第5章 海洋エネルギー概論 5.3 海洋エネルギーについての世界の動き

 今回は洋上風力を含む海洋エネルギーについて、世界の動きを概観します。洋上風力や海洋エネルギーの開発がもっとも活発な欧州の動きを見た後、米国や中国の動向について調べていきます。さらに、国際機関の動向についても整理してみたいと思います。

世界各国の動き

 まず 洋上風力を含む海洋エネルギー を積極的に推進している EU と 英国の動きをまとめます。

EU

 2019 年末に欧州委員会(European Commission, 略称 EC)は 「欧州グリーン・ディール」を発表します。これは「2050 年に温室効果ガスの正味排出量がない」、つまり 2050 年カーボン・ニュートラルに対応する新たな成長戦略という位置づけです。そして、これを受けて 2020 年には「海洋再生可能エネルギーのポテンシャルを将来の気候ニュートラルのために役立てるEU戦略」が発表されます。この文書の結論部分を読むと、EUの考えがよくわかります。 「海洋再生可能エネルギー(Offshore renewable energy)は脱炭素化目標と予測される将来の電力の需要増に対応するために、これから何年かで手頃な価格で発電量を増大させるもっとも期待できるルートの一つである。欧州の海洋や海盆は膨大なポテンシャルを持っており、持続可能で環境的にも満足でき、他の経済や社会活動を補完する方法でそれらを利用することができる」 となっています。この文章は海洋国日本にもそのまま当てはまりそうですね。

 EC の掲げる目標は 2050 年までに洋上風力を含む海洋再生可能エネルギーを現状の 30 倍にするです。 現在の洋上風力の発電設備容量は12 GW(EUを離脱した英国を含みません)で、これを 2030 年までに 60 GW 以上に、 さらに2050 年までに 300 GW 以上に拡大し、 また現在 MW レベルの海洋エネルギーの発電設備容量を 2030 年までに 1 GW 以上 、 2050 年までに 40 GW 以上にするという目標です。これに必要な投資は 8000 億ユーロと見積もられていますが、発電設備への投資はそのうちの 1/3 にすぎず、2/3 は送電網の整備費用と推定しています。送電網の整備に多大な費用がかかること、それを戦略策定時点で見込んでいるという点がとても重要です。

 海洋エネルギーについては、EC の技術開発プログラムである Horizon 2020 において潮流発電波力発電に関する複数のプロジェクトが実施されてきました。さらに EC は EU の気候中立経済への移行を支援するにあたって、エネルギー集約型産業における低炭素技術、再生可能エネルギー、エネルギー貯蔵、CCS 及び産業 CO2 回収利用(CCU)の実証支援を目的とするイノベーション・ファンド(期間2020~2030 年、およそ百億ユーロ)を 2020 年に立ち上げました。また、2021 年には Horizon 2020 の後継の新しい研究開発プログラムが開始される予定です。

 欧州における洋上風力を除く海洋エネルギーの中心となるのは潮流と波力で、コスト低減のための研究開発が行われています。コスト目標は表 5-4 に示すとおりで、この目標に到達できれば、設備容量は2050 年までに、潮流が 15.7 GW、波力が 30 GWになると予測しています。

表5-4 EUの海洋エネルギーコスト目標(1 ユーロ = 124 円で円に換算)

英国

 英国では、この 10 年間で電源構成が激変しました。風力、バイオマスエネルギー、太陽光が躍進し、石炭火力が急速にフェーズアウトしたのです。もともと北海油田が開発され、天然ガス火力が中心となり、石炭火力は競争力を失ったため投資がなされず、古い亜臨界発電所のままだったところに、政府の石炭火力フェーズアウトの方針が出てどんどん廃止されていったのです。その結果、2012 年には 44 % のシェアがあった石炭火力が 2019 年にはなんと 2.1 % になってしまいました。一方、再生可能エネルギーは 2019 年には総発電量の 3 分の 1 を超えて 37 % とななりました。このような流れに乗って、英国は 2050 年カーボン・ニュートラルを積極的に推進します。そして、その達成に向けて熱い視線が向けられているのが洋上風力なのです。

