日本の風力発電
日本の風力発電(にっぽんのふうりょくはつでん)では、日本の風力発電について説明する。日本では欧米諸国に比して普及が進んでいない。理由として、台風や地震に耐えうる風車を施設すると欧米と比較してコストが上がることや、常に強い風が吹きかつ大量の風車を設置できるだけの土地の確保が困難なこと、風力発電に適した地域(北海道、東北、九州)が電力需要の多い地域から遠いことなどが挙げられる。
日本の電力会社は風力発電事業に消極的であるが、自治体による「自治体風車」や市民グループによる「市民風車」等のプロジェクトの取り組みが進んでいる。
2006年に地図記号の1つとして風車が追加された。
日本国内の風力発電の累計導入量は2021年末時点で2,574基、総設備容量は4,581MWであり、標準的な原発(100万kW前後)4.5基分である。1基あたりの出力を見ると、2006年度以降では設備容量1MW以上の機種が大部分を占めるようになった。主要な風力発電会社は、ユーラスエナジーホールディングス(旧トーメンパワーホールディングス)(東京電力と豊田通商の合弁)、日本風力開発、電源開発、コスモエコパワー(コスモエネルギーホールディングスの子会社)、ガスアンドパワー(大阪ガスの子会社)、クリーンエナジーファクトリーなどである。
近年では日本の企業や研究機関により日本の環境に適した風車の研究開発も活発に行われており、海外機の独擅場であった2MW以上の大型機についても、国産機の開発が進んでいた。風力発電設備の大部分は輸入品であるが、2017年度の国産機の割合は設備容量ベースで31%、基数ベースでも31%と向上しつつあったが、海外メーカーとの度重なる特許紛争や日本の地理的な環境に起因した洋上風力発電市場拡大の遅れから2019年までに三菱重工業、日本製鋼所、日立製作所などの国産大手風力発電機メーカーはすべて撤退している。
2020年2月にJE Windが陸上大型及び洋上風力発電機の国際型式認証を取得したことにより日本の風力発電機メーカーを存続させた。
日本は領海や排他的経済水域などが広いため、洋上風力発電に期待が向けられている。
また、水深が深い場所のために、独立行政法人海上技術安全研究所やIHIMUなどにおいて、浮体式の基礎を用いる方式も研究されている。沖合いでの洋上風力発電(沖合風力発電)については、電力の陸上への送電が困難であるため、発電した電気で水素を製造し、これを圧縮したり、有機ハイドライドに吸着させる等により輸送することが研究されており、これにより電力変動の問題も解決されることが期待されている。また、科学技術政策研究所では、2002年3月に「深海洋上風力発電を利用するメタノール製造に関する提案」を発表しており、沖ノ鳥島周辺、三陸沖太平洋、北海道北西沖日本海などを有望海域として、日本の全エネルギー需要を賄えるほどの大規模なシステムなどを提唱し、その経済性等の試算を行い、実用化が可能であるとしている。
2001年6月の経済産業省の調査会による「新エネルギー部会報告書」では2010年度までの導入設備容量目標を300万kWと定め、環境省も2002年3月発表の「地球温暖化推進大綱」で2010年度までの目標を300万kWとした。各種規制の見直しや漁業権が設置障害にならない沖合い数十キロの水深の深い場所にも設置できる浮体式洋上風力発電の技術開発を急ぐべきとの意見も出された。また、RPS法の導入目標数値の増大も検討された。設備容量300万kWの達成は2015年度であった。
業界団体の日本風力発電協会の風力発電導入ポテンシャルと中長期導入目標V3.2(2012)によれば、2020年には1180万kW、2030年に2880万kWの導入目標量が掲げられていた。資源エネルギー庁が2015年に示した2030年エネルギーミックスでは風力発電の目標は洋上風力82万kwを含む1000万kwであった。
水力発電以外の再生可能エネルギーは、既存の火力発電や原子力発電に比べて普及量が桁違いに少なく、価格的競争力で不利なことなどから、何らかの形での助成や炭素税の導入などの施策を必要とする(再生可能エネルギー#普及政策参照)。
