洋上風力発電の現状と将来展望

東京大学大学院工学系研究科社会基盤学専攻
石原 孟

2022年6月23日
1内容

1. 洋上風力発電の現状
2. 洋上風力発電の将来展望

2

2021年における風力発電の導入量3 世界風力会議GWEC（Global Wind Energy Council）が4月に風力発電の2021年の年間報告書 Global Wind Report 2022 を発表した。202１年全世界ので9360万kWが新規導入され、前年とほぼ同じはであるが、洋上風力も史上最高2111万kWが新規導入された。

3（出典）Global Wind Energy Council (GWEC)

風力発電の導入量

44（出典）Global Wind Energy Council (GWEC)

欧州における風力発電導入量5 欧州の風力発電の導入が拡大し、2021年末までに累計2億3600万kWに建設され、2021年に新規に建設されたウィンドファームの容量は1700万kWである（出典）「2021 Statistics and the outlook for 2022-2026」5欧州における風力発電導入の展望（2022-2026）

6（出典）「2021 Statistics and the outlook for 2022-2026」

6世界における大規模洋上ウインドファーム(1-10位)

7

Wind farm

Total
(MW)

Location

Turbines & modelCommissioningDate

1. Hornsea Project I

1,218

UK

174 x Siemens Gamesa 7MW

2019

2. Moray East

950

UK

100 x MHI-Vestas 9.5 MW

2022

3．Triton Knoll

857

UK

90 x MHI-Vestas 9.5 MW

2021

4．Jiangsu Qidong

802

China

Four different domestic
manufacturers

2021

5. Borssele 1&2

752

Netherlands

94 x Siemens Gamesa 8MW

2020

6. Borssele 3&4

731.5

Netherlands

77 x MHI-Vestas 9.5 MW

2021

7. East Anglia ONE

714

UK

102 x Siemens Gamesa 7MW

2020

8. Walney Extension

659

UK

40 ×MHI-Vestas 8.25 MW
47 × Siemens Gamesa 7 MW

2018

9. London Array

630

UK

175 × Siemens 3.6MW

2013

10. Kriegers Flak

605

Denmark

72 x Siemens Gamesa 8.4 MW

2021

https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_offshore_wind_farms

世界最大の洋上ウインドファーム（Hornsea Project One）
Wind farm

Total
(MW)

Location

Turbines & modelCommissioning
Date

1．Hornsea Project One

1,218

UK

174 × Siemens Gamesa7MW

2019

UKの100万世帯の電気を供給できる
2019年10月3日最後の風車が建設され、運開された

https://hornseaprojectone.co.uk/News8

建設中の大規模洋上ウインドファーム(1-4位)

9Wind farm

Total(MW)

Location

Turbines & modelCommissioningDate

1. Hornsea Project 2

1,386

UK

165 x Siemens Gamesa 8MW

2022-2023

2. Dogger Bank A

1,200

UK

95 x GE Haliade-X 13MW

2023

3. Dogger Bank B

1,200

UK

95 x GE Haliade-X 13MW

2024

4. Seagreen (Alpha &Bravo)

1,140

UK

114 x MHI-Vestas10MW

2023

Eiflel tower 324m

https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_offshore_wind_farms

ドッガーバンク A+B+C 3.6GW

陸上と洋上の大型風車（現状）

陸上風車

10

洋上風車

GE 5.3-158 5.3MW

VESTAS V-236 15MW

日本に導入された洋上風力発電の最新状況

11 日本に導入された洋上風車は累計28基。内訳は着床式が24基、浮体式が4基。商用が25基、実証研究は3基。28基のうち、福島県楢葉沖の2基は2021年夏に撤去されている。

11（出典）「Wind Journal」

秋田港と能代港における洋上ウィンドファーム

12

発電能力は最大17万kW、年間の発電量は4億4700kWhにのぼる。一般家庭の使用量に換算して12万世帯分になり、秋田県の総世帯数（約39万）の約3割が消費する電力量に匹敵する。
工事は、2020 年2 月に着工し、洋上据付工事は2021年中に完了、2022年4月頃より秋田港及び能代港の沖合に合計33基の風車据付工事を行い、2022年末までの商業運転開始を目指している。

響灘洋上ウィンドファーム

13

国内最大級の洋上風力発電プロジェクト、民間企業5社の連合体のひびきウインドエナジー株式会社が設計・認証を実施、MHI－Vestas 9.5MW大型風車を設置する計画で発電能力は最大で22万kW、2022年度に着工予定。年間の発電量は一般家庭の使用量に換算して約17万世帯分に相当する。北九州市の総世帯数の4割をカバーする電力を供給できる。