 英国における洋上風力の発電設備容量はおよそ 11 GWで世界最大です。洋上風力の導入目標は 「2030 年までに 30 GW」 でしたが、英国政府は 2020 年にこれを2030 年までに 40 GW に引き上げました。さらに浮体式洋上風力を現在の世界の導入量の 15 倍となる 1 GW 導入する目標をたてました。英国では 8 つの巨大洋上風力プロジェクトが開発中で、ここ 5 年間で 31 の洋上風力プロジェクトが存在することになります。これらが意欲的な目標の実現を後押ししています。

 洋上風力以外の海洋エネルギーでは、波力・潮流エネルギーの開発が進められています。 波力・潮流エネルギーには英国の需要の約 20 % にあたるポテンシャルがあり、これはおよそ 30 ~ 50 GW の発電設備容量に相当しますが、2019 年の発電設備容量はまだ 22 MW にすぎません。まだ萌芽段階の技術という位置づけです。潮流エネルギーについては欧州全体の 50 %、波力エネルギーについては 35 % が英国という様に、英国は欧州の海洋エネルギー開発のリーダー的存在です。これには、2003 年に設立された海洋再生可能エネルギーの実証試験場「欧州海洋エネルギーセンター(EMEC)」(図 5-6)の役割が大きいと思います。EMEC の建設費は約 38 億円、英国政府・スコットランド政府・EU等から資金援助を受け、2004 年から波力、2006 年から潮流の試験が開始されています。その後、英国内にさらに5カ所の試験場ができています(図5-7)。

図5-6 英国の欧州海洋エネルギーセンター(EMEC)
出典:内閣官房総合海洋本部事務局平成24年度年次報告書の図に追記

 英国における再生可能エネルギーへの経済支援は現在、差額決済制度(CfD)を使って行われています。これは固定価格買取制度(FIT)の進化形で、売電価格をオークションによって決め、あとはその価格で 15 年間買い取りを行うというものです。この売電価格はストライク価格(Strike price) と呼ばれ、発電事業者は発電開始年ごとの入札に参加します。入札価格の低い順から予め政府が設定した予算内で落札され、同じ技術と発電開始年の開発プロジェクトに対するストライク価格としては最後に落札された価格が適用されます。落札に成功した発電事業者は発電した電気を自ら販売する必要がありますが、15 年間の契約期間中、固定のストライク価格での売電が約束されます。入札は技術成熟度に応じてグループ分け(ポットという)されています。第 2 回と第 3 回のラウンドではポット 2 のみ入札が行われ、その結果はコストの安い洋上風力がほぼ独占するという結果になりました。競争入札によって、ストライク価格は毎回予想より低く抑えられていて、ポット 2 のストライク価格は第 1 回(2014 年)から第 3 回ラウンド(2019 年)まででおよそ 3 分の 2 低下しました。本制度はコスト削減を引き出す有効な支援策として機能しています。

 さて、2021 年 12 月に第 4 回ラウンドが予定されています(表5-5)。2050 年カーボン・ニュートラルへの移行を意図して、対象となる設備容量の上限値が前回の 5.8 GW の 2 倍の 12 GW に拡大されることになっています。さらに、これまで未確立テクノロジーであるポット2の中にあった洋上風力のうち、着床式が新設のポット3へ移されます。ポット2には浮体式洋上風力が残り、潮力・波力などと競争することになります。着床式の洋上風力との競争ではとても勝負にならなかった海洋エネルギーにも競争の余地が出てくるわけです。もう一つ、今回は確立済みテクノロジーである陸上風力や太陽光などを対象としたポット1も動く予定です。できるだけ多くの再生可能エネルギーを動員したいという考えが読み取れます。

表5-5 英国CfDにおけるポット分け(出典:ジェトロ 英国の気候変動対策と産業・企業の対応https://www.jetro.go.jp/ext_images/_Reports/01/a6d81fdd945edd47/20210007.pdf

