우리동네

풍력은 자원으로서는 태양광과 함께 무진장하고 전형적인 자연 에너지다.풍력 발전이 재생 가능 에너지로서 세계의 주요국에서 도입이 확대하고 있다.그러한 흐름 중(안)에서 일본은, 풍력 발전량은 증가하고는 있는 것의 총발전량에 차지하는 비율은 주요국 비교로 여전히 낮다.이것은 일반적으로는 별로 알려지지 않았다.세계의 흐름에 더 이상 뒤떨어지지 않기 위해(때문에)는 지금 이상의 구체적인 도입 추진책이 필요할 것이다.


신 에너지·산업기술 종합 개발 기구(NEDO)가 2017년 3월말 시점의 「풍력 발전 설비·도입 실적」을 이번에 공표했다.그것에 따르면, 풍력 발전의 총발전 능력을 나타내는 설비 용량은 약 336만 킬로와트로, 전년도 대비(연도 단위로 집계) 8%가까운 시일내에 증가했다.설비 용량은 설치 기수 모두 매년 증가하고 있는(그림 참조) 실태가 나타났다.


일본의 풍력 발전 총량은 약 336만 킬로와트


NEDO는, 「상용 전력 계통에 접속되어 총출동력이 20킬로와트 이상」 등 몇개의 조건을 채우는 풍력 발전 설비를 조사 대상으로 「설치 기수」 「총출동력」 「설치자」 「설치 장소(도도부현, 시읍면)」 「풍차 메이커」등을 집계해, 매년 공표하고 있다.이번 공표에 의하면, 2017년 3월말 시점의 설비 용량은, 전년도 대비 7.8%증의 약 336만 킬로와트로, 설치 기수는 동5.0%증가의 2,203기였다.2016년도중에 설비 용량 약 24만 킬로와트, 설치 기수 105기의 풍력 발전 설비가 새롭게 도입되고 있었다(수치는 설비의 폐지·철거도 고려에 넣은 합계치).


설비 용량으로 많은 도도부현은 1위가 아오모리현에서 설비 용량 약 39만 킬로와트, 설치 기수 239기.이하 아키타현, 홋카이도, 카고시마현, 미에현의 순서였다.대부분의 도도부현이 다소나마 풍력 발전 설비를 설치하고 있다.도쿄도에는 도쿄 임해 풍력 발전소 등 4기 있어, 설비 용량은 4,150킬로와트.설비가 전혀 없는 것은 사이타마, 야마나시, 나가노, 오사카, 오카야마, 히로시마, 카가와의 각 부현이었다.



그림1 일본의 풍력 발전 도입량의 추이(제공·NEDO)

그림 1 일본의 풍력 발전 도입량의 추이(제공·NEDO)



사진 도쿄도의 츄우오보우하테이 안쪽 매립지내에 설치된 도쿄 임해 풍력 발전소.「도쿄풍」의 애칭이 붙어 있다.전원개발과 토요타 통상이 도쿄도와의 「협동 사업」으로서 설립한 「제이 윈드」(구명·제이 윈드 도쿄)가 건설·운전 관리 주체.2003해에 사업 개시해, 발전 전력은 전량 도쿄 전력에 매전 하고 있는(제공·전원개발)




사진
도쿄도의 츄우오보우하테이 안쪽 매립지내에 설치된 도쿄 임해 풍력 발전소.「도쿄풍」의 애칭이 붙어 있다.전원개발과 토요타 통상이 도쿄도와의 「협동 사업」으로서 설립한 「제이 윈드」(구명·제이 윈드 도쿄)이 건설·운전 관리 주체.2003년에 사업 개시해, 발전 전력은 전량 도쿄 전력에 매전 하고 있다(제공·전원개발)



풍력 발전은 바람의 운동 에너지로 풍차를 돌려, 그 동력을 발전기에게 전해 발전한다.풍차의 형태는 프로펠라형이 많다.이 형상이 바람의 에너지의 이용 효율이 높기 때문이다.풍력 발전은 깨끗하고 순국산의 자연 에너지이지만 단점도 있다.최대의 단점은 「바람 맡겨」일.풍력 발전 사업도 추진하고 있는 「전원개발(J-POWER)」(본사·도쿄도 츄오구)에 의하면, 「바람 맡겨」인 것부터 「에너지 밀도」가 낮고, 전력의 출력 조정이 어렵다.그러나, 이러한 단점을 극복하기 위해서 다양한 궁리가 이루어지고 있다.예를 들면, 풍차를 일정한 부지내에 집중시키는 「윈도우 펌」방식을 채용해, 국지적으로 불안정한 바람의 영향을 받는 개개의 풍차의 격차를 잘 정리해 전압과 주파수에의 영향을 가능한 한 줄이고 있다고 한다.이 외 , 풍차를 지탱하는 타워를 높게 해 상공의 강한 바람을 활용하는 것이나, 풍차의 직경을 크게 해 1기근처의 출력을 늘리는 것 등, 수많은 노력이 이루어지고 있다고 한다.