北九州市は響灘の臨海工業地帯を中心にエネルギー産業の総合拠点を形成するため、2013年度から風（出典：北九州市港湾空港局）
力発電の関連産業を集積するプロジェクトを開始した。沖合に洋上風力発電を展開する一方、陸上では風車の組立・積出施設や部品の貯蔵施設、メンテナンス施設、さらに洋上風力の基礎部分を製作する施設も検討中。関連産業を集積して、国内のほかアジア地域まで含めた風力発電の総合拠点を目指す。

鹿島港における洋上ウィンドファーム
大規模洋上風力発電所 メガサイト鹿島14

鹿島港における洋上風力発電所

 鹿島港洋上風力発電事業は総出力約20万kW、一般家庭約12万世帯分の年間消費電力量相当する。
 2021年4月5日に株式会社ウィンド・パワー・グループ、東京ガス株式会社およびヴィーナ・エナジー
ホールディングス リミテッドの3社は、共同出資し、鹿島港洋上風力発電事業を推進することにより、2024年度の着工を目指している。国内の動き

15

 2020年10月26日総理所信表明演説で 「我が国は、2050年までに、温室効果ガスの排出を全体でゼロにする、すなわち、2050年カーボンニュートラル、脱炭素社会の実現を目指すこと」が宣言された。
 2020年12月15日洋上風力の導入目標を定めた「洋上風力産業ビジョン」をまとめ、発表した。2030年までに1000万kW、2040年までに最大4500万kWの導入目標を掲げた。
 2020年度第３次補正予算で、総額2.0兆円のグリーンイノベーション基金が創出された。
洋上風力発電事業者
2021年6月11日決定○長崎県五島沖、2021年12月24日決定○秋田県北部（能代市、三種町および男鹿市沖）、○秋田県由利本荘市沖（北側・南側）、○千葉県銚子市沖
入札の結果
上限価格の29円/kWhに対して、最低金額は日本海側12円 /kWh 、 太 平 洋 側 は 16 円/kWhになった。

グリーンイノベーション基金事業

16
2021年4月22日、23日まで米国政府が主催する気候変動に関する首脳会議が開催された。
2030年まで、日本は、2013年度比46％減（元26％）、米国は05年比50～52％減、EUは1990年比55％減が表明された

まとめ

17

 2020年の風力発電は9360万kWが新規導入され、前年とほぼ同じであるが。洋上風力発電は2111万kWが新規導入され、前年の約3倍に増えた。
 我が国においても、本格的な洋上風力発電所の建設が始まっている。 2022年以後洋上風力発電所の運開に伴い、風力発電の導入量が飛躍的に拡大されていくことが期待されている。
 2050年カーボンニュートラルを実現するため、今後より多くの洋上風力発電が必要となり、グリーンイノベーション基金事業（1195億円）を活用しながら、洋上風力発電の大幅導入拡大およびコスト削減が実現されることを期待している。

17

２．洋上風力発電の将来展望

欧州洋上風力発電導入量の見通し

19 2030年までの洋上風力の年間導入量は300万kW ~1120万kW、 累積導入量は 1億1100万kW。
 英国政府は、4月6日に新たなエネルギー安全保障戦略（British Energy Security Strategy）を発表した。同戦略では洋上風力に関しては、2030年までに最大5000万kW、浮体式洋上風力からは最大500kWの電力供給を見込む。

（出典）「Offshore Wind in Europe – keytrends and statistics 2020」欧州における洋上風力の大量導入

20

 洋上風力発電は2040年までに欧州連合で最大の電力源となる予定であり、完全に脱炭素化された電力システムに向けて他の再生可能エネルギーを補完する。
洋上風力
陸上風力

水力

バイオマス

原子力

太陽光

ガス

石炭

出典：IEA Offshore Wind Outlook_2019

洋上風力のコスト低減の流れ

21

Monopile（81.7%）

出典： Global Associations Platform, GWEC

イギリスにおける建設費増減

22• イギリスで建設された33個の商用洋上風力発電所 (9.95 GW in 2019)• 建設費は2011年以降、減少の傾向にある

Initial-2008

Consolidation
2009-2013

Pre-industrialisation2014-• コスト要因: 風車, 建設船，離岸距離, 水深
建設費と物理的諸条件についてのデータベースが必要
出典： 菊地由佳，ジラウォンサパン・ピッチャポン，石原孟：エンジニアリングモデルを用いた着床式洋上風力発電所のコスト評価に関する研究，第43回風力エネルギー利用シンポジウム, 2021