 Renewable Energy Magazine の 2021 年 4 月 1 日号に面白い記事が出ていました。英国の超党派の環境監査委員会が 3 ヶ月間の英国における潮流発電技術の調査から、英国政府に対し産業界との協力と、この先進分野への適切な資金援助を促す書簡を英国ビジネス・エネルギー・産業戦略大臣へ送ったというのです。書簡には「潮流発電は 7500 マイルを越える海岸線を持つ英国においては多くの便益とポテンシャルを供与でき、変動しやすい太陽光や風力がなくても、信頼性の高い電力供給を生み出す比類無い資源となる可能性がある」となっています。また、EMEC の責任者の Neil Kermode は「英国がこのポテンシャルを真に最大化し、潮流発電で世界のリーダーとして固定されるためには、セクターは研究開発への継続したファンド CfD ラウンド 4 による収入支援を含む適当で継続した支援を早急に必要としている。これは投資家に対して長期的な信頼を与え、本セクターの商業化を真に支援することになる。わたしたちは今活動する必要がある。そうでないとわたしたちは、丁度 1980 年代に風力エネルギーで後退したように、先行者利益を失うことになる。再びそのようなことになるのは嘆かわしい」と語っています。海洋エネルギーの中では洋上風力が突出していて、他の技術にそれほど陽が当たっていない現実が読み取れると思います。

 この様に欧州は積極的に海洋エネルギーを推進し、世界を牽引しているように見えます。では、他の国々の情勢はどうでしょうか? 現在の超大国である米国と中国の動きを調べてみましょう。

米国

 アメリカ大陸という広大な陸地を持っているため、米国の関心は主に陸上にあり、海洋エネルギーへはあまり目を向けてはいませんでした。2020 年の風力発電の発電設備容量は 117 GW で中国に次ぐ 2 位(世界全体のシェア約 16 %)なのですが、洋上風力のシェアはわずか 0.1 %にすぎません。しかし、バイデン大統領になって米国は 2050 年カーボン・ニュートラルに向けて舵を取りました。こうなると、できるだけ多くの再生可能エネルギーを確保しなければなりません。自然と海洋に視線を移していきます。いま米国は 洋上風力を 2030 年までに 30 GW とするという目標をかかげて動き出しています。米国を見ていて思うのはコロナのワクチンの時でもそうでしたが、いったん動き出すとその動きはとても迅速です。国立再生可能エネルギー研究所(NREL)によれば、2020 年時点で発電設備容量の合計 26 GW 以上となるプロジェクトが計画され、数年のうちに実行に移されるとのことです。また、連邦政府はニューヨーク湾に洋上風力発電の開発区域の開設を推進、研究開発への政府投資を増やすほか、洋上風力発電プロジェクトに対する総額 30 億ドルの公的融資、港湾整備に対する 2 億 3,000 万ドルの資金提供によって企業の設備投資を後押しする方針です。

 洋上風力以外の海洋エネルギーはどうでしょうか? まだ米国の動きは鈍いです。ほとんどの技術が研究開発~実証試験段階にあります。しかし、その潜在能力には十分注意を払っているように見えます。前述の NREL が米国における海洋エネルギーのポテンシャルをまとめた報告書を出していますが、それによれば、海洋エネルギーの技術ポテンシャルは 50 州全体で 2,300 TWh / 年で、2019 年の発電電力量の 57 % に相当します。さらに太平洋やカリブ海の領海や自由連合盟約の海では、さらに4,100 TWh / 年の海洋温度差発電(OTEC)のポテンシャルがあるとのことです。OTEC 以外で最大の海洋エネルギーは波力で全体で 1,400 TWh / 年あり、特に西海岸(240 TWh / 年)やハワイ(250 TWh / 年)でとても魅力的です。潮流は 220 TWh / 年、海流は 49 TWh / 年あります。米国エネルギー省(DOE)の Water Power Technologies Office のプログラムを中心に研究開発が多数実施されています。また図 5-7 によれば、米国には実証試験用に 13 もの実海域試験サイトがあります。欧州の試験サイトは合わせて 24 ですから、一国でそれに欧州全体匹敵するほどの試験能力があるということになります。海洋エネルギーについても本気になれば、一気に商業化まで進んでいくように思います。

