2022年11月04日

海洋技術フォーラムシンポジウム

浮体式洋上風力の数値目標~急拡大する世界の見通しと我が国が目指す姿~

長崎大学
海洋未来イノベーション機構
織田 洋一

日本の洋上風力発電ポテンシャル

日本の洋上風力発電の本命は浮体式• 洋上風力による日本の発電ポテンシャルは年間9,074TW時（9兆740億キロワット時）で着床式

浮体式(TW時/年）(TW時/年）

アジア最大である。
• そのうち離岸距離60㎞以内の海域だけで、電力需要の2倍以上にあたる年間2,253TW時（2兆2,530億キロワット時）の発電ポテンシャルがあり、その98％以上が浮体式に適した水深60m以上の海域における発電ポテンシャルである。
（出典）：IEA（国際エネルギー機関）

日本
中国
韓国
東南アジア
インド
欧州（28ヵ国）
米国

30

2,223

1,822

142

27366

1,318

1,631

683

903

2,266

7,541

6,333

5,846

各国の離岸距離60㎞以内の海域における洋上風力による年間発電可能量(出典）Offshore Wind Outlook 2019 IEA 25,October 20192

浮体式洋上風力のポテンシャル
下図は浮体式風車に適した水深60m以上の海域を水色で、着床式風車に適した浅い海域をオレンジ色で表示した地図である。日本は浮体式に適した海域が圧倒的に広い。

下の洋上風況マップでは、緑色ではなく、オレンジ色や赤色の海域の風速が速い。左の地図と重ねれば、浮体式に適した海域の風速が速いことが分かる。

発電量は風速の3乗に比例するので、風の高速海域では、発電量の増大と発電コストの低減が実現できる。
日本はこの恵まれた風況を生かすことが重要である。

浮体式海域（青）と着床式海域（オレンジ）(出典）IEA, Offshore Wind Outlook 2019

日本の洋上風況マップ（出典）NEDO, Neo Wins

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先行する海外の状況• 欧州では、2009年以降、「浮体式」洋上風車による発電が複数の海域で実施されている。
2020年以降は、ローター直径170ｍ前後、出力8~10MWの大型商業風車を搭載している。
複数の発電事業を通じて操業性能や故障等に関する実績データが蓄積されているため、欧州では「浮体式」洋上風力発電事業に対する保険契約や銀行融資の条件が整いつつある。
• 世界では、「浮体式」洋上風力発電事業が2030年に6GW以上に拡大すると予想されていたが、各国政府の「浮体式」の導入目標は、英国31GW、スウェーデン25GW、台湾25GW、アイルランド16GW、韓国16GW、豪州14GW、イタリア12GW、米国10GWなどで、各国の「浮体式」の導入目標量は合計150GW以上に拡大している。
• 今後、市場が拡大すると、「浮体式」洋上風車による発電コストが大幅に低減される見通しであり、欧州では出力1GW（100万キロワット）超の「浮体式」発電事業が開発される時代に入った。
• 韓国は出力200MW、800MWなどの「浮体式」洋上風力発電事業を領海外のEEZで開発中である。

日本も「浮体式」洋上風力発電の商業開発を加速する必要がある。
（注）１GW = 1,000MW ＝ 100万kW（キロワット）
１MW ＝1,000kW （キロワット）
4洋上風力発電の普及に必要な政策

英国の洋上風力促進政策（先行事例）

・浮体式洋上風力発電の普及を促す牽引要素は発電コストの低減である。
・発電コストの低減を実現するための条件は、①風車の大型化、②事業規模の拡大、③予見性のある大規模市場の創出である。

・長期的な市場拡大が予見できれば、企業は設備投資を実行でき、サプライチェーンの整備と大量生産によるコストダウンが実現される。
・そのためには、まず政策が重要になる。
（右上）英国Scot Windの様に、合計15GW規模の「浮体式」風車が設置できる海域を設定すれば、産業界は10年程度の市場を予見でき、投資やサプライチェーンの整備を実行できる。
・（右下）連系容量の増強策も重要である。