建設費増減メカニズムの分析
CAPEX (million 2019GBP/MW)523• 発展期では水深と離岸距離の増加に伴い、支持構造物・送電ケーブル費が増加したが、風車の大型化がその影響を相殺した。建設船の大型化と保険料の増加が大きな影響を持つ

432

1

InitialConsolidation Pre-industrial

02000

52005

2010

2015

2020

2025

Full commisioning year
3.65

Esstimated CAPEX(million 2019GBP.MW)

432.392.50• 商用化期では、風車の大型化がコスト低減に繋がった (CostMW) and Survey
1./Development
2. Turbine

1.98
2102.20

3. Balance of plant• 4.15Installation
MW 風車と船舶賃料の低減
1. Development and Survey
により、CAPEXは導入初期より2. Turbine低減している

Foundation/ Cable
1. Development and1.81Survey
3. Balanceof plant
2. Turbine
4. Installation
3. Balance of plant
構築したエンジニアリングモデルを用いて、イギリスの建設費の増減メカニズムを明らかにした。
4. Installation
出典： 菊地由佳，ジラウォンサパン・ピッチャポン，石原孟：エンジニアリングモデルを用いた着床式洋上風力発電所のコスト評価に関する研究，第43回風力エネルギー利用シンポジウム, 2021

日本の発電コスト低減シナリオ

24• 4サイトの平均値 (離岸距離 6 km, 水深 18.6 m)
施工の効率化

現在の発電コスト20円/kWhの内訳
現状
建設費
運転維持費
撤去費

51.2万円/kW

1.84万円/kW/年

10.7万円/kW

備考
従来の建設船技術の未成熟10 MW × 37
サプライチェーンの未成熟

Scenario
Scenario 1.1 施工の効率化
Scenario 1.2 風車の大型化
Scenario 2.1 点検と軽微補修の効率化
Scenario2.2 大型部品修繕の効率化

技術の未成熟Scenario 1.1, 1.2に連動
Scenario 3 耐用年数の延長

運転年数

20 年

法律による設備利用率

33.2 %

風況により決定-出典： 菊地由佳，ジラウォンサパン・ピッチャポン，石原孟：エンジニアリングモデルを用いた着床式洋上風力発電所のコスト評価に関する研究，第43回風力エネルギー利用シンポジウム, 2021

発電コスト低減シナリオの評価

25

CAPEX+DECEX
コスト低減
方策

現状シナリオ
建設費
（万円）
運転維持費
（万円/kW/年）
撤去費（万円）

OPEXExtension

点検と軽微補 大型部品修繕の効率化
修の効率化

耐用年数の延長

施工の効率化

風車の大型化Baseline

1.1

1.2

2.1

2.2351.2

28.6

25.8

25.8

25.8

25.8

1.84

1.84

1.84

1.40

1.04

1.04

10.7

5.7

4.3

4.3

4.3

4.3

運転年数（年）

20202020

2025

利用可能率（％）

95

95

95

96

9797

発電コスト
（円/kWh）

20

13.9

13.0

11.4

10.1

9.1

建設費と撤去費の減少により7円/kWh、維持管理費の減少により3円/kWh、建設費と撤去費の減少により7円/kWh、維持管理費の減少により3円/kWh、耐用年数の延長により1円/kWhの減少となった
耐用年数の延長により2円/kWhの減少となった
出典： 菊地由佳，ジラウォンサパン・ピッチャポン，石原孟：エンジニアリングモデルを用いた着床式洋上風力発電所のコスト評価に関する研究，第43回風力エネルギー利用シンポジウム, 2021

まとめ26

欧州では、2030年までに1億2700万kWの洋上風力発電を導入し、EU全体に必要な電力の10％以上を供給する野心的な目標を掲げている。今後技術開発と導入拡大により、浮体式洋上風力発電コストの大幅削減の実現を目指している。

我が国においては、2013年の洋上風力発電の固定価格の新設、2016年の港湾法の改正、2019年4月1日「再エネ海域利用法」の施行が行われた。一般海域における洋上風力発電の導入拡大が全国規模で本格的に開始された。



洋上風力発電所の大規模化および風車の大型化により、洋上風力発電コストの大幅削減を実現し、今後洋上風力発電は世界規模で拡大していくと予測されている。

ご清聴ありがとうございました！

27The European offshore wind industry – key trends and statistics 2018