ドイツのエネルギーシステムの脱炭素化に向けて、洋上風力発電は、その信頼性と過去数年間の急速なコスト削減により、基軸となる存在となっています。洋上風力発電は、まだ比較的新しい技術であり、他のクリーンエネルギー発電に比べると発展途上ではありますが、今日では、系統を安定させ、産業にクリーンエネルギーを供給するための最適な条件を備えた再生可能エネルギー電源と見なされています。
北海とバルト海のごく一部しか国内プロジェクトに利用できないため、ドイツは近隣諸国と洋上風力協力プロジェクトを立ち上げ、発電と水素製造に利用できるこの技術の大きな可能性を上手く利用しようとしています。
しかし、ドイツの洋上風力発電の野心的な目標は、導入拡大の進捗と乖離しており、業界は建設に向けた課題が山積していることを警告しています。
クイックファクト：2022年末時点
| タービンの設置基数 | 1,539基 |
| 総設備容量 | 8.1GW |
| 導入拡大計画 | 30GW（2030年） |
| ネット発電電力量に占める割合 | 5 % |
| 出力 | 24.75 TWh |
| 従業員数 | 約21,400人（2022年） |
出典：BWE, BWO, Fraunhofer ISE, WAB
洋上風力発電は、2010年にドイツではじめて稼働した再生可能エネルギーの代表的な技術であり、ドイツ国内の発電設備としてもっとも新しいものとなっています。その後、ドイツをはじめとする北海やバルト海沿岸の国々で洋上風力発電が急速に普及しました。2022年末には、ドイツ海域で1,500基以上、約8GWの風車が稼動しています。風車の確かな性能と迅速なコスト低下により、2017年には国の支援が不要になった最初のプロジェクトが投資家から発表され、この技術がドイツのエネルギー転換の柱となることへの期待が高まっています。
洋上風力は有望で、2030年までに総発電容量30GWを達成するという政府の野心的な目標にもかかわらず、ドイツは2021年に1基も新しい風車を追加せず、2022年には40基弱の風力発電ハブを新たに設置することになりました。つまり、ドイツが目標を達成するためには、8年以内に洋上風力発電の容量をほぼ4倍にする必要があるのです。したがって、この取り組みには、遅くとも2025年までに「ターボチャージ」による拡張が必要であると、業界関係者は述べています。2022年末に政府と系統運営者によって結ばれた「オフショア実現協定（offshore realization agreement）」は、海域の指定、自然保護要件、スケジュール、暫定目標などに関するこれまでの協定を更新し、この方向への第一歩を踏み出すものとなりました。
ドイツの発電電力量構成に占める洋上風力の割合は2022年に5％に達し、2014年にはわずか0.1％だったものが大幅に上昇しました。ドイツは、2019年時点では、英国、中国に次ぐ第3位の市場でしたが、力強い拡大維持に度々失敗したことにより、導入ランキングで後退しています。ドイツ海域のタービンは2017年に世界の容量の40％を占めましたが、2021年にはわずか13％に減少しました。
系統の安定化と産業界との契約により、エネルギーシステムにおける洋上風力の役割が高まる
オラフ・ショルツ政権は、就任直後、電源構成に占める再生可能エネルギーの割合を、2022年の約45％から10年後までに80％にすることを目指すと発表しました。洋上風力発電のコストが下がり続け、タービンの発電電力量が多くなり、信頼性が高まっていることから、この技術がドイツのエネルギーシステムの柱となり得るという確信が生まれました。 政府は、2045年までにドイツ海域に70GWの風力発電設備を設置することを目標としています。研究機関フラウンホーファーIWESの分析によると、ドイツ海域では、環境保護区などの他の利用目的に抵触することなく、最大82GWの洋上風力発電が可能になるとされています。
ドイツにおける洋上風力発電の展開は、国際的な気候目標を達成するために洋上風力発電が必要であることはほとんどの環境団体が認めているものの、2014年に最初の設備が登場して以来、海洋生態系への影響の可能性を懸念する声が上がっています。2023年初頭に海事水路庁（BSH）が発表した区域開発計画は、計画的な拡張のための基盤づくりを目的としています。この計画では、風力発電のための特定のエリアを定義し、入札プロセスのパラメータ、試運転、必要な系統接続を規定しています。
2022年の平均設備容量は9MW、平均ローター長は167メートルと、新しい洋上風車は2000年代前半の発売当時より大幅にサイズと容量が成長しただけでなく、陸上風車よりも大型で生産性が高くなっています。近年の発電単価の下落は、このサイズと出力の拡大が大きな要因となっています。風力発電のコンサルタント会社であるドイツ・ウィンドガード社は、洋上で継続的に吹く強い風の力を利用して、ほぼ1年中電力を供給し、陸上風車の約2倍の電力を生産していると述べています。実際、洋上風力発電の信頼性は高く、2022年には、これまで化石燃料の発電所が担ってきた電力系統の変動に対応するため、洋上発電の利用が開始されました。