中国

  いまや中国は「再生可能エネルギー大国」といってもいい存在です。中国国家能源局によれば、2020年の時点で、中国の再生可能エネルギーの発電設備容量は 930 GW、うち風力が 281.5 GW、太陽光が 253.4 GW ですどれを取っても世界一です。再生可能エネルギー全体の発電設備容量の第 2 位が米国で 292 GWですから群を抜いています。ただし、それでも国内の発電設備容量に占める再生可能エネルギーの割合は 42.4 % なのです。いかにエネルギーをたくさん使用しているかがわかりますね。2020 年 9 月の国連総会で、習近平国家主席は 2030 年までに CO2 排出をピークアウトさせ、2060 年までにカーボンニュートラルを達成するという新たな目標を発表しました。 このため中国は 2030 年時点の風力発電と太陽光発電の設備容量を合計 1,200 GW 以上(2020 年の 2.2 倍以上)に引き上げることを目指しています。洋上風力については欧州が先行していますが、2020 年の新設容量はなんと 2.1 GW で世界一全世界の新設容量の 40 %を占めたのです。累積設備容量でも2位のドイツに肉迫し、いまにも追い越そうという勢いです。

 中国の海岸線の長さは 18,000 km におよび、水深 20 m 以下の洋上風力のポテンシャルは 750 GW と、陸上風力の 3 倍あると推定されており、また、9 つの沿岸地方と 2 つの直轄市で人口の 44 %、GDP の 55 % を占めているので、これら沿岸の電力需要地へ電力供給するには洋上風力の方が都合がいいのです。

 洋上風力の建設は 2014 年に固定価格買取制度(FiT: Feed-in-Tariff)が始まると一気に進みます。買い取り価格は潮間帯が 0.75 元 / kWh 、近海が 0.85 元 /kWh でした。欧州のように導入が進むにつれてコストが低下するこをと期待していましたが、思うように下がらず FIT の補助金の負債額が膨らんでいきます。その結果、FIT制度は取りやめになりました。洋上風力については、2019 年、2020 年と段階的に買取価格を下げていき、2021 年以降は補助金が撤廃され、市場における価格競争になることになりました。代わりに一定量の再エネ電源の買い入れを義務づける RPS 制度が導入されます。2020 年の新設ラッシュはこの制度移行にともなう駆け込みかもしれません。いずれにしても、FIT 終了後、洋上風力の伸びがどうなるか注視していく必要がありますね。

 一方、洋上風力以外の海洋エネルギーの導入目標ですが、2016 年 国家海洋局発表の「海洋エネルギー発展 13 次五カ年計画」によれば、2020 年までに総設備容量で 50 MW を越え、かつ海洋エネルギーの開発利用において世界先進水準に到達することとしています。具体的には、国家海洋エネルギー試験場の建設、1 万 kW 級の潮汐エネルギー実証プロジェクトの開始、MW 級の潮流エネルギーの系統連系モデル基地の建設、そして 500 kW級の波力エネルギー実証基地の建設があげられています。潮流発電については舟山に 1.7 MW の発電所が 2016 年に建設され、系統連系しています。また、波力発電については珠海で 2017 年に 110 万 kWh を越えるオフグリッド発電を行い、2018 年 10 月、離島へ無償で約 1 万 5000 kWh の電力供給を行っています。図 5-7 にはこの 2 つと威海の小規模試験場が載っています。また、潮汐発電は1975年から浙江省の海山潮汐発電所(250kW)が、1985年からは江厦潮汐試験発電所(4.1MW)が動いています。