着床式用海域設定
合計約40GW（2001~2010）

浮体式用海域設定
合計約15GW（2021）
海底送電線
Western Link
全長422㎞（海底385㎞）

600kVDC 定格2.2GW
２系統(2018年10月フル稼働）
5海外各国による洋上風力発電用の海域設定事例

米国（東岸沖）欧州各国

台湾（西岸沖）韓国（東岸沖）各国は領海を含むEEZを洋上風力発電用の海域に設定している

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日本の状況（洋上風力発電）◼ 日本で現在計画中の洋上風力発電事業は沿岸付近に留まっている。

◼ 沖合の海域が利用できない大きな原因は、他県の漁業者も含めた対象海域を利用する全漁業者との協議や合意の枠組みが無いことである。
（リーガルリスクがクリアー出来ずプロジェクトファイナンスの組成も不可）。
◼ 例えば、日本の領海面積の約4.5％または領海およびEEZ面積の約0.4％を利用できれば、発電出力100GW（１億キロワット）の浮体式洋上風力発電所が建設できる。
◼ 再エネ海域利用法の対象は領海のみである。

◼ 日本の領海面積は約43万㎢。
◼ 排他的経済水域（含む接続水域）の面積は、約447万㎢で国土面積（約38万㎢）の約12倍。

日本の洋上風力事業海域

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海洋技術フォーラム
浮体式洋上風力発電数値目標ワーキンググループ＜経緯＞• 海洋技術フォーラムでは、2021年度に産学が協力して、浮体式洋上風力発電に関する情報発信やパネルディスカッションを実施した。
• 2022年度は、海洋技術フォーラムに浮体式洋上風力発電数値目標WGを設けて、我が国の浮体式洋上風力発電に関する2030年度から2050年度までに至る導入数値目標値を検討し、本年秋に公表した。
＜目的＞(1) 目標導入値や創出される産業などを多面的に示すことにより、我が国の浮体式洋上風力発電の市場拡大と産業発展に資すること。
(2) 本検討結果を海洋産業タスクフォースに提供することにより、導入目標値の実現等に必要なインフラ整備等の具体的な検討に資すること。
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海洋技術フォーラム・浮体式洋上風力発電数値目標WGによる我が国における浮体式洋上風力の導入目標の提言の特徴（１）日本における浮体式洋上風力の発電ポテンシャルを明示した。
（２）2050年度までの洋上風車の大型化の動向を想定した。
（３）2050年度までの導入規模と浮体製造数等との関係を明示した。
（４）2050年度の日本の有り姿を想定した。
（５）市場拡大に伴う発電コストの低減を予想し、電力供給に加え、Power-to-Xによる一次エネルギー供給を想定した。
（６）必要な政策を明示した。
（７）世界の浮体式洋上風力発電市場を想定した。
（８）輸出入と国際競争力の強化を想定した。
9浮体式洋上風力発電の導入目標値
名称2030年度

2040年度

2050年度

累計導目標量累計導入目標量

累計導入目標量

高位目標

0.2GW

40GW

150GW

中位目標

0.2GW

25GW

100GW

低位目標

0.2GW

15GW

50GW

（注）１GW = 1,000MW ＝ 100万kW（キロワット）
１MW ＝1,000kW （キロワット）
詳細版では、上記以外に意欲的導入目標（2050年度：360GW）(IEA：1.5℃シナリオ対応）も設定した。
（出典）海洋技術フォーラム 浮体式洋上風力発電数値目標ワーキンググループ「我が国の浮体式洋上風力発電導入の数値目標に関する提言」 2022年9月
概要版：全３ページ、 詳細版：全23ページ

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将来の風車大型化（MW）に関する２つのシナリオの想定
導入開始時期2030年度

2035年度

2040年度

2045年度

2050年度

シナリオA

13MW

15MW

20MW

25MW

30MW

シナリオB

13MW

15MW

20MW

20MW

20MW

シナリオＡ：
洋上風車の大型化が継続し、2050年度に出力30MWに拡大するシナリオ
シナリオＢ：
洋上風車の大型化が2040年度頃に頭打ちとなり、以降は出力20MWで横ばいになるシナリオ
風車の大型化（2010年~2030年）(出典）IEA, Offshore Wind Outlook 201911