日本で行われてきたRPS法は、電力会社に一定比率での導入を義務付ける方式であり、固定枠(quotaまたはgreen certificate trading)制に分類される。この方式は導入初期には一定の効果を示すが、各国での実績では発電事業者側のリスクが高く、実質的な発電コストの削減効果も低いなどの欠点が指摘されている。このため風況が良いとされるイギリスなどでも普及が進まず、コストも高止まりするなど、結果的に初期の目的を達成できていない。また、日本の現行制度下では電力会社が電力調達コスト的に有利な自社既存電源を優先して風力発電電力購入に消極的な姿勢も見せたり、風力発電事業者の参入機会が電力会社が設定した枠や不定期な入札によって制限されるなどの問題が指摘されてきた。2008年に九州電力が導入枠の拡大を表明した。
これに対し、採用が増えている固定価格買い取り制度(FIT制度)では電力会社に電力の買い取りを義務付け、購入価格を法的に保証することで発電事業者の負うリスクを減らす。市場原理に従って導入量を早期に拡大する一方、遅く設置した事業者ほど購入価格を逓減させて総コストを調整し、機器製造事業者間での競争を促す。過去の実績から他方式に対して導入促進とコスト削減効果が高いとされ、現在では欧州の多くの国々が採用している。このため日本でもそのされてきた。各政党や行政も動き、2009年に太陽光発電に対して新たな買取制度が導入されたのに続き、風力発電を含む他の再生可能エネルギーでも導入が検討され、2012年から導入された(固定価格買い取り制度#特徴参照)。
日本における政策費用を含めない単位発電量あたりの風力発電費用は、2014年の時点で約15.6円/kWhとされ、国内でも条件が良ければ実用水準の9~13円/kwhに達する施設も一部にみられる。但し、一般的に欧米の風車が2500-5000kwの大口径で効率が良いのに対し、日本の風車は大型化のトレンドに遅れており、2013年現在においても400-1500kwの中小口径が多く効率が悪い。また、台風や落雷を想定していない欧州製の風車を購入して、台風や落雷による故障で赤字になった失敗ケースもイメージを悪くしている。
例として、中部電力の設備子会社シーテックと伊賀、津両市出資の第3セクター青山高原ウインドファームの発表によれば、40基で計8万kWの発電能力を有する風力発電用風車と変電所の建設総費用は、約240億円と見込まれている。
風車近傍に居住する住民から苦情(次節参照)は睡眠への影響に関するものがほとんどである。環境省は全国34カ所の風力発電施設周辺住民747人と対照地域住民332人を対象に、睡眠影響の疫学調査を実施している。風車騒音による睡眠影響は慢性的となることが多く、風車騒音に起因する「睡眠障害(環境性睡眠障害)」という疾患に直結する。環境省の調査結果では、環境性睡眠障害の有病率と風車騒音の騒音レベルとの関連が解析され、騒音レベルとの関係が示されている。それによれば、風車騒音の屋外騒音レベルが41dB以上の地域で、睡眠障害有病率の統計学的に有意な上昇が検出されている。なお、風車騒音による睡眠影響については、システマティク・レビューやメタアナリシスも含め、多数の疫学調査結果が報告されている。
環境省は2017年5月に、風車騒音の影響を評価するための指針を示している。指針の根拠となった検討会の報告書では、環境省自らが行った疫学調査も一部引用されてはいるが、「風車騒音は、わずらわしさ(アノイアンス)に伴う睡眠影響を生じる可能性はあるものの、人の健康に直接的に影響を及ぼす可能性は低い」とされた。「直接的に」という言葉を挿入することで、風車騒音が「人の健康に影響を及ぼす可能性が低い」と誤解を与えるような結論が記載されている。風車騒音による睡眠障害は、音の知覚を介して生じており、直接的には影響を及ぼしていないとも言えるが、魚介類や大気を介して生じた水俣病や四日市喘息などの公害病も含め、間接的に健康影響が生じるのが公害病の特徴である。公害病の因果判断に直接・間接は重要ではないにも係わらず、風車騒音による睡眠影響を「直接的な健康影響」から除外し、風車騒音と健康影響の因果関係を否定している。
環境省が指針を示して以降、「人の健康に直接的に影響が生じる可能性は低い」という事業者回答が見受けられるが、この回答には風車騒音による睡眠影響や環境性睡眠障害という疾患が含まれていないことに注意が必要である。
住宅に近接して設置された風車から発生して、近隣住民が苦情や健康被害を申し立て、環境省が調査に乗り出したことがある。また法制度的にも環境アセスメント対象事業への追加が2009年検討された。