2023年はじめ、コンサルティング会社のコンソーシアムは、電力コストの上昇から企業を守るため、入札方式による産業界の顧客向けの信頼できる洋上風力発電に対する補助金を提案する共同ペーパーを提出しました。産業界と風力発電事業者がいわゆる「差金決済契約（contracts for difference）」で合意して入札に参加した後、政府が落札価格と電力価格の差額を支払うというものです。しかし、この制度の導入には時間がかかる可能性があり、法的な導入は「早くても2024年」とそのペーパーでは述べられています。
系統制約は洋上風力に特に厳しい
ドイツの洋上風力発電の大部分は北海に設置されており、ドイツ西海岸の約7GWに対して、東側のバルト海には1GW強の設置があります。北海はバルト海に比べて風力発電の平均発電電力量が多く、より高いリターンが期待できるため投資家を惹きつけています。北海は、英国、デンマーク、オランダ、ベルギー、ドイツのプロジェクトが集結し、世界最大の洋上風力発電クラスターを形成している地域であり、今後の導入拡大は北海を中心におこなわれる予定です。
エネルギー政策シンクタンク「アゴラ・エネルギーウェンデ」の2019年の調査によると、風力発電所が互いに近すぎる位置にある場合、洋上風車が発電できるエネルギー量はかなり落ちることがわかっています。ドイツ海域にタービンをより均等に分散させるため、政府はバルト海の洋上風力発電入札に提出されるプロジェクトの総数に枠を設けました。北海に面したドイツ北西部の連邦州、ニーダーザクセン州は、ドイツの陸上風車の大半も抱えており、2022年にはドイツの洋上風力発電所の半分を大きく上回る数が設置されることになりました。北海とバルト海の両方に面する最北端のシュレスヴィヒ・ホルシュタイン州は約3分の1を占め、バルト海に面した北東部のメクレンブルク・西ポメラニア州は約15％の設備容量を誇っています。
ドイツ北西部に発電設備が集中しているため、国内の他の場所に大量の電力を送電するために十分な系統容量を確保することが課題となっています。2022年前半にドイツで発電された再生可能エネルギー電力の約4％が、系統の容量不足により利用できませんでした。ほとんどの発電ロスはニーダーザクセン州で発生し、洋上風力発電の総潜在力の6分の1が利用されないままでした。2022年末時点でより多くの接続が建設中でしたが、政府がより多くの洋上発電を推進しているため、容量の接続スケジュールを見直す必要があるとBWOは述べています。
しかし、洋上風力発電所から本土への送電は、問題の一部に過ぎません。連邦ネットワーク庁（BNetzA）が海上系統整備計画で示した、風の強い北部ドイツから南部の産業中心地までの長い距離をカバーすることは、おそらくより大きな課題です。主要系統プロジェクトであるSuedOstLinkとSuedLinkは、地元の抗議、訴訟、ルートに関するドイツの州間の意見の相違により何年も遅れていましたが、現在はそれぞれ2027年と2028年に運転を開始する予定です。2022年末に700kmの送電線の影響を受ける地権者との「画期的な」和解が成立したものの、南ドイツの業界団体は、特にロシアからの化石燃料の供給が突然途絶え、2023年4月に延期されていた原子力発電の閉鎖が供給状況をさらに厳しくしたため、遅延が地域の成長見通しに対して深刻なリスクを引き起こしはじめていると述べています。[背景については、ドイツの系統に関するCLEWの資料を参照］
近隣国がエネルギー政策と洋上風力発電の共同プロジェクトで連携
洋上風力発電は、脱炭素エネルギーシステムの柱として大きな可能性を秘めているため、欧州をはじめとする多くの国々で導入計画が大幅に拡大し、北欧は洋上風力発電の導入において世界をリードしています。特にドイツは、北海に面するほぼすべての国々と洋上風力発電のパートナーシップを締結しており、この分野での国際協力が進んでいます。
2022年、ドイツはベルギー、オランダ、デンマークとともに、洋上風力発電の容量を2050年までに10倍の少なくとも150GWに拡大することに合意しました。2021年に1.4GWの容量で運用を開始したいわゆる「ノルドリンク（NordLink）」ケーブルは、ドイツの余剰洋上風力発電を利用してノルウェーの水力発電所を満たし、両国の供給安定性と価格安定性を高めています。また、洋上風力はドイツとフランスのエネルギー・気候政策計画をつなぐ重要な役割を担っており、両国は競争力のある電力価格の実現と水素生産の規模拡大のために、この技術の利用を共同で改善することを誓いました。英国とは、英国のEU離脱決定以降、他の多くの政策分野での協力が緩やかになる傾向に反して、洋上風力発電やその他のエネルギー対策での協力が強化されています。ドイツは、バルト海の近隣諸国とも洋上風力の共同利用で協力を強化したいと考えています。この地域では、ロシアと結ぶガスパイプライン「ノルドストリーム2」（現在は廃止）に固執したため、ロシアによるウクライナ侵攻以降、エネルギー政策においてドイツに大きな外交的損失を与えました。