４つの浮体式洋上風力の導入目標（GW）
２つの風車大型化シナリオ（MW）

12大規模な浮体式洋上風力導入目標（100GW規模）が必要な理由
大規模導入により（１）発電コストの大幅低減と電力料金の引下げを実現でき、国民生活の安定や産業競争力の強化に貢献できる。
（２）地域に組立拠点や長期操業拠点ができ、地域経済が活性化する。
（３）調査・計画（約10年）、建設（約2年）、操業（約20年）を通じで長期的な雇用が創出される。
（４）日本の洋上風力事業に長期的な投資を呼び込むことができる。
洋上風力100GWの直接投資額は約30兆円。（CAPEX/kWを平均約30万円と仮定）（５）安価なグリーン電力による水素やアンモニアの製造により一次エネルギーの脱炭素化を推進でき、日本の脱炭素化（カーボンニュートラル）に貢献できる。
（６）エネルギー自給率を向上させ、化石燃料の輸入費用を削減できる。
（７）離島の有効利用に繋がる。
（８）統合的な海域利用による海洋大国を実現できる。
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2050年度の浮体製造と組立拠点

供給サイドの想定
・様々な浮体・異なる材料・量産拠点と分散拠点

中位目標の場合 2050年：100GW• 中位目標の場合、2050年の累計導入量は100GWである。
• 2050年の浮体製造基数は、30MW風車の場合は、年間333基、月間28基、20MW風車の場合は、年間499基、月間42基である。
一方、日本の新造船の竣工数は年間410隻（2021年実績）であった。
• 20MW以上の大型風車に対応する浮体のサイズは、日本最大のドライドックのサイズ（幅100m）を超えるので、分割工法の採用などが想定される。
・ 新たな大型ドライドックが建造されれば、一体型の浮体が大量生産される可能性がある。
・ 総合的には、製鉄・鉄鋼、造船、ゼネコン等が浮体製造に参入し、スチールやコンクリートなどの異なる材料を利用した種々の浮体を製造することにより、必要な数の浮体が国内で供給されると想定される。
• また、浮体に風車を接合する組立拠点は、全国に8~10か所程度必要になると想定される。

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浮体生産、組立拠点のイメージ

ハーフカット浮体生産（大型風車対応技術）

集中量産型組立拠点（鉄鋼・造船型量産工場）

浮体式洋上風車

地方分散型組立拠点（ゼネコン対応型建造拠点）

海域実証、認証取得、長期操業などを経て投資対象に成長

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日本に必要な組立拠点数 （１拠点月間4基前提）

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初期の小規模市場で必要な政策（2023年度頃から実施。約10年間）

導入目標量の達成に必要な
日本の政策• 事業ごとの発電コストに適合した個別売電単価（FIP）の設定• 連系費用、系統強化費用に対する補助• 港湾整備• 漁業と洋上風力の共生に関するガイドライン（基金の科学的算定方法、事業者による地域振興への提案・協力のあり方）
17中期以降の大規模拡大に必要な政策

導入目標量の達成に必要な日本の政策（2026年度頃から順次実施）• 大規模導入に対応した沖合の海域設定• 設定海域ごとの海底送電線陸揚げポイントに対応した系統強化• 港湾整備• 投資環境の整備• 洋上での水素またはアンモニア生産設備と輸送・貯蔵システムの開発

目標達成に必要な海域設定の時期と規模・高位目標を達成するためには、2030年度までに40GW、2035年度までに150GWの海域設定・中位目標を達成するためには、2030年度までに25GW、2035年度までに100GWの海域設定・低位目標を達成するためには、2030年度までに15GW、2035年度までに50GWの海域設定の実施が望ましい。
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• 2032年度頃までは、大型事業に繋ぐための助走期間として、複数の中規模事業（パイロットプロジェクト）が実施されることを想定。

2030年度から2040年度に至る状況• 助走期間を経たあとの2033年度以降は、１事業の発電出力が欧州並みの１GW（100万キロワット）前後の大型事業が開始される時代に入ることを想定。勿論、それ以前にGWクラスの浮体式洋上風力発電事業が実現する可能性を否定するものではない。
• 日本は、欧州に約10年、韓国に約5年遅れて、2027年度に中規模な発電事業を開始すると想定。