図5-7 海洋エネルギーの実海域試験場

国際機関の動向

 最後に国際機関の動向として、国際再生可能エネルギー機関(IRENA)の報告書について触れたいと思います。

国際再生可能エネルギー機関(IRENA)

 国際再生エネルギー機関(IRENA)は、再生可能エネルギー(太陽、風力、バイオマス、地熱、水力、海洋利用等)の普及及び持続可能な利用の促進を目的として 2011 年に設立された国際機関で、本部はアラブ首長国連邦のアブダビにあります。多数のレポートを発刊していますが、Renewable Energy Statistics や Renewable Energy Capacity Statistics は毎年の再生可能エネルギーごとの設備容量や発電量が出ているので、いつも使わせてもらっています。その IRENA が 2020 年、2021 年と立て続けに海洋エネルギーに関するレポート “Innovation Outlook: Ocean Energy Technologies” と “Offshore Renewable Energy” を発表しました(図5-8)。

 最初の “Innovation Outlook” はシリーズで出されているレポートで、これまでに”Advanced Liquid Biofuels (2016)”、”Offshore Wind (2016)”、”Renewable mini-grids (2016)”、”Smart charging for electric vehicles (2019)”、”Thermal energy storage (2020)”、”Renewable Methanol (2021)” が刊行されています。 “Ocean Energy Technologies” は洋上風力以外の海洋エネルギーを取り扱ったもので、そのポテンシャルと商業化に向けて必要なステップが記述されています。また、2 つめの ”Offshore Renewable Energy” は洋上風力や洋上太陽電池を含む海洋エネルギー全般を取り扱っています。このように、”Ocean” と “Offshore” が区別して使われていますが、この “Offshore” に対する適当な訳語がないので困ります。 “Offshore” は文字通り「岸を離れて」の意味で、”Onshore” の対立語。これを “Offshore wind” =「洋上風力」のように「洋上」と訳すと海面上の話になり海面下の技術が漏れます。また「沖合」と訳すと、「沖の方」という意味なので水深の浅い部分が外れます。その為、この講座では仕方なく「海洋」と訳すことにしています。

図5-8 国際再生可能エネルギー機関(IRENA)の海洋エネルギーに関する2つの報告書。左は「海洋エネルギー技術の展望」(2020年)、右は「海洋再生可能エネルギー 実施展開への行動指針 G20首脳会合への貢献(2021年)

この ”Offshore Renewable Energy” という報告書ですが、副題に “An action agenda for deployment A CONTRIBUTION TO THE G20 PRESIDENCY” とあるように、今年の 7 月にイタリアのナポリで開催された G20 環境大臣会合及び気候・エネルギー大臣会合で発表されたものなのです。ここで扱われている技術は、洋上風力海洋エネルギー、それに浮体式太陽光発電が加わります。G20への政策提言ですので、”G20 ACTION AGENDA“という項が設けられています。長いので骨格だけを紹介しておきましょう。

G20行動指針(筆者訳)

COVID-19 パンデミックからの経済回復を支援するために、IRENA は G20 が可能な限り考慮すべき以下の行動指針をまとめる。

1. G20 大臣レベルにおいて、海洋再生可能エネルギー(offshore renewables)の重要な役割を認識する

2.G20 と IRENA 協力枠組み間の共同作業を増加させ、海洋再生可能エネルギーの主要データを収集し広める

3.利用可能な資源を持つ国に対して模範を示す

4.海洋におけるガバナンス、環境影響、技術標準に関して協力と経験の交流を支援する

5.G20 エネルギー移行と気候持続可能性作業部会の中に海洋再生可能エネルギーを含める

6. 海洋再生可能エネルギー技術に対する革新的な資金メカニズムを特定し、G20 財務トラックの範囲内で推進する

IRENA ”Offshore Renewable Energy An action agenda for deployment A CONTRIBUTION TO THE G20 PRESIDENCY” (2021)より

 この IRENA の動きは、冒頭に紹介した欧州における海洋再生可能エネルギーの拡大と呼応するのだと思います。今後の動きが注目されます。

(更新 2021/9/02)

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