多くの風力発電機は海岸から離れた場所に設置され、ドイツ海域では平均約70kmの沖合に設置されるため、発電した電力は通常、送電損失を最小限に抑えるために現地で直流に変換されてから陸上のもっとも近いノードに送電されます。変電所では、風力発電所内のすべてのタービンの出力を束ね、発電した電力を異なる電圧レベルに変換しています。発電した電力の現地処理を改善するため、欧州の系統運用者数社は、北海に風力発電ハブとして少なくとも10の人工島「エネルギー島（energy islands）」を建設し、大規模洋上風力エネルギーを利用して欧州大陸の気候目標を達成することを提案しています。
North Sea Wind Power Hubコンソーシアムによると、デンマーク、オランダ、ドイツ間の国境を越えた洋上系統プロジェクトの可能性は、これらの国々のエネルギーシステムにおいて重要な役割を果たす可能性があります。海上の中心地にある個々の変電所の必要性をなくすことで、島々の洋上風力発電の設置コストを大幅に削減できる可能性があるのです。2020年、ドイツとデンマークは、このような洋上「エネルギーハブ」に関する協力を強化することに合意しました。洋上風力発電を欧州の共同送電系統に組み込むためのその他の取り組みとしては、7つの系統運用者による洋上風力発電プラットフォームの相互接続プロジェクト「ユーロバー（Eurobar）」などがあります。
ゼロ支援ウインドファームが投資家の関心を呼び起こす
風力発電所は海岸から遠く離れており、海上では波や海水が激しく、特殊な設備や作業員の訓練を必要とする過酷な条件であることが多いため、これまで投資家の大きな足かせとなってきました。ドイツ経済省（BMWi）によると、先駆的なプロジェクトは財務リスクが測りにくいため、商業銀行が融資に消極的でした。ドイツは当初、投資家の資金不足を解消するため、国営の開発銀行であるKfWから最初の10件の洋上風力プロジェクトに通常の金利で資金を提供しました。KfWによる50億ユーロのプログラムは、財務的リスクを負うことを望む事業者が、経験を積み、コスト削減の可能性を探るためのものでした。
しかし、継続的に高い利回りと急勾配の学習曲線が、手順の改善とコストの低下をもたらし、その結果、洋上風力発電は投資家にとって大きな魅力を持つようになりました。Hertie School of Governanceの研究によると、洋上風力発電プロジェクトでは予算計画が大きく改善されています。ドイツ初の洋上風力発電所であるアルファ・ベンタス（Alpha Ventus）は、コスト予測を約30%オーバーしましたが、その後の財務計画はより正確なものになりました。ドイツの洋上風力発電所の平均的なコストのオーバーシュートは約20%減少し、追加コストの多くは系統接続の遅れによるものであることが判明しました。一方、原子力発電所では、平均して187%のオーバーシュートが発生しているとのことです。
2014年の事業者報酬保証の初期支援率は、投資家を誘致するために12年間で15.4セント/kWh、8年間で19.4セント/kWhとされました。この期間を過ぎると、顧客が電力料金に上乗せして支払う支援率は3.9セント/kWhの基本水準に下がり、20年間の支援で終了します。ドイツの再生可能エネルギー支援制度が2017年に入札に移行した際、すでに新規洋上風力への保証支援は徐々に減少していましたが、この移行により大幅なコスト削減効果が得られ、一部の事業者は直接支援金をまったく使わずにプロジェクトを立ち上げるとまで表明しています。
ドイツ風力エネルギー連盟（BWE）によると、最初の入札の平均支援水準は0.44セント/kWhで、コストの問題はあまり重要ではなかったと述べています。しかし、その年の4月の2回目の入札では、平均支援水準が4.66セント/kWhに急上昇したものの、一部の入札者は再び0セント/kWhでの建設を提案しました。2022年9月に終了した入札では、入札額の上限が6.4セント/kWhに設定されました。業界団体のAGOWによると、平均支援率が高いのは、生産性の低いバルト海のプロジェクトが北海のプロジェクトより優先され、地域間の競争を低下させる、いわゆる「バルト海枠」が主因であるといわれています。2022年9月に終了した入札では、エネルギー企業のRWEがまたもやゼロ支援プロジェクトの申請に成功しました。ドイツの系統機関BNetzAは、これは今日、事業者が風車を自身の利益で稼働させられると確信している証拠であると述べています。
洋上風力発電の雇用はほぼ安全だが、業界は継続的な支援を求めている