• 高位目標では、2030年代前半に日本が韓国の導入規模に追いつき、2030年代後半に追い越すイメージを想定。中位目標では2035年度に、低位目標では2037度年に、日本が韓国の2030年導入目標に追い付く想定になる。

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• 中位目標で想定した2050年の日本の導入目標量は100GWである。
• 浮体式洋上風車の発電出力100GWによる合計発電量は、設備利用率を40%と仮定して年間350TWhと想定した。日本の総発電電力量（2050年度予測1,350TWh）の約26％に相当する。

2050年度の市場規模と有り姿（中位目標）• 送電による電力供給以外に、Power to Xとして一次エネルギー供給が想定できる。
• 例えば、洋上風力電力を利用して水素を製造すれば、電力の需給バランスを調整しつつ、エネルギー市場にグリーン水素を供給することができる。
この場合、洋上水素製造施設と輸送船が建造される可能性が高い。
• 中位目標では2050年度の浮体の製造基数は、年産約333基、月産約28基を想定した。（シナリオA）• セミサブ型浮体の場合、分割工法などが採用され、埠頭上で組み立てられ半潜水型大型台船に搭載される場合が多いと思われる。
• スパー型浮体と風車との洋上接合については、新たな接合工法が実用化されている可能性が高い。
• 浮体の型式によっては、標準化と自動化による各構成部材の大量生産とコスト低減が図られることが予想される。
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「浮体式」洋上風力発電用のインフラ整備
浮体式特有のインフラ等• 半潜水型大型台船（セミサブ型浮体、バージ型浮体）• 洋上接合用の水深確保（スパー型浮体）
港湾整備における着床式との相違点• 長い埠頭とエプロン（複数の半潜水型大型台船の停泊用埠頭）• 完成浮体の係留場所
港湾整備における浮体式と着床式の共通点• 複数の大型風車のパーツを保管する大面積・高地耐力ヤード• 大型クレーン• リフト機能付多軸台車（搬送台車）
新たな製造拠点• 地方分散型製造拠点• 集中大量生産型拠点• 分散型組立拠点（浮体へ風車を接合する組立拠点など）
一時係留海域• 冬季の一時係留海域（浮体式洋上風車）
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輸出入と国際競争力の強化

浮体や浮体式風車は曳航できる• 浮体や浮体式洋上風車は曳航できるため、欧州では国をまたいで、浮体の製造拠点、洋上風車の組み立て拠点、設置海域の間を移動している。
• アジアでは、韓国、台湾、中国から日本や米国西岸沖へ曳航することが可能である。

本来我が国が目指すべき点は、国際競争力の強化である。
① 浮体式洋上風力発電の事業コストに影響を及ぼすプロジェクトファイナンスの前提となる保険契約や資金調達には、実海域での長期操業実績が必要である。
② 製造コストの低減には、大量生産の前提となる大規模な海域設定が必要である。

アジア最大ポテンシャル国は日本①、②とも、先進国の方が後進国より有利になるため、日本の国際競争力を強化するためには、この２点を早急に実施する必要がある。
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浮体式洋上風力のリソース地図(Source) https://gwec.net/wp-content/uploads/2021/09/GWEC-offshore-wind-2021-updated-1.pdf
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結語• 2021年6月に策定されたグリーン成長戦略では、洋上風力産業を筆頭に14の重点分野が示された。経済産業省は、2兆円のグリーンイノベーション基金により、政策を総動員しイノベーションに向けた企業の挑戦を後押しする。
同省は、温暖化への対応を、経済成長の制約やコストとする時代は終わり、成長の機会と捉える時代に突入しているとしている。
• 人類は気候変動危機に対する早急かつ大規模な対応を求められている。
このような状況下、アジア最大のポテンシャルを有する日本が、浮体式洋上風力発電を大規模に普及させることには大きな意義がある。
浮体式洋上風力発電を、化石燃料からの脱却とエネルギー自給率の向上に繋がる大規模な産業を立ち上げる好機と捉え、日本が積極的に取り組むべきである。
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ご清聴ありがとうございました

Yoichi Oda
Coordinator
Organization for Marine Science and Technology
Nagasaki University
yo.oda@nagasaki-u.ac.jp

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