

３. 現在の取り組み状況と今後のスケジュール
・2017年６月から風況観測,７月から海域調査を開始。同年８月末に環境アセスに着手
・環境アセスを経て平成2020年度末に事業計画をとりまとめ（事業規模の見極め/事業化判断）
・着工は2022年度を予定。2025年度からの順次運転開始を目指す

年度

2017

2018

2019

2020

2021

2022

2023

2024

2025

風況調査
海域地形・地質調査

CPTボーリング調査

ボーリング調査

海域調査

３Ｄドップラーライダーによる風況調査

ボーリング調査

環境影響
評価
設備設計等

配慮書

環境影響評価手続き

方法書

現況調査
基本設計

詳細設計

着工準備（許認可対応他）
工事開始、順次運転開始

建設工事
3

Ⅱ 洋上風力事業の課題～響灘洋上風力事業を通じて見えてきた課題～

わが国の洋上風力発電事業の実力腰を上げる

歩 き 出 す走 り 出 す急 加 速

実証研究段階開発機会を窺う

初期建設段階高コスト構造洋上ＷＦ商用化
コスト低減進展産業として成熟
市 場 も 拡 大

2000

2008

2016

2025

市場規模
1.28GW

市場規模
13GW

市場規模
53GW

日本の現状
市場規模
0.05GW
欧州

欧州

アジア

欧州

アジア

北米

欧州

アジア

北米

（出典：Carbon Trustの資料を和訳・引用）＜ サプライチェーンへの効果 ＞

2030

2010

324億€

1,730億€（経済波及効果）

経済規模

5.3倍

（経済波及効果）

238,155人

雇用創出

3.3倍

794,079人（雇用効果）（雇用効果）（出典：Economic benefits of wind、EWEA(現、Wind Europe)、2012年）©2019九電みらいエナジー㈱5１．洋上風力の事業組成上の留意点～洋上風力の特質～
洋上風力事業は他の再エネ事業と異なり事業のストラクチャリング・コスト構造が特有のものであることから、事業遂行に当たっては事業者のプロジェクト組成面、事業関係者間のインターフェイス面で高い能力と資質が問われるということをまず理解することが重要

洋上風力事業の特質・市場が未成熟で途上である（制度、インフラ、サプライチェーン・技術など）

・大規模事業かつ前例のない本格的海洋工事となること（特に基礎工事）
・事業化可能性調査の範囲、期間、コストが大きいこと＝ リスクマネー大・事業スコープが広く、かつ関係者が多いため高いプロマネ能力、信頼性、資質が問われる
・EPC契約は一括発注形態は取れない ＝ 発注者のｲﾝﾀｰﾌｪｲｽ能力が問われる
・資金調達はﾌﾟﾛｼﾞｪｸﾄﾌｧｲﾅﾝｽ形態となるため出資者の与信能力が問われる
・地域の社会受容性の形成・確保のハードルは決して低くないこと非常にチャレンジングな事業で、事業者を問う事業でもある©equinor Sheringham Shoal(UK)©2019九電みらいエナジー㈱6Strictly Confidential

事業の基盤となる「風況と海域（地質）調査」

北海と比べて複雑な日本の地質構造©2019九電みらいエナジー㈱7▽ DL+95,000

基礎構造の選択は洋上風力の事業性の鍵を握る！
ブレード

ブレード
(62m×3 本)

上部タワー

洋上風力の一般的な基礎構造

約 60m

タワー
(Φ5.3m/φ3.9m)

種 類

ジャケット式

風
車
設
備
部

重 力 式

モノパイル式
下部タワー▽ DL+17,000▽ DL+17,000

トランジッションピース

約 30m 以上
風車
基
礎部

▽ DL± 0▽ DL+1,500▽ DL±0

▽
モノパイル

概念図

▽ DL-10,000
DL-10,000～-30,000 (仮)鋼管杭(φ1.8m)DL-22,000～-77,000

構 造

海底地盤に貫入した杭で鋼管トラスを固定する構造

海底面のマウンドに構造物を沈設させ、その上部に鋼管や鋼管トラスを固定する構造

大口径の単杭(モノパイル)を海底地盤に貫入するシンプル
な構造

適用
土質

軟弱な地盤～堅硬な地盤（砂層、粘土層、岩盤）

堅硬な地盤（岩盤、強固な地盤）

軟弱な地盤～やや堅硬な地盤（砂層、粘土層）
8

基礎構造の選択に求められる視点✓ 技術的な成立性

技術基準・認証への適合✓ 施工の成立性

施工できるインフラ・設備、技術、実績✓ Bankability

信頼性・コスト・実績＝事業としての成立

一方で、風車はより大型化求められる以下の整備・充実
・技術認証制度・施工インフラ・サプライチェーン・ノウハウ
・日本版ＯＷＡ/ＪＩＰなど事業者連携©2019九電みらいエナジー㈱9２．洋上風力発電事業の課題■「再エネ海洋利用法」制定・施行の一方で求められる事業者の事業遂行能力・課題とされてきた「一般海域」の利用のルール化を定めた「再エネ海洋利用法」が2018年制定
促進区域における30年間の海域占用、事業者選定手続き等のルールが定められた。
・ただし、法制化されればすべてOKというものではないことに留意“公募入札”によるコスト低減、広範囲に及ぶｽﾃｰｸﾎﾙﾀﾞｰの調整、事業者の資質がより問われることに■インフラ・サプライチェーン・施工技術の整備・充実は依然として大きな課題
・重量物に耐えられる岸壁やPre Assembleが可能な広いヤードを持つ本格的基地港湾はまだないのが実情
・海洋工事を安全・円滑・効率よくできる海洋サプライヤ―・船舶等もまだ限定的■事業者のマネジメント・ノウハウも未成熟
・わが国では本格的な洋上風力事業はまだ実績がなく、事業者のマネジメント・ノウハウは未成熟

引き続き、
洋上風力市場確立に向けた国の“強力かつ明確なコミットメント“に期待
また、公共インフラや基準・制度・認証制度の整備など投資環境の整備にも期待

今後ますます重要になってくるのは民間側の努力と連携（事例や問題点など情報の共有・解決に向けた連携の必要性）➡ 欧州の「OWA」や「ＪＩＰ」の取組みが日本でも必要©2019九電みらいエナジー㈱10【参考】洋上風力における事業者連携事例“Joint Industry Project”
・浮体式洋上風力事業の商用化に向け、事業遂行に係る技術面・コスト面等の課題に対処するための“ベストプラクティス”を参加事業者が共同で評価・検討する取組み

・英国の Carbon Trustが主催（費用はスコットランド政府の補助と参加事業者で分担）

事業者主体(＝Market Pull)の取組み
着床式洋上風力出典：Carbon Trust 一部九電みらいエナジー加筆

浮体式洋上風力11

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