近年、北海やバルト海で洋上風力発電の建設が進むにつれ、この高度に専門化した産業分野での雇用が着実に増えています。業界団体WABが2022年初めに発表した数字によると、この業界では約21,400人が直接雇用され、74億ユーロの年間売上高を生み出しているといわれています。WABは、この産業における雇用は政治的決定に大きく左右されると述べており、これは特に投資家の計画に見通しを提供する拡大予測レベルにかかわってきます。しかし、再生可能エネルギー発電インフラの設置、運用、保守ができる熟練労働者の不足は、ドイツのエネルギー転換における一般的な課題として浮上しています。
洋上風力発電は、国内各地の軸受、ギア、発電機メーカーに仕事をもたらしていますが、沿岸地域の産業は、この技術の台頭からもっとも大きな恩恵を受けています。ブレーマーハーフェン、クックスハーフェン、ロストックといった北海やバルト海の港湾は、巨大なタービン部品、基礎システム、取り付け装置を受け入れるためにその能力を向上させています。しかし、港湾の容量不足と建設用船舶が、2030年の建設計画のボトルネックになる可能性があると警告されています。
洋上風力財団（Offshore Windenergie Foundation）によると、洋上風力発電の拡大ブームで利益を得るのは、造船所やメンテナンス・サービス業者、風力発電所の運営スタッフなどであるとのことです。ドイツの北海に浮かぶヘリゴランドは、沖合65kmに位置する小さな島ですが、風力エネルギーを利用して化石燃料を使わずに貯蔵可能な燃料を現地で生産するグリーン水素ブームが予想されるため、洋上風力の潜在力をさらに引き出すことが期待されています。
ドイツ最大のタービンメーカーであるシーメンス・ガメサは、ドイツのエンジニアリング大手シーメンスの風力発電部門とスペインのタービンメーカーであるガメサが合併してできた会社で、ブルームバーグによると2022年に中国メーカーにトップの座を奪われています。ドイツの再生可能エネルギー支援制度が入札に移行したことで、タービンメーカーのコスト圧力はさらに高まり、ノルデックスやセンビオンといった企業はすでに人員削減を余儀なくされています。シーメンス・ガメサは、世界的な収益の落ち込みにより、国際的にも雇用を削減する必要があると述べています。
しかし、労働組合IGメタルが従業員代表を対象におこなった調査によると、洋上部門を中心とした仕事は、企業の緊縮財政計画の影響を受けにくいということです。調査対象者のほとんどが、洋上風力の見通しはドイツの風力発電産業全体の見通しよりも良好だと答えています。しかし、洋上風力発電業界が比較的好調であるにもかかわらず、地元の政治家や業界代表は、洋上風力発電技術のコスト低下と安定した電力供給のために、連邦政府に洋上計画を強化するように求めています。ドイツ北部の議員や風力発電会社のリーダーたちは、「クックスハーフェンアピール（Cuxhaven appeal）」の中で、この技術に対する厳格なサポートが価格低下の原因であり、今もなお必要であると述べています。
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著者：ベンジャミン・ヴェアマン（Benjamin Wehrmann）Clean Energy Wire 記者
元記事：Clean Energy Wire “German offshore wind power – output, business and perspectives” by Benjamin Wehrmann, 27 Jan 2023. ライセンス：“Creative Commons Attribution 4.0 International Licence (CC BY 4.0)” ISEPによる翻訳
@energydemocracy.jp ドイツの洋上風力発電 − 出力・ビジネス・展望／ベンジャミン・ヴェアマン（Clean Energy Wire）- https://energy-democracy.jp/4776 ドイツのエネルギーシステムの脱炭素化に向けて、洋上風力発電は、その信頼性と過去数年間の急速なコスト削減により、基軸となる存在となっています。 洋上風力発電は、まだ比較的新しい技術であり、他のクリーンエネルギー発電に比べると発展途上ではありますが、今日では、系統を安定させ、産業にクリーンエネルギーを供給するための最適な条件を備えた再生可能エネルギー電源と見なされています。 北海とバルト海のごく一部しか国内プロジェクトに利用できないため、ドイツは近隣諸国と洋上風力協力プロジェクトを立ち上げ、発電と水素製造に利用できるこの技術の大きな可能性を上手く利用しようとしています。 しかし、ドイツの洋上風力発電の野心的な目標は、導入拡大の進捗と乖離しており、業界は建設に向けた課題が山積していることを警告しています。 #エネデモ #ドイツ #洋上風力発電 #海上系統整備計画 #エネルギー島 #ゼロ支援ウィンドファーム