2010年3月29日、環境省は愛知県田原市で風力発電設備から350m離れた住居内で160から200Hzを特徴とする騒音と低周波音が測定され、愛媛県伊方町では約210mと240m離れた2つの住居内もでそれぞれ31.5Hzと160から200Hzが測定されたと発表した。また同じく2010年10月7日には「騒音・低周波音の実態把握調査」を発表し、出力20kWを越える40都道府県の186事業者からアンケート結果を得て、苦情継続25件、苦情終結39件、計64か所で騒音や低周波音の苦情があったと発表した。出力別・距離別の集計結果によれば、当時、得られた情報の多い2000~2500kWの単機出力について、継続苦情件数の割合は、300~600mの範囲で36%、600~900mで29%、900~1200mで20%であった。また、300~600mの範囲では、単機出力の上昇に伴い、継続苦情発生割合が顕著に上昇している。なお、この調査では、風車に最も近い家屋のみを対象として苦情の有無を調査したため、1200mを超える住居での苦情発生割合は不明である。環境アセスメントにおいて、本調査結果を引用して「1200m以遠では継続苦情がない」といった事業者の回答は誤りである。
日本では風力発電は環境影響評価法(環境アセスメント法)の適用外であるため、事前の調査も事業者の自主努力に頼っている状態であり、不十分な環境影響評価も多い。また、事前調査では文献や他の事例を引用した定性的な予測になりがちで、評価を正確に行うことが難しい。精度の高いデータにもとづく評価は風車設置後の事後調査でしか得られないことが多い。そのため都道府県によっては独自の条例により環境基準を設けているところもある(バードストライク#風力発電施設参照)。
青山高原ウインドファーム(60基、青山高原全体で91基)やせと風の丘パークのように、建設に伴った樹木伐採や大型風車の乱立による景観の悪化から観光資源が減少する声がある。一方、大型風車が林立する雄大な光景を新たな観光資源とする動きもあり、例えば北海道幌延町の風力発電所(28基)はツーリングするライダーに人気がある。
また環境省は風力発電を積極的に推進すべきものと位置付ける一方、自然公園への立地に関しては風力発電施設設置のあり方に関する検討会を設けるなどして審査基準の検討を行い、現時点では予防的立場から概して慎重な姿勢を取っている。これに関してはパブリックコメントなどで規制緩和を求める意見も多く寄せられるなど、諸外国同様、議論の余地を常に残している。公的な設置基準としては、2004年春に自然公園法施行規則が一部改正され、同年4月1日より施行されている。
関西電力が宮城県・山形県蔵王連峰で計画していた川崎ウィンドファーム事業は、関西電力が環境アセスメントの第1段階に当たる計画段階環境配慮書を公表すると、宮城・山形両県の関係自治体などが一斉に反発。「蔵王山は古来より信仰の対象としてきた聖なる山」で、林立する風車が「お釜」と呼ばれる蔵王国定公園のカルデラ湖からの景観を阻害するといった反対意見が噴出し、計画の撤回を表明した。
日本の風力発電はエネルギー対策特別会計からの補助金を元に推進されてきたが、2010年時点でその6割が赤字である。直接的な原因は落雷による施設破壊や風量不足による稼働率の低さにあるが、国の補助を当てにした開発企業や自治体側のコスト意識の薄さ、国の審査の形骸化が背景にある。
こうした現状に対して政府の行政刷新会議は補助金が有効に活用されていないとの見解を示し、予算の削減を求めた。
日本ではNEDO等による風況調査の実施や予測技術の開発、実績データの蓄積により、事前に長期間の発電量予測が可能になっている。また実際に設置するにあたっては、測定用風車を用いた実測や、周辺地形に基づいたシミュレーションも利用される。年間総発電量の年ごとのばらつきは、10〜15年間に亘る調査により±2〜10%程度と報告されており、風況調査を充分に行えば、長期間でみた風況由来のリスクは事業上問題にならないことが多い(#参考文献の清水、飯田参照)。
風況調査に不備のある場合、当初見込みよりも発電量が少なく、赤字となる場合がある。有名な例ではつくば市が早稲田大学に委託して小学校などに3億円をかけて設置した風車の発電量が事前の風況予測が甘かったのが原因で予想より大幅に少なかった問題があり訴訟に発展した。
発電量が予測を下回ったなどの事情で稼働継続に値しない状況になった場合やより高性能な機種に置き換える場合などは、地中に打ち込んだ部分の移動は難しいが、上部の風力原動機は基本的に移設や転売が可能である。近年は欧州などで風力発電機の中古市場も拡大している。
産経ニュースの報道によれば、風力発電の風車による電波のかく乱が、航空自衛隊のレーダーに悪影響を及ぼす可能性があるという。