풍의 에너지는 풍속의 3승에 비례한다.이 때문에 풍력 발전 설비는 연간을 통해서 바람이 안정되어 강한 장소에 입지하는 것이 중요해진다.입지 선택에 즈음해서는 특정의 장소의 바람의 부는 방법을 나타내는 「풍황」의 조사를 한다.전원개발에서는 지형과 풍차의 상호 간섭등에 의한 풍황변동을 시뮬레이션 해석하는 연구도 실시해 입지 선정에 유용하게 쓰고 있다.



일본은 세계 19 위 , 30년의 전원 비율에서도 1.7%



일본 정부는 2014년 4월 11일에 각의 결정한 「에너지 기본계획」 중(안)에서 재생 가능 에너지의 도입을 가속할 방침도 나타내 보이고 있다.풍력 발전에 대해서는, 풍력 발전 설비를 보다 단기간에 도입하기 위해서 환경 영향 조사를 스피디하게 실시해, 관련하는 제규제의 합리화를 진행시키는 것과 동시에, 해상 풍력 발전의 실증 연구를 추진하기로 하고 있다.



그러나, 세계의 동향을 보면, 중국이나 미국 등 세계가 많은 나라가 풍력 발전의 총량을 크게 늘리고 있는 가운데 일본의 수치는 눈에 띄어 낮다.일본은 2012년에 시작한 재생 가능 에너지의 고정가격 매입 제도에 의해 풍력 발전 설비도 증가하고는 있지만, 이번 공표된 약 336만 킬로와트는 국내의 총발전량이 차지하는 비율로 보면 제로 콤마수%레벨의 숫자.정부가 2015년 7월로 정리한 2030년의 전원 구성 비율, 즉 30년 단계에서의 비율 목표에서도 불과 1.7% 정도다(그림 2 참조).



풍력 발전 관련 사업등으로 구성되는 일본풍력 발전 협회(도쿄도 미나토구)는 작년 2월에 「풍력 발전의 도입 확대를 향해서」라고 제목을 붙인 리포트를 공표했다.그 중에 세계 주요국의 풍력 발전 도입의 동향을 채택해 각국의 데이터를 나타내고 있다.그것에 따르면, 2014년 1년간에 중국은 2,320만 킬로와트, 독일은 530만 킬로와트, 미국은 490만 킬로와트 각각 신규 도입해, 중국의 누적 도입 발전량은 1억 2,000만 킬로와트에 임박하고 있다.또 국제 에너지 기관(IEA)의 추계를 인용하고, 세계의 풍력 발전 총량은 2040년에 걸쳐 10억 킬로와트 이상의 성장이 전망된다고 하고 있다.2014년 단계의 누적 도입 발전량 비교로 일본은 중국, 인도나 구미 각국에 크게 뒤떨어져 세계 19위였다(그림 3 참조).




도22030해의 전원 구성 비율.재생 가능 에너지는22~24%.집풍력은 1.7%정도(2015년 5월 공표된 경제 산업성의 「장기 에너지수급 전망」으로부터)(제공·경제 산업성)




그림 2 2030년의 전원 구성 비율.재생 가능 에너지는22~24%.집풍력은 1.7%정도(2015년 5월 공표된 경제 산업성의 「장기 에너지수급 전망」으로부터)(제공·경제 산업성)








그림 3 세계의 풍력 발전 도입 선진국.10위까지.일본은 19위(제공·일본풍력 발전 협회, 동협회 리포트「풍력 발전의 도입 확대를 향해서」로부터



환경성등에 의하면, 풍력 발전의 적지인 홋카이도나 동북지방등에서는 송전선 정비가 늦는 것 외에 환경 영향 평가(어세스먼트)에 시간이 걸리는 것, 농지등의 토지 이용 규제의 현상등도 일본의 도입 촉진을 막고 있는 요인이라고 한다.일본풍력 발전 협회는 「풍력 발전의 도입 확대를 향해서」 중(안)에서 도입 확대 실현을 위한 과제로서 「적지 확대를 향한 규제·제도의 재검토와 완화」 「코스트 효율화를 위한 기술개발의 계속」 「(인재의 육성을 포함한) 프로젝트·매니지먼트·스킬의 향상」 「국내에서의 관련 산업의 육성」 「(입지 현지와의 공생을 포함한) 국민 이해의 추진」등을 들고 있다.



환경 선진국 독일 등 유럽 각국외, 중국등도 재생 가능 에너지 분야에의 투자를 활발하게 가고 있다.세계의 에너지 문제의 분석으로 알려진 국제 민간 조사기관 「브룸바그·뉴·에너지·파이낸스(BNEF)」는 세계의 태양광, 풍력 발전이 향후 급속히 확대해 2040년에는 이 둘만으로 세계의 총발전량에 차지하는 비율은38%가 된다, 로 하는 예측을 6월에 공표하고 있다.지구 온난화 대책의 국제 골조의 파리 협정은 산업혁명 전부터의 기온 상승을 2도 미만으로 억제하는 목표를 내걸어 참가 각국에 대담한 정책을 요구하고 있다.파리 협정에 참가하는 일본은 태양광 발전과 함께 풍력 발전도 늘리기 위한 구체적인 보급 추진책이 한층 중요하게 되어 있다.


日本の風力発電量は増加しながらも世界主要国に大きく立ち遅れ

風力は資源としては太陽光とともに無尽蔵で典型的な自然エネルギーだ。風力発電が再生可能エネルギーとして世界の主要国で導入が拡大している。そうした流れの中で日本は、風力発電量は増えてはいるものの総発電量に占める割合は主要国比較で依然低い。このことは一般にはあまり知られていない。世界の流れにこれ以上立ち遅れないためには今以上の具体的な導入推進策が必要だろう。


新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)が2017年3月末時点の「風力発電設備・導入実績」をこのほど公表した。それによると、風力発電の総発電能力を示す設備容量は約336万キロワットで、前年度比(年度単位で集計)8%近く増加した。設備容量は設置基数ともに毎年増えている(図参照)実態が示された。


日本の風力発電総量は約336万キロワット


NEDOは、「商用電力系統に接続されて総出力が20キロワット以上」などいくつかの条件を満たす風力発電設備を調査対象に「設置基数」「総出力」「設置者」「設置場所(都道府県、市町村)」「風車メーカー」などを集計し、毎年公表している。今回の公表によると、2017年3月末時点の設備容量は、前年度比7.8%増の約336万キロワットで、設置基数は同5.0%増の2,203基だった。2016年度中に設備容量約24万キロワット、設置基数105基の風力発電設備が新たに導入されていた(数値は設備の廃止・撤去も考慮に入れた合計値)。


設備容量で多い都道府県は1位が青森県で設備容量約39万キロワット、設置基数239基。以下秋田県、北海道、鹿児島県、三重県の順だった。大半の都道府県が多少なりとも風力発電設備を設置している。東京都には東京臨海風力発電所など4基あり、設備容量は4,150キロワット。設備が全くないのは埼玉、山梨、長野、大阪、岡山、広島、香川の各府県だった。



図1 日本の風力発電導入量の推移(提供・NEDO)

図1 日本の風力発電導入量の推移(提供・NEDO)



写真 東京都の中央防波堤内側埋立地内に設置された東京臨海風力発電所。「東京風ぐるま」の愛称が付いている。電源開発と豊田通商が東京都との「協働事業」として設立した「ジェイウインド」(旧名・ジェイウインド東京)が建設・運転管理主体。2003年に事業開始し、発電電力は全量東京電力に売電している(提供・電源開発)




写真
東京都の中央防波堤内側埋立地内に設置された東京臨海風力発電所。「東京風ぐるま」の愛称が付いている。電源開発と豊田通商が東京都との「協働事業」として設立した「ジェイウインド」(旧名・ジェイウインド東京)が建設・運転管理主体。2003年に事業開始し、発電電力は全量東京電力に売電している(提供・電源開発)



風力発電は風の運動エネルギーで風車を回し、その動力を発電機に伝えて発電する。風車の形はプロペラ型が多い。この形状が風のエネルギーの利用効率が高いためだ。風力発電はクリーンで純国産の自然エネルギーだが短所もある。最大の短所は「風任せ」なこと。風力発電事業も推進している「電源開発(J-POWER)」(本社・東京都中央区)によると、「風任せ」であることから「エネルギー密度」が低く、電力の出力調整が難しい。しかし、こうした短所を克服するためにさまざまな工夫がなされている。例えば、風車を一定の敷地内に集中させる「ウィンドファーム」方式を採用し、局地的に不安定な風の影響を受ける個々の風車のばらつきをうまくまとめて電圧と周波数への影響をなるべく少なくしているという。このほか、風車を支えるタワーを高くして上空の強い風を活用することや、風車の直径を大きくして1基あたりの出力を増やすことなど、数々の努力がなされているという。



風のエネルギーは風速の3乗に比例する。このため風力発電設備は年間を通じて風が安定して強い場所に立地することが重要とされる。立地選択に際しては特定の場所の風の吹き方を示す「風況」の調査が行われる。電源開発では地形と風車の相互干渉などによる風況変動をシミュレーション解析する研究も実施して立地選定に役立てている。



日本は世界19 位 、30年の電源比率でも1.7%



日本政府は2014年4月11日に閣議決定した「エネルギー基本計画」の中で再生可能エネルギーの導入を加速する方針も示している。風力発電については、風力発電設備をより短期間に導入するために環境アセスメントをスピーディに行い、関連する諸規制の合理化を進めるとともに、洋上風力発電の実証研究を推進することにしている。



しかし、世界の動向をみると、中国や米国など世界の多くの国が風力発電の総量を大きく増やしている中で日本の数値は目立って低い。日本は2012年に始まった再生可能エネルギーの固定価格買取制度により風力発電設備も増えてはいるが、今回公表された約336万キロワットは国内の総発電量の占める割合でみるとゼロコンマ数%レベルの数字。政府が2015年7月にまとめた2030年の電源構成比率、つまり30年段階での比率目標でもわずか1.7%程度だ(図2参照)。



風力発電関連事業らで構成される日本風力発電協会(東京都港区)は昨年2月に「風力発電の導入拡大に向けて」と題したレポートを公表した。その中で世界主要国の風力発電導入の動向を取り上げて各国のデータを示している。それによると、2014年1年間で中国は2,320万キロワット、ドイツは530万キロワット、米国は490万キロワットそれぞれ新規導入し、中国の累積導入発電量は1億2,000万キロワットに迫っている。また国際エネルギー機関(IEA)の推計を引用して、世界の風力発電総量は2040年にかけて10億キロワット以上の伸びが見込まれるとしている。2014年段階の累積導入発電量比較で日本は中国、インドや欧米各国に大きく立ち遅れて世界19位だった(図3参照)。




図2 2030年の電源構成比率。再生可能エネルギーは22~24%。うち風力は1.7%程度(2015年5月公表された経済産業省の「長期エネルギー需給見通し」から)(提供・経済産業省)




図2 2030年の電源構成比率。再生可能エネルギーは22~24%。うち風力は1.7%程度(2015年5月公表された経済産業省の「長期エネルギー需給見通し」から)(提供・経済産業省)








図3 世界の風力発電導入先進国。10位まで。日本は19位(提供・日本風力発電協会,同協会レポート「風力発電の導入拡大に向けて」より)



環境省などによると、風力発電の適地である北海道や東北地方などでは送電線整備が遅れているほか、環境影響評価(アセスメント)に時間がかかること、農地などの土地利用規制の現状なども日本の導入促進を阻んでいる要因という。日本風力発電協会は「風力発電の導入拡大に向けて」の中で導入拡大実現のための課題として「適地拡大に向けた規制・制度の見直しと緩和」「コスト効率化のための技術開発の継続」「(人材の育成を含めた)プロジェクト・マネジメント・スキルの向上」「国内での関連産業の育成」「(立地地元との共生を含めた)国民理解の推進」などを挙げている。



環境先進国ドイツなど欧州各国のほか、中国なども再生可能エネルギー分野への投資を活発に行っている。世界のエネルギー問題の分析で知られる国際民間調査機関「ブルームバーグ・ニュー・エナジー・ファイナンス(BNEF)」は世界の太陽光、風力発電が今後急速に拡大して2040年にはこの二つだけで世界の総発電量に占める比率は38%になる、とする予測を6月に公表している。地球温暖化対策の国際枠組みのパリ協定は産業革命前からの気温上昇を2度未満に抑える目標を掲げて参加各国に大胆な政策を求めている。パリ協定に参加する日本は太陽光発電とともに風力発電も増やすための具体的な普及推進策が一層重要になっている